2025年油田抽油机应用开关磁阻电机的优点 .pdfVIP

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

油田抽油机应用开关磁阻电机的优点

目前各大油田为降低生产成本，都将节能增效作为首要目标，对抽油机要尽

量降低电机的耗电量。根据抽油机的运行特点，为了实现这个目的，电机应具有

以下特点：电机损耗小，在较宽的负载变化范围内能够保持较高的功率因数和效

率；速度能够平滑无级调节且调速范围较宽，以适应不同井况的要求及其供排关

系；能够实现软启动，减少启动时对抽油机的冲击，降低选用电机及变压器的容

量。满足上述要求的电机，一方面自身的功率因数和效率要较高，另一方面可以

使抽油机的机、杆、泵整个系统达到较好配合，提高系统效率。因此研制具有上

述特点的电机驱动系统已成为必然趋势，山东艾磁驱动科技股份有限公司生产的

开关磁阻电机驱动系统就是具有这些特点的一种新型电机驱动系统。该电机具有

十分突出的综合性能，是当前抽油机最为理想的动力系统。它的研制和生产对油

田的节能生产具有重大意义。

1．开关磁阻电机电机结构简单、坚固可靠

开关磁阻电机定转子都是双凸极结构，电机损耗小，在较宽的负载变化范围

内都能保持较高的功率因数和效率；电动机转子无绕组，成本低，定子绕有集中

绕阻，各项绕组采用直流励磁，产生步进的单相脉振磁场，依赖磁阻转矩旋转，

位置闭环控制，不会失步，可控性好。电动机可高速旋转而不致变形；转子转动

惯量小，易于加、减速；转子无永磁体，可具有较高的最大允许温升，无退磁现

象。

2．开关磁阻电机高起动转矩，低起动电流，实现了完全意义上的软启动，无

论在何种状态运行，都不存在倒发电，冲击电网现象。

以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。——《旧唐书·魏征列传》

油田抽油机在启动时，需要带载直接起动，所需起动转矩较大，普通电机起

动电流为6-8倍额定电流。为满足起动要求所配电机的功率较大，而该机在运行

时所需转矩较小，90%以上的电机负载率在50%以下，长期以来抽油机所配电机大

都处于轻载运行状态，负载率极低，功率损耗大，能源浪费严重，而开关磁阻电

机驱动系统非常适合重载启动的场合，具有高启动转矩和低启动电流的性能。启

动转矩达到额定转矩的1.5倍时，启动电流仅为额定电流的30%，可完全满足游

梁式抽油机带平衡块启动的需要，减少电机启动时对电网和抽油机的冲击，降低

所选用电机及变压器的容量，节约投资成本，减少维护费用。

3．系统效率高，功率因数高，调速范围广，可根据井况任意调节转速

开关磁阻电机调速范围广，可在30~2000r/min范围内实现无级调速，在其宽

广的转速和功率范围内，均具有高输出和高效率。在低速及非额定负载下高效率

则更加明显，并且在转速和负载转矩变化范围较大时都能稳定在高水平，能有效

的提高抽油机的运行效率，实现节能和降低采油成本。

4．冲次可无级调节，调速方便，操作简单，节省费用

开关磁阻电机驱动系统调速范围非常宽，在较宽的调速范围内，都能保持较

高的效率，能够以较低的冲次进行平稳的运行，最低运行冲次能到0.5冲次以下，

调到变频器加普通三相异步电机所调不到的冲次，以适应不同的井况要求及其供

排关系。不用换皮带轮，直接按调节按扭就可调速，节省换皮带轮所花的吊车费、

人工费、停产费等费用。

5．开关磁阻电机驱动系统可靠性高，寿命长

由于开关磁阻电机转矩方向与绕组电流方向无关，只需单方向绕组电流，所

以控制所需的功率元件少，电路结构简单。该系统中的功率开关元件均直接与电

臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥

机绕组相串联，避免了直通短路现象，所以保护电路可以简化，提高系统的工作

可靠性。由于转子无任何形式的绕组，机械强度极高，而在定子方面只有几个集

中绕组，因此绝缘程度高，寿命长。

油田用开关磁阻电机的位置检测器用霍尔传感器代替原先所用的光电传感器，

避免了电机轴承内的润滑油所产生的油雾在野外环境下受到昼夜温差大的影响，

产生凝露，遇灰尘风沙后产生的污损物污染光电盘，造成电机位置检测出现故障

性停机，使开关磁阻电机的故障率大为降低，有极高的运行可靠性。

6．控制系统保护功能齐全

运行过程中若发生的缺相、过