WDJC系列节能装置偏置式螺杆泵高效驱动装置.ppt

偏置式螺杆泵高效驱动装置 * * 摘 要 伴随着螺杆泵举升方式应用规模的日益扩大，目前在用的常规地面驱动装置暴露出了诸如：传动比受限；皮带传动丢转；更换皮带增加成本及存在安全隐患的缺陷。在一定程度上影响了螺杆泵举升技术的发展。 为适应高转速螺杆泵发展的需要，人们研发了电机直驱螺杆泵地面驱动装置。该装置虽然解决了常规驱动头“传动比受限、皮带传动丢转”等问题，但同时也暴露出了诸如：制造成本高；能耗大；部分产品无刹车存在安全隐患；输出扭矩偏小抗过载能力较弱的不足。 为此，我们遵循两者相比取其优的原则，研制、开发了新一代螺杆泵地面驱动装置——偏置式螺杆泵高效驱动装置。 一、螺杆泵地面驱动装置简介 1、常规螺杆泵驱动头 工作原理： 电机通过皮带驱动双面扇形齿轮带动 抽油杆旋转。 机械刹车 大皮带轮 1、常规螺杆泵驱动头 优 势 存在机械刹车，运行可靠 皮带轮调参，成本低廉 双面圆弧锥齿传动，结构简单 1、常规螺杆泵驱动头 不 足 双面圆弧锥齿传动，传动比受限（理论上≤8）， 导致其转速范围较低 （一般≤200转/分） ⑴、皮带传动，存在丢转现象； ⑵、皮带更换，增加成本； ⑶、传动部分外露，存在安全隐患。 棘轮刹车系统的不足 2、释放扭矩螺栓易出现秃扣现象 维修制动系统时，需人为转杆卸载，存在安全隐患。 1、手动释放扭矩操作过程烦琐 液压刹车系统的不足 1、在输出端刹车、扭矩大，要求强度高 2、液压刹车成本高、结构复杂 维修制动系统困难 皮带轮安装的稳定性不足 1、大皮带轮安装方便，但稳定性较差 2、依靠3条M14或M16螺栓连接，强度低 3、大皮带轮易脱落、飞出，存在隐患 2、电机直驱螺杆泵驱动头 工作原理： 低速空心轴电机直接带动抽油杆旋转 通常选用12级的同步电动机作为动力源，需要配备变频控制装置来控制电机。 一、螺杆泵地面驱动装置简介 优 势 2、电机直驱螺杆泵驱动头 结构形式简单，直接驱动 转速范围大，适合于高速 借助于控制装置易实现软启、软停 2、电机直驱螺杆泵驱动头 电机类别 常规三相交流异步电动机 三相交流永磁同步电动机 无刷直流稀土永磁电机 2、电机直驱螺杆泵驱动头 不 足 非直流电机，电网停电时、反转失控，存在安全隐患。 电机体积大、成本高 能耗总体高、扭矩小 电机维修成本高 磁钢存在退磁隐患,影响其使用寿命 能耗高的原因解释 依据 可得出在高转速条件下，提高扭矩的唯一方法是增加电机的功率，大功率的电机其能耗也高。 切 记：工频（50HZ）时的扭矩，为旋转电机工作时的峰值扭矩。 仅无刷直流稀土永磁电机的能耗相对低一些。 变频控制装置 变频控制装置，目前在螺杆泵地面驱动装置中已得到了广泛的应用。 转速调整依据 低速运行时节能 低速运行：即变频器在低于工频（50HZ）的频率下工作。 低速运行时，为避免频率降低时出现电机过电压（过励磁），导致其被烧坏的情况发生。所以变频器在降低频率的同时必须要同时降低电压。 因此，低速运行的电机其功率将降低。 通常，低速运行时电机节能。 二、新一代螺杆泵地面驱动装置 工作原理： 应用电机直接驱动高效平面传动减速机 带动抽油杆转动 。 高效平面传动减速机， 减速比选择范围大 设计方案 设有电力刹车，体积小、结构更加简单 二、新一代螺杆泵地面驱动装置 设计方案 承重法兰总成，结构紧凑 铸钢专用井口，结构新颖，强度更高 油管头总成 电力刹车通过控制装置，自动释放扭矩 电力刹车设计方案 方案1 能耗制动是在控制箱内设有能耗电阻和独立的刹车控制器。停机操作时（或系统失电），泵杆弹性释放，会拖动永磁电机反转，接通刹车电阻。泵杆反转的加速度越大，电阻吸收的能量就越多，即发电制动力就越大，最终使泵杆回到初始状态。 1、能耗制动（应用交流永磁同步防爆电机） 电力刹车设计方案 方案2 正常停机是控制系统通过改变电流的大小与方向来实现软停的，当突然停电时因电机转子具有很高的永久磁场，泵杆弹性释放，拖动电机反转，电机处于发电状态，实现制动防止反转脱扣。 2、直流制动（应用直流永磁无刷防爆电机） 方案3 使用带电磁刹车刹车的交流异步防爆电机，当停机或断电时，利用电磁刹车刹车实现制动，通过控制系统中的专用控制软件在3-5分钟内，缓慢的将反转扭矩释放掉，其释放点动频率可根据用户要求自行设定。 3、电磁刹车（应用交流异步防爆电机） 偏置式螺杆泵高效驱动装置