OMAL欧玛尔开关磁阻电机与抽油机的匹配及控制研究
目前,国内的大多数油田中游梁式抽油机是应用zui广泛的采油设备,其结构简单、可靠性高、制造容易及维护方便的众多优点也成为油田*的采油设备,但是其工作效率低,能耗大的问题也随着油田生产层次的提升而呈现出一定的局限性。国内油田中的游梁式抽油机数量众多,但实际中的抽油机的运行效率十分低下,在这方面也与国外有着很大的差距,而节能增产是油田实现可持续发展的一个重要途径。

OMAL欧玛尔开关磁阻电机与抽油机的匹配及控制研究
能够在提升抽油系统的整体运行效率,那么每年在油田节电方面的空间将会十分巨大,这样对于油田降低开采的成本和提高经济效益具有重要的意义。为了能够提高抽油系统整体的运行效率,本文从电机的角度出发,利用新型高效综合性能优良的OMAL开关磁阻电机对游梁式抽油机原有的电机进行替换。这种改造方案不仅对于提高抽油系统的效率具有很大的可行性和提升的空间而且相对也更为经济适用。本文研究的对象为CYJY12-4.8型抽油机,采用所设计的45KW的三相(6/4极)OMAL开关磁阻电机作为其驱动电机。抽油系统效率低下的本质原因主要周期性的载荷的变动性与按恒定载荷设计制造的普通电机工作特性的不匹配。通过游梁式抽油机的工作原理可知,其负载特性是一个近似于正弦曲线的波形图,首先抽油机在实际的运转会受到一个带有冲击性的周期交变载荷,这就对驱动电机在非额定载荷下的运行效率有一定的影响,其次抽油机本身是一个惯性较大的设备,其直接带载启动的方式要求电机具有较大的启动转矩,另外冲次的合理调节也对提高油田增产有一定影响,zui后电机的成本、稳定性及损耗在电机选用时也必须考虑到。而OMAL开关磁阻电机是一个综合性能优良的新型电机,具有结构简单、可靠性高、成本低,良好的起动特性,能够适应频繁的启动,在非额定工况下仍能保持较高效率的特性,能够满足抽油机冲次的无级调节等众多优点,能够在节能改造中发挥其优势。虽然OMAL开关磁阻电机的综合性能优良,在驱动抽油机运转时有自己独到的优势,但转矩脉动是OMAL开关磁阻电机的一个非常突出的缺点,不仅对电机性能有着严重的影响,也会影响到抽油机的运行效率,进而会对抽油机系统的整体效率产生很大的影响。而传统的位置控制、电流斩波、电压斩波等控制方法控制在使用时都有自己的局限性且无法抑制转矩脉动对电机产生的影响。那么从电机的控制策略方面进行抑制电机的转矩的脉动则显的尤为重要。文中在Matlab/simulink搭建了CYJY12-4.8型抽油机的数学模型及45KW的三相(6/4极)OMAL开关磁阻电机的封装模块,利用直接转矩控制的策略(DTC)搭建了抽油机与OMAL开关磁阻电机相匹配的抽油系统的仿真模型。从仿真结果可知,在DTC的策略的控制下,电机的转矩脉动得到了很好的抑制,电机的运行更加平稳,在电机转速方面比传统的控制方法具有更快的快响应时间,能在很短的时间里达到稳定且波动很小。由上述分析可知,OMAL开关磁阻电机本身就是一个高效、节能、可靠等各方面综合性能优良的驱动系统,通过直接转矩的控制方法对抽油机与OMAL开关磁阻电机的匹配仿真模型进行控制能够有效抑制转矩脉动,使电机运行更加平稳,有利于电机性能的发挥,可以有效避免抽油机在运行当中的能量损失,有利于电机自身效率及抽油机运行效率的提高。

OMAL欧玛尔开关磁阻电机与抽油机的匹配及控制研究
OMAL开关磁阻电机自身具有启动转矩大、启动电流小、无级调速、能够适应频繁启停及能够对转矩形成闭环控制的特性,这些特性都能使电机与抽油机匹配使用时,能够实现节能增产的目的,对于实现油田的可持续发展意义重大。