理论教育 机械特性配合的节能原理

机械特性配合的节能原理

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:超高转差电动机用于驱动游梁抽油机,其节能原理主要有以下两个方面。引起抽油杆弹性形变的主要原因是光杆的加速度。利用超高转差电动机驱动游梁抽油机,不仅能够取得较好的节能效果,还能延长抽油系统的寿命。其次,减小抽油杆最大应力和应力变化,减少断杆和脱杆事故,延长抽油杆的寿命。通过电动机与负载机械特性的合理匹配,改善系统配合,提高系统效率,在电动机能耗不变的情况下,增加产量,这就是机械特性配合的节能原理。

机械特性配合的节能原理

超高转差电动机用于驱动游梁抽油机,其节能原理主要有以下两个方面。

1.有较高起动转矩,降低功率等级,提高负载率

超高转差电动机的堵转转矩倍数为2.8~3.5,堵转电流倍数为3.0~5.0,因此超高转差电动机具有良好的起动性能。当超高转差电机驱动抽油机负载时,一方面可以用较小容量的电动机取代较大容量的普通电动机,实现功率的合理匹配。较好地解决了“大马拉小车”的问题,提高了电动机的运行效率,从而具有较好的节能效果。另一方面,起动电流减小可以降低变压器容量。比如一个油井计量站的变压器原来给6口油井的电动机供电,当采用超高转差率电动机后,可供给7~8口油井电动机用电。或者供电的油井数不变而使用容量较小的变压器,这不仅可以大大节约设备投资,同时也减少了变压器的供电损耗。

2.超高转差率电动机的软特性可以改善系统配合,提高系统效率(www.daowen.com)

超高转差电动机的机械特性是软特性,在拖动抽油机过程中,当负载转矩增加时,电动机转速下降;当负载转矩减小时,电动机转速上升。从图6-3可以看出,抽油机负载转矩变化非常复杂,在一个周期内相对平缓段不到三分之一。对于如此变化复杂的负载,为什么需要软特性驱动呢?这个问题还要从抽油机的动力传送机构上分析。抽油机的动力传送是靠长长的抽油杆。抽油杆是由几米长的钢杆一根一根连接而成的。对于一根钢杆可以看成是刚性杆,对于上千米的钢杆就不再是刚性杆,而是一根弹性杆,或者说是一根长长的弹簧。经过这样一根弹性杆,抽油泵活塞的运动规律不再是抽油机光杆的运动规律。再加上抽油杆与油管的摩擦阻力以及原油的黏滞阻力,抽油泵活塞的运动规律非常复杂。引起抽油杆弹性形变的主要原因是光杆的加速度。抽油机从上冲程到下冲程,或者从下冲程到上冲程都称为换向。抽油机是将圆周运动转化为往复直线运动,在换向和中间运动过程中都有加速度的变化,因此抽油杆弹性形变不可避免。行之有效的措施是利用超高转差电动机的软特性驱动,减缓加速度的变化,减小抽油杆的弹性形变,从而延长了抽油泵柱塞的实际行程,提高了抽油泵的充满系数,增加了产液量。

利用超高转差电动机驱动游梁抽油机,不仅能够取得较好的节能效果,还能延长抽油系统的寿命。首先,超高转差电动机能够较大地降低抽油机减速箱的最大峰值扭矩,延长减速箱寿命。其次,减小抽油杆最大应力和应力变化,减少断杆和脱杆事故,延长抽油杆的寿命。延长了设备的使用寿命,也是提高生产效益。

通过电动机与负载机械特性的合理匹配,改善系统配合,提高系统效率,在电动机能耗不变的情况下,增加产量,这就是机械特性配合的节能原理。

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