張琦（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

螺桿泵井節(jié)能電動(dòng)機(jī)應(yīng)用效果分析

張琦（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

稀土永磁電動(dòng)機(jī)是使用釹鐵硼稀土永磁材料，采用異步起動(dòng)、同步工作方式，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)完全同步，無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，不僅能在額定負(fù)載時(shí)有較高的效率和功率因數(shù)，而且在輕載時(shí)也能有較高的效率和功率因數(shù)。文中對(duì)其工作原理，選井原則，應(yīng)用效果分析等方面進(jìn)行了論述。

螺桿泵井 永磁電動(dòng)機(jī) 節(jié)能

TNMB稀土永磁三相同步電動(dòng)機(jī)具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，第八采油廠累計(jì)共應(yīng)用螺桿泵永磁電動(dòng)機(jī)25 口 井 ， 通 過(guò) 實(shí) 測(cè) ， 單 井 有 功 功 率 下 降 1.22kW，無(wú) 功 功 率 下 降 9.0kW， 功 率 因 數(shù) 提 高 0.41， 日 節(jié) 電達(dá) 29.28kWh， 25 口井 可實(shí) 現(xiàn)年節(jié)電 26.35 × 104kWh，節(jié)約電費(fèi) 15.66 萬(wàn)元，投資回收期 10.4個(gè)月 。

1 工作原理

稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)和普通電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)相同，主要區(qū)別在于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，永磁電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條內(nèi)側(cè)開二極鑲嵌槽，鑲嵌釹鐵硼永磁材料磁剛作為磁極，由永磁體提供的磁通替代勵(lì)磁繞組勵(lì)磁，永磁電動(dòng)機(jī)的定子繞組呈三相對(duì)稱分布，當(dāng)接通交流電時(shí)，流入的電流就將在電動(dòng)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)就將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路閉合時(shí)，就會(huì)有電流流過(guò)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體。載流導(dǎo)體收到磁場(chǎng)電磁力的作用后，以n次的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同向旋轉(zhuǎn)，其中 n＜no， 如果將轉(zhuǎn)子與機(jī)械部件連接起來(lái)，則轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩的作用而產(chǎn)生機(jī)械做 功 ， 從 而 實(shí) 現(xiàn) 了 電 能 向 機(jī) 械 能 方 向 轉(zhuǎn) 化[1]。

永磁電動(dòng)機(jī)工作原理是：當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入三相交流電后，裝有鼠籠導(dǎo)條的轉(zhuǎn)子開始啟動(dòng)，由于其轉(zhuǎn)子為永磁體，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就帶動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子，以n次的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同向旋轉(zhuǎn)。

與異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比，永磁同步電動(dòng)機(jī)可以顯著地提高功率因數(shù)，降低了定子電流和定子電阻損耗，而且在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沒有轉(zhuǎn)子電阻的損耗，大大 地提高 工作效 率。 在 額定 負(fù)載 25%～120%情 況下，永磁同步電動(dòng)機(jī)可保持較高的工作效率和功率因 數(shù) ， 輕 載 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) 節(jié) 能 效 果 更 為 明 顯[2]。

安裝永磁電動(dòng)機(jī)的選井原則是：

◇ 線路額定電壓380V

◇ 額定頻率50Hz

◇ 載荷≤120kN

2 應(yīng)用效果分析

2.1節(jié)電效果明顯

對(duì) 25口井安裝永磁電動(dòng)機(jī)后，單井有功功率下 降 1.22kW， 無(wú) 功 功 率 下 降 9.0kW， 功 率 因 數(shù) 提高 0.41， 日 節(jié) 電 達(dá) 29.28kWh， 系 統(tǒng) 效 率 上 升 了5.48%。 詳 見 表1。

表1 25口井安裝前后能耗測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比表

產(chǎn) 出 ： 單 井 日 節(jié) 電 29.28kWh， 年 節(jié) 電 1.054× 104kWh， 節(jié)約電費(fèi) 0.627 萬(wàn)元 。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析和實(shí)際應(yīng)用，具有節(jié)能效果明顯等特點(diǎn)。

2.2體積小、重量輕

從熱負(fù)荷角度分析來(lái)看，永磁電動(dòng)機(jī)發(fā)熱少，使電動(dòng)機(jī)有效體積減少，重量減輕。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用表明：該電動(dòng)機(jī)節(jié)省了大量的使用空間，大大地提高了安全性。

3 結(jié)論

1） 稀 土 永 磁電動(dòng) 機(jī) 可 以 直接替 換 Y系 列異步電動(dòng)機(jī)使用。

2）稀土永磁電動(dòng)機(jī)節(jié)電效果明顯。

3） 永 磁 電 動(dòng) 機(jī) 投 資 回 收 期 較 短 ， 經(jīng) 濟(jì) 效 益顯著。

[1]王群京,鄧梯康,姚有光.稀土永磁釹鐵硼高性能同步電動(dòng) 機(jī) 的 研 制[J].合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào),1996,（3）:12-13.

[2]陸克山.稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)在機(jī)械采油中的應(yīng)用[J].能 源 研 究 與 利 用,2006,（5）:24-25.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.009.014

2013-06-18）

張琦，2006年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)，從事采油工程技術(shù) 管 理 工 作 ， E-mail： 519780906@qq.com， 地 址 ： 黑 龍 江 省 大 慶 油田有限責(zé)任公司第八采油廠第一油礦103隊(duì)，163001。