一種6/8/12極單繞組三速異步電動(dòng)機(jī)定子繞組型式的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)定子繞組設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種6/8/12極單繞組三速異步電動(dòng)機(jī)定子繞組型式。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的油田在開(kāi)采初期原油產(chǎn)量較高，所采用的游梁式抽油機(jī)系統(tǒng)均工作在高產(chǎn)狀態(tài)，目前由于開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)大多油田原油產(chǎn)量急劇下降，抽油機(jī)均工作在低產(chǎn)狀態(tài)。隨著開(kāi)采深入，低產(chǎn)井?dāng)?shù)量變得越來(lái)越多，而所配置的電動(dòng)機(jī)大多數(shù)存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成了大量電能浪費(fèi)。為了達(dá)到節(jié)能目的，油田當(dāng)前對(duì)于低產(chǎn)井往往采用降低轉(zhuǎn)速的節(jié)能控制方法，通常包括采用變極多速電機(jī)和變頻調(diào)速兩種方式，但這兩種調(diào)速方式均具有一定局限性。下面針對(duì)這兩種調(diào)速方式的特點(diǎn)進(jìn)行分析:
[0003]I)雙速電機(jī):油田使用的變極調(diào)速電機(jī)大多是雙速電機(jī)，而雙速電機(jī)中一般采用8、12極或者12、16極雙繞組設(shè)計(jì)方式，雖然起到了降低了轉(zhuǎn)速的效果，但調(diào)速范圍較小，節(jié)能效果在某些場(chǎng)合不太理想。更重要的是，當(dāng)油井需要進(jìn)行洗井作業(yè)時(shí)，要求電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，而這兩種繞組設(shè)計(jì)的同步轉(zhuǎn)速分別只有750轉(zhuǎn)/分和500轉(zhuǎn)/分，無(wú)法滿足洗井需求，如果要實(shí)現(xiàn)洗井目的就要更換高速電機(jī)，這使得實(shí)際運(yùn)行中，需要頻繁更換電機(jī)，增加生產(chǎn)成本。
[0004]2)變頻調(diào)速:油田在使用變頻器調(diào)速時(shí)，通常是進(jìn)行洗井作業(yè)時(shí)，抽油機(jī)在工頻下運(yùn)行(即不降低轉(zhuǎn)速)，在油井正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)采油量的減少量降低頻率(即電機(jī)轉(zhuǎn)速下降)，但頻率的改變并非采用自動(dòng)調(diào)節(jié)方式，而大多是人為設(shè)定一個(gè)固定頻率，這種情況下，電機(jī)在某個(gè)固定頻率下運(yùn)行，達(dá)不到調(diào)速節(jié)能的目的，實(shí)際上，這種控制方式并未體現(xiàn)變頻調(diào)速調(diào)速范圍大的優(yōu)點(diǎn)。而通過(guò)對(duì)油田抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多情況下，受油田井下含油量及液面影響，電機(jī)轉(zhuǎn)速并不需要頻繁調(diào)節(jié)，而是固定在某一頻率運(yùn)行即可，例如，國(guó)內(nèi)某油田電機(jī)通常固定在40Hz或25Hz兩種頻率附近。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)雙速電機(jī)及變頻調(diào)速的使用現(xiàn)狀及所存在的問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)普通單繞組異步電機(jī)，提出了一種6/8/12極單繞組三速異步電動(dòng)機(jī)定子繞組型式，可以在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)達(dá)到節(jié)能目的，在高速運(yùn)行時(shí)滿足油田洗井的需求。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]定子采用72槽的雙層疊繞組繞線形式，以任一定子槽為起點(diǎn)，順次定義各定子槽為第I槽至第72槽，設(shè)定第70、38、63、45槽的下層出線端分別定義為Al端、A2端、A3端、A4端；第11槽上層出線端口定義為Xl端，第9、34、2槽的下層出線端分別定義為X2端、X3端、X4端；第58槽上層出線端定義為BI端，第7、53、14槽的下層出線端分別定義為B2端、B3端、B4端；第17、71、25、43槽的下層出線端分別定義為Yl端、Y2端、Y3端、Y4端；第29、47、72、54槽下層出線端分別定義為Cl端、C2端、C3端、C4端；第59、18、11槽下層出線端分別定義為Zl端、Z2端、Z4端，第13槽上層出線端定義為Z3端；
[0008]將yl端、y3端、B2端、B4端繞線抽頭連接但不引出接線抽頭；將xl端、x3端、A2端、A4端繞線抽頭相連接但不引出接線抽頭；將zl端、z3端、C2端、C4端繞線抽頭相連接但不引出接線抽頭；將y4端、A3端繞線抽頭相連接并記為接線抽頭A3 ;將x4端、C3端繞線抽頭相連接記為接線抽頭C3 ;將z4端、B3端繞線抽頭相連接記為接線抽頭B3 ;將x2端、y2端、z2端、Al端、BI端、Cl端繞線抽頭引出并分別作為外接電源抽頭；
[0009]所述電機(jī)采用6極運(yùn)行時(shí)，將Al端、y2端、A3端繞線抽頭短接并與電源的A相連接，將BI端、z2端、B3端繞線抽頭短接并與電源B相連接，將Cl端、x2端、C3端繞線抽頭短接并與電源C相連接；
[0010]所述電機(jī)采用8極運(yùn)行時(shí)，將x2端、BI端、A3端繞線抽頭短接并與電源的A相連接，將y2 ?而、Cl ?而、Β3 ?而繞線抽頭短接并與電源的B相連接，將ζ2 ?而、Al ?而、C3纟而繞線抽頭短接并與電源C相連接；
[0011]所述電機(jī)采用12極運(yùn)行時(shí)，將Al端、χ2端繞線抽頭短接并與電源的A相連接，將BI端、y2端繞線抽頭短接并與電源的B相連接，將Cl端、z2端繞線抽頭短接并與電源的C相連接，將A3端、B3端、C3端繞線抽頭短接。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:
[0013]I)本發(fā)明的三速電機(jī)采用6、8、12極(相對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分、750轉(zhuǎn)/分、500轉(zhuǎn)/分)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了單繞組電機(jī)可在三種轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，可代替現(xiàn)有變頻器或雙繞組電機(jī)，與變頻器比較可實(shí)現(xiàn)相同的使用功能。本發(fā)明滿足了油田實(shí)際生產(chǎn)的需要，較雙速電機(jī)比提高了電機(jī)的實(shí)用性，省去了更換高速電機(jī)的步驟，獲得較明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0014]2)本發(fā)明的使用壽命及操作方式和普通電機(jī)一樣，且遠(yuǎn)高于電力電子產(chǎn)品使用壽命；與雙繞組三速電機(jī)相比，消除了繞組間相互影響產(chǎn)生的環(huán)流損耗；與變頻器相比，在保證所需轉(zhuǎn)速的同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)無(wú)諧波污染，提高了電網(wǎng)電能質(zhì)量及運(yùn)行可靠性，同時(shí)還可以降低生產(chǎn)成本，達(dá)到節(jié)能目的。
[0015]3)采用本發(fā)明所提供的聯(lián)接方式，并未過(guò)于增加電機(jī)制造加工工藝難度，對(duì)于油田游梁式抽油機(jī)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的應(yīng)用具有一定推動(dòng)作用。
[0016]4)本發(fā)明提出的繞組鏈接方式，不僅適用于油田游梁式抽油機(jī)電機(jī)系統(tǒng)，也可推廣于其它具有類似調(diào)速方式的工業(yè)場(chǎng)合。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為6/8/12極單繞組三速電機(jī)定子繞組排列示意圖。
[0018]圖2為單繞組三速電機(jī)6極運(yùn)行時(shí)電機(jī)定子繞組接線示意圖。
[0019]圖3為單繞組三速電機(jī)8極運(yùn)行時(shí)電機(jī)定子繞組接線示意圖。
[0020]圖4為單繞組三速電機(jī)12極運(yùn)行時(shí)電機(jī)定子繞組接線示意圖。
[0021]圖5為單繞組三速電機(jī)6極起動(dòng)時(shí)電流波形圖。
[0022]圖6為單繞組三速電機(jī)6極起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速波形圖。
[0023]圖7為單繞組三速電機(jī)6極穩(wěn)態(tài)時(shí)電流波形圖。
[0024]圖8為單繞組三速電機(jī)8極起動(dòng)時(shí)電流波形圖。
[0025]圖9為單繞組三速電機(jī)8極起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩波形圖。
[0026]圖10為單繞組三速電機(jī)8極起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速波形圖。
[0027]圖11為單繞組三速電機(jī)8極穩(wěn)態(tài)時(shí)電流波形圖。
[0028]圖12為單繞組三速電機(jī)12極起動(dòng)時(shí)電流波形圖。
[0029]圖13為單繞組三速電機(jī)12極起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩波形圖。
[0030]圖14為單繞組三速電機(jī)12極起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速波形圖。
[0031]圖15為單繞組三速電機(jī)12極穩(wěn)態(tài)時(shí)電流波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明提供了一種6/8/12極單繞組三速異步電