一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机

摘要

本发明公开了一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机，包括稀土永磁电机，还包括变频驱动装置、智能控制模块、远程通讯模块、启停按钮、转换开关组、开关电源、中间继电器组、空气开关、接触器组、接线端子和电流互感器，所述变频驱动装置、启停按钮、转换开关组、中间继电器组、空气开关、接触器组、接线端子和电流互感器均安装在控制柜体上，智能控制模块、远程通讯模块和开关电源均安装在固定板上，所述开关电源与变频驱动装置、智能控制模块、远程通讯模块均通过接线端子连接。本发明能根据不同的做功情况调整输出，降低能耗，减少对电网的冲击，具备工变频自动切换和电机保护功能，还具备强大的联网能力，方便远程监控与维护。

说明书

【技术领域】

本发明涉及电机的技术领域，特别涉及一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机，尤其适用于游梁式抽油机。

【背景技术】

目前，我国产油区很多油田均为低孔低渗的复杂断块油田，大多采用游梁式抽油机，俗称“磕头机”。因其机械特性，电机一直处于电动与发电两种状态之间切换，且切换频率较高。当电机处于发电状态时，会将多余能量反馈至电网，引起主回路母线电压升高，降低电网供电质量，频繁的冲击也会造成电机的损坏，影响生产效率，增加维护成本，给企业造成重大的损失。

传统的抽油机由普通交流异步电动机直接拖动，效率低，线损和变损严重，启动电流大，对电网的电压波动损害也很大。为了进一步提高采油效率，降低维护成本，提高抽油机数字化、信息化、智能化程度，新一代抽油机专用YXJ一体化稀土永磁变频驱动节能电机的普及应用显的尤为重要。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机，其旨在解决现有技术中普通交流异步电动机效率低，线损和变损严重，启动电流大，对电网的电压波动影响较大的技术问题，不仅能完成电机拖动，而且能根据抽油机不同的做功情况调整输出，降低电能的损耗，减少对电网的冲击；不仅具备工变频自动切换和电机保护功能，还具备强大的联网能力，方便客户进行远程监控与维护。

为实现上述目的，本发明提出了一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机，包括稀土永磁电机，还包括变频驱动装置、智能控制模块、远程通讯模块、启停按钮、转换开关组、开关电源、中间继电器组、空气开关、接触器组、接线端子和电流互感器，所述的稀土永磁电机的上方设置有控制柜体和固定板，所述的变频驱动装置、启停按钮、转换开关组、中间继电器组、空气开关、接触器组、接线端子和电流互感器均安装在控制柜体上，所述的智能控制模块、远程通讯模块和开关电源均安装在固定板上，所述的开关电源包括DC24V控制电源和AC380控制电源，所述的接触器组由变频接触器和工频接触器组成，所述的开关电源与变频驱动装置、智能控制模块、远程通讯模块均通过接线端子连接。

作为优选，所述的控制柜体固定安装于稀土永磁电机上，所述的固定板与控制柜体的上端侧面固连。

作为优选，所述的变频驱动装置、中间继电器组、空气开关、接触器、接线端子和电流互感器安装在控制柜体的上端面上，所述的启停按钮和转换开关组安装于控制柜体的前侧面上，所述的智能控制模块、远程通讯模块和开关电源安装于固定板的上端面上。

作为优选，所述的变频接触器的主触头一端与变频驱动装置的U、V、W端口连接，所述的工频接触器的主触头一端与交流380总电源连接，所述的变频接触器的主触头和工频接触器的主触头的另一端均通过电流互感器与稀土永磁电机连接，所述的变频驱动装置上L1/R、L2/S、L3/T端口分别通过空气开关与交流380总电源的R、S、T相连接，所述的变频驱动装置上的485+、485-端口分别与远程通讯模块上的485+、485-端口连接。

作为优选，所述的变频接触器的线圈和工频接触器的线圈一端均与AC380控制电源的RC380端连接，另一端均与AC380控制电源的SC380端连接。

作为优选，所述的智能控制模块上L1/R、L2/S、L3/T端口分别与交流380总电源的R、S、T相连接，智能控制模块上+24V、0V端口分别与DC24V控制电源的正、负极连接，所述的智能控制模块上485+、485-端口分别与远程通讯模块上的485+、485-端口连接，所述的远程通讯模块上的+24V、0V端口分别与DC24V控制电源的正、负极连接。

作为优选，所述的中间继电器组由相互并联的第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器构成，所述的转换开关组由第一转换开关和第二转换开关构成，所述的第一继电器的一端通过第一转换开关与DC24V控制电源的正极连接，另一端与DC24V控制电源的负极连接，所述的第二继电器的一端通过启停按钮与DC24V控制电源的正极连接，另一端与DC24V控制电源的负极连接，所述的第三继电器的一端与智能控制模块的Y0端口连接，另一端与DC24V控制电源的负极连接，所述的第四继电器的一端与智能控制模块的Y1端口连接，另一端与DC24V控制电源的负极连接，所述的第三继电器的一端和第四继电器的一端还通过第二转换开关直接与DC24V控制电源的正极连接。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机，结构合理，配置智能控制模块，对抽油机的工况进行自学习并实现自动控制和电机保护；配置远程通讯模块，实现对抽油机的远程监控与维护以及各种抽油数据的采集上传；配置变频驱动装置，减少启动电流对电网的冲击，节能降耗，也减少启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长设备的使用寿命；采用稀土永磁同步电机，功率因数高，省去电励磁，减小定子电流和定子转子电阻的损耗，效率高，满载起动电流比异步减少一半，节能效果明显；结构紧凑便于安装和维护。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明实施例一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机的主视图；

图2是本发明实施例一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机的左视图；

图3是本发明实施例一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机的俯视图；

图4是本发明实施例的电源分配图；

图5是本发明实施例的控制回路图；

图6是本发明实施例的智能控制模块与远程通讯模块的连接电路图。

【具体实施方式】

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

参阅图1至图6，本发明实施例提供一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机，包括稀土永磁电机1，还包括变频驱动装置2、智能控制模块3、远程通讯模块4、启停按钮5、转换开关组6、开关电源7、中间继电器组8、空气开关9、接触器组10、接线端子11和电流互感器12，所述的稀土永磁电机1的上方设置有控制柜体13和固定板14，所述的变频驱动装置2、启停按钮5、转换开关组6、中间继电器组8、空气开关9、接触器组10、接线端子11和电流互感器12均安装在控制柜体13上，所述的智能控制模块3、远程通讯模块4和开关电源7均安装在固定板14上，所述的开关电源7包括DC24V控制电源和AC380控制电源，所述的接触器组10由变频接触器和工频接触器组成，所述的开关电源7与变频驱动装置2、智能控制模块3、远程通讯模块4均通过接线端子11连接。

具体地，所述的控制柜体13固定安装于稀土永磁电机1上，所述的固定板14与控制柜体13的上端侧面固连。

进一步地，所述的变频驱动装置2、中间继电器组8、空气开关9、接触器10、接线端子11和电流互感器12安装在控制柜体13的上端面上，所述的启停按钮5和转换开关组6安装于控制柜体13的前侧面上，所述的智能控制模块3、远程通讯模块4和开关电源7安装于固定板14的上端面上。

其中，所述的变频接触器的主触头一端与变频驱动装置2的U、V、W端口连接，所述的工频接触器的主触头一端与交流380总电源连接，所述的变频接触器的主触头和工频接触器的主触头的另一端均通过电流互感器12与稀土永磁电机1连接，所述的变频驱动装置2上L1/R、L2/S、L3/T端口分别通过空气开关9与交流380总电源的R、S、T相连接，所述的变频驱动装置2上的485+、485-端口分别与远程通讯模块4上的485+、485-端口连接，所述的变频接触器的线圈和工频接触器的线圈一端均与AC380控制电源的RC380端连接，另一端均与AC380控制电源的SC380端连接。

所述的智能控制模块3上L1/R、L2/S、L3/T端口分别与交流380总电源的R、S、T相连接，智能控制模块3上+24V、0V端口分别与DC24V控制电源的正、负极连接，所述的智能控制模块3上485+、485-端口分别与远程通讯模块4上的485+、485-端口连接，所述的远程通讯模块4上的+24V、0V端口分别与DC24V控制电源的正、负极连接。

所述的中间继电器组8由相互并联的第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器构成，所述的转换开关组6由第一转换开关和第二转换开关构成，所述的第一继电器的一端通过第一转换开关与DC24V控制电源的正极连接，另一端与DC24V控制电源的负极连接，所述的第二继电器的一端通过启停按钮5与DC24V控制电源的正极连接，另一端与DC24V控制电源的负极连接，所述的第三继电器的一端与智能控制模块3的Y0端口连接，另一端与DC24V控制电源的负极连接，所述的第四继电器的一端与智能控制模块3的Y1端口连接，另一端与DC24V控制电源的负极连接，所述的第三继电器的一端和第四继电器的一端还通过第二转换开关直接与DC24V控制电源的正极连接。

在本发明实施例中，稀土永磁电机1为抽油机的拖动部分；变频驱动装置2实现了抽油机装置的节能降耗，减少启动电流对电网的冲击，也减少启动惯性对抽油机装置的大惯量的转速冲击，延长抽油机装置的使用寿命；智能控制模块3可进行抽油机装置的自学习并实现自动控制和电机保护；远程通讯模块4可实现抽油机装置的远程监控；启停按钮5用以控制抽油机装置的启动和停止；转换开关组6用来设置抽油机装置的就地远程控制权限和工变频运行方式选择；开关电源7用来提供抽油机装置的控制电源；中间继电器组8实现触点的拓展；空气开关9实现电源保护；接触器组10实现工变频切换主回路电源的通断；接线端子11实现进线电源接线的过渡；电流互感器12实现三相电流的变换检测。

本发明一种抽油机用一体化稀土永磁变频驱动节能电机，采用稀土永磁电机1与变频驱动装置2、智能控制模块3、远程通讯模块4、启停按钮5、转换开关组6、开关电源7、中间继电器组8、空气开关9、接触器组10、接线端子11和电流互感器12的一体化整合设计，不仅能完成电机拖动，而且能根据抽油机不同的做功情况调整输出，降低电能的损耗，减少对电网的冲击；该电机不仅具备工变频自动切换和电机保护功能，还具备强大的联网能力，方便客户进行远程监控与维护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。