在油田生产中使用最为广泛的采油设备就是抽油机，而其庞大的耗电量超过了总用电量的四成，其工作中承受的周期性波动的负载，通常负载率较低，这也导致整个抽油机系统不超过 30% 的负载率，存在较为严重的电能浪费情况。作为电能到机械能转换的设备，抽油机电机这一电气设备承担了系统的原动力，而电机是否节能又直接影响到整个系统的节能状况。为提升抽油机系统的效率，达到节能效果，就需要对电机的耗能原理进行分析，针对高能耗的问题进行适当改造来获得更佳的运行方案。

▲皖南调速无刷电机：采油厂常用低碳调速无刷电机 

1 电机节能及能耗分析分析

1.1同步电机能效原理

电机分为直流电机、交流电机和控制电机。直流电机的电源为直流电，调速过程平滑，有着良好的启动性和经济性，多用于对调速和气动有一定要求的设备。交流电机的电源为交流电，从电源频率和转数上又分为同步电机和异步电机。电机转速为 n 值，在同步电机中，电源频率和 n 之间的关系固定，在负载变化的情况下也不会发生改变，可对其功率因数进行调节，在空载状态下实现无功功率的调节。对于异步电机，n 值始终低于电源产生的旋转磁场转速，因定子绕组的相数区别可分为单相异步电机和三相异步电机，单相多属于小型，而多相则有着不同的容量。

三相电机的耗费最主要的涵盖了稳态耗费、负债耗费和杂散耗费。稳态耗费免受负债会影响，最主要的是因多种的设计的概念规格而构成的僵板耗费，涵盖速比、组成、营造技术和物料等，可可分为铁心耗费和自动化设备耗费。负债耗费也称之为铜耗，是直流电在用叶轮电机定子和定子是而出显耗费，电机定子功率电阻和负债直流电关键了该值的的大小，占总耗费的二成到六成。杂散耗费是约为总耗费的 10%~15%，是铁心和电缆线等塑料控制部件在叶轮、定子的高次谐波下出显的耗费。

1.2高耗低效能主观原因定性分析

对石油勘探抽油机的选用行业现状实行统计表探讨，出现无刷调速交流接触器的马达高耗低的效率的的问题其主要涵盖大规模陈旧无刷调速交流接触器的马达的选用、处理不当的无刷调速交流接触器的马达匹配好、特色的技艺技艺条件。目前留存无刷调速交流接触器的马达超期入伍的情形，有的有的突破二四十五年，那些无刷调速交流接触器的马达内留存情况严重的氧化，且加工制造技艺技艺和的原材料均已不要，技艺能无发可达到需求量，这就致使无刷调速交流接触器的马达的效率远降至新型的高效化工业节能无刷调速交流接触器的马达。

在变频电动机选用部分，产生不是很适宜的状况，其主要表現在这四个部分 ：不是很适宜的风格、不是很适宜的余量、不是很适宜的电机转速及及不是很适宜的力矩。因流程消费需求，抽油机的价段的变化载荷致使了各个于价段各个于力矩，这就可以对余量裕度对其进行适宜分配。

2 抽油机负载特点

抽油机在工作上中，油柱上升的中想要大热效率，而在下方因优质落体不想要运转，为要保持均功率因数补偿，采用含有取舍块的具体方法来变现取舍，交流接触器轴上所所能承受的总装载电动机转距为取舍转距加在按照转距。在以曲柄转交和总装载电动机转距的密切关系构成的抽油机功率因数补偿的申请这类卡种曲线提额图上，现在油井的变现， 的申请这类卡种曲线提额有所作为有差异 ，受取舍和井况影向，具备有下例特别。

抽油机的短路电流为下跌性且具备的定期，以冲次来对下跌性次数开始叙说，一般是情况报告下，抽油机冲程为每一分钟 6到 12 次，下跌性的的期限为 5 到 19 秒。不平衡量转距为正弦交流电的身材申请这类卡种身材曲线提额，但变压器容量转距呈不游戏规则，总短路电流传动比的身材申请这类卡种身材曲线提额在产生 负马力时，电动四轮将会进到发电厂汽车制动方式。在短路电流转距的身材申请这类卡种身材曲线提额的是同一个的的期限内，峰值值在极限值的 1/3 处，横竖冲程都会有是同一个死点，在停车场后的打火中，打火点始终保持未短路电流更大的死点。

因其抽油机额定值负债的特有性，如何采取有效传统异步交流自心理也会发生诸多挥霍。抽油机的重新通电一开始死点付近带载重新通电，拥有对于较大的空气阻力矩，为确保生育的在即完成，交流自心理的选购期间中就要以比较大化发心理电输出为规范值，有时候步入到正确事业后，分別惯量仅仅比较大化发心理电输出的 1/3，让交流自心理事业时常地处额定值电输出的 1/3 程序，发生诸多挥霍。还有，井场存在砂卡结蜡等环境时，为确保重新通电期间中不存在烧坏而对自心理完成持续更新，人力影响因素会造成总流量的加快，加快了诸多挥霍程度上。对现存的抽油机完成输出率数据汇总，大部分在20% 的样子，对于能能维持在 30% 这对于上风，过低的具有运作让交流自心理率始终未能 加快，电输出质数减小。在抽油机额定值负债的期限性上下价格波动助推下，交流自心理速比也存在上下价格波动，增加其损耗费。因抽油机的平衡点直接决定了期限性额定值负债，始终未能 达到除根。负电输出存在在电力和交流自心理中，在有功用电的吞吐的功效下，让电输出质数持续严重。

3 节能及改造过程

关于电机节能方面的标准主要有国家标准 GB18613《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》，现今参考的是 2012年颁布的第三版标准。在该标准中，中小型三相异步电动机效率可分为 1 级、2 级、3 级三个等级， 适用范围为 2 极、4 极、6 极，额定功率在 0.75~375 kW，50 Hz 三相交流电源供电，1000 V 以下电压。抽油机电机进行改造过程中可参考此类标准。

对异步同步伺服电机来展开阐述，在产生转变 的频段下，环境下起动转矩M 也为固定好值，存有这个的电流电流线相电压值 U 使只是现既定化，在该的电流电流线相电压下能保持最高的人效和最大衰减。键盘进入瓦数 P1 与的电流电流线相电压转变 f（u）呈反抛物线规划。主要是因为抽油机运行热负荷的寿命性浮动，为保持曲线方程各点的既定化运行，就可以同步伺服电机的键盘进入的电流电流线相电压还可以随之环境下发动机耗油率的转变 而转变 。这就可以瓦数条件掌握器来对键盘进入的电流电流线相电压来展开自动调节，使其与环境下浮动相应的，这一互动调压安装在当前系统的技术下较非常容易保持，完善抽油机发展节约环保系统的升级提升调整手段可利用变压变频式。从抽油机的环境恶劣运行环境阐述，一般性切勿能利用电力公司电子元器件发展节约环保安装，过高的代价，会从而导致破环后不许自助式清洗，且更易产生环保仪器被窃的也许，从而导致高新产业环保仪器的广泛应用阻碍。

然而电能微电子节能环保降耗系统设计在预期软件中不能使用，而且还那种现在现实可行的形式，就会对直流直流无刷主轴电机的定子直流无刷主轴电机的定子遵循开启。通较为常见的抽油机直流直流无刷主轴电机的公率在 7.5~75 kW间，遵循的 Y 系列作品异步直流直流无刷主轴电机的，为充分满足大惯量的初始化标准要求，可在初始化时用角形形接法来做到定子直流无刷主轴电机的定子。当位于常见事情情形下，对每组直流无刷主轴电机的定子分为两个部分，产生延边角形形，这样来来减轻交流电压降和输进公率，做到节能环保降耗，造成现采取有效的直流直流无刷主轴电机的，可遵循 1 ∶ 1 和 1 ∶ 2 多种类型的。在换接定子直流无刷主轴电机的定子后，减轻了直流直流无刷主轴电机的相交流电压降和大扭距，这就减轻了负载水平。需用对负载水平遵循调查，是因为当大扭距还未做到抽油机基线扭距时简易导至停车场。

抽头比 K 为 Y 形这那部分和角形形这那部分的匝数比，超负荷特性变比 Kt 为延边角形形接法和角形形接法时的比较大的扭矩之比，等效减压比 Ku 为延边角形形接法和角形形接法时的等效相相电压之比，改接后的比较大的扭矩公倍数 Km 为延边角形形接法时的比较大的扭矩与马达稳定扭矩之比。一样症状下的 Y 系列表马达中，抽油机的六、八极马达 Km 指标值2。定子交流电动机绕线换接后马达的超负荷特性，在 1 ∶ 1 品类中，Ku、Kt、Km 分別为 0.71、0.47、0.94，在 1 ：2 品类中， 分別为 0.78、0.56、1.12。

对原电动伸缩机实现整改后，做到了原先的的起动载荷和起动感应电流，使其起动特点未变，改革后的同步电机的可以再远公开场合正确适用人群，改革后，短路电流越小，节电率就有所愈来愈越高。改革的环节较少资金投入且控制简易，感觉清晰， 实现适宜整改后可以运用于相关产品同步电机的，可以运用于采油厂的技术性改革。

中心句渠道于《生产方式高质量》。

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