一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電的制造方法
【專利摘要】一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī),包括初級和次級，初級細(xì)長、內(nèi)嵌有環(huán)形電樞繞組，電樞繞組與初級鐵芯對應(yīng)設(shè)置，初級與次級配合面上的耐磨金屬環(huán)；次級為永磁環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)間隔內(nèi)嵌設(shè)置在次級軸上，與初級相互電磁作用，次級可伸縮地安裝在初級內(nèi)并可往復(fù)運(yùn)動，初級與次級之間設(shè)置有氣隙，永磁環(huán)安裝在次級上被交錯的導(dǎo)磁環(huán)間隔固定。電機(jī)次級一端設(shè)置有儲能機(jī)構(gòu)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：使得壓油過程只需要電機(jī)中電磁體產(chǎn)生所需能量多一半的能量，其余能量由儲能機(jī)構(gòu)用吸油過程中儲存的能量來提供，從而使得電機(jī)總體功率保持平衡，增加采油量，考慮到機(jī)械損耗采油量可以提高百分之十五到四十。
【專利說明】一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，具體地說是指一種直線電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，有桿抽油是國內(nèi)外石油工業(yè)應(yīng)用規(guī)模最大的機(jī)械采油方式。有桿泵結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、維修方便，且排量適中，適合絕大多數(shù)油井的產(chǎn)能要求。
[0003]但是，隨著油田勘探開發(fā)的發(fā)展，有桿泵逐漸暴露出一系列問題:井桿管偏磨嚴(yán)重，降低了系統(tǒng)安全性，提高了維護(hù)成本，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)效益；普遍采用的游梁式四連桿結(jié)構(gòu)存在過多的中間環(huán)節(jié)，造成系統(tǒng)效率低，不超過0.35 ;長沖程抽油機(jī)體積龐大而且笨重，使用材料多，造價聞等等。
[0004]目前，國內(nèi)外解決上述問題的途徑主要有:改進(jìn)完善有桿泵系統(tǒng)。比如抽油桿底部重桿加重或采用玻璃鋼抽油桿和碳纖維連續(xù)抽油桿等，但此類方法仍避免不了效率低、故障率高、經(jīng)濟(jì)效益差等缺點(diǎn)。近年來興起的直線電機(jī)抽油機(jī)通過柔性連接件、導(dǎo)向輪直接與抽油桿連接，降低了動力傳遞過程中的功率損失，提高了系統(tǒng)效率，節(jié)能效果顯著，但仍未擺脫井桿偏磨問題。另一途徑是采用電潛泵、水力活塞泵和水力噴射泵等無桿采油方式，雖然徹底擺脫抽油桿這一薄弱環(huán)節(jié)，但要么適應(yīng)性受限，調(diào)節(jié)參數(shù)困難，要么投資高、壽命短、效率低。
[0005]一般將利用抽油桿柱上下往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行驅(qū)動的抽油設(shè)備統(tǒng)稱為有桿抽油設(shè)備(井?dāng)?shù)多規(guī)模大)；凡是不用抽油桿柱傳遞能量，而是利用電纜或高壓液體傳遞能量的抽油設(shè)備統(tǒng)稱為無桿抽油設(shè)備。利用抽油桿柱旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的井下螺桿泵裝置雖然也有抽油桿，但習(xí)慣上將其列入無桿抽油設(shè)備。
[0006]常用設(shè)備有潛油電泵、螺桿泵、水力射流泵和水力活塞泵抽油裝置。潛油電泵采油系統(tǒng)，潛油電泵采油系統(tǒng)主要由電機(jī)、保護(hù)器、氣液分離器、多級離心泵、電纜、接線盒、控制屏和變壓器等部件組成。除了上述基本部件外，還可選用一些附屬部件，如單流閥、泄油閥、扶正器、井下壓力測量儀表和變速驅(qū)動裝置等。該系統(tǒng)的工作原理是地面電源通過變壓器、控制屏和電纜將電能輸送給井下電機(jī)，帶動多級離心泵葉輪旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，把井液舉升到地面。潛油電泵系統(tǒng)部件有:電機(jī)、保護(hù)器、氣液分離器、電纜、控制屏、變壓器、接線盒、壓力傳感器、單流閥和泄油閥、扶正器。螺桿泵是以液體產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)位移為泵送基礎(chǔ)的一種新型機(jī)械采油裝置。螺桿泵采油系統(tǒng)，螺桿泵采油系統(tǒng)按驅(qū)動方式可劃分為地面驅(qū)動和井下驅(qū)動兩大類，而地面驅(qū)動按不同驅(qū)動形式又可分為皮帶傳動和直接傳動兩種形式，井下驅(qū)動也可分為電驅(qū)動和液壓驅(qū)動兩種形式。在整個螺桿泵采油系統(tǒng)中，地面驅(qū)動發(fā)展較早、也較成熟，但是井下驅(qū)動避免了地面驅(qū)動扭矩的損失、設(shè)備也比較少，具有較高的米油效率。
[0007]目前的抽油方式存在，耗費(fèi)動力較大，系統(tǒng)效率低下，井桿管存在偏磨現(xiàn)象，容易造成設(shè)備損耗報(bào)廢，各沖程做功不同，需要電機(jī)提供的動力不同，在壓油階段需要的力量大，而在吸油階段幾乎不用做功，需要動力很小，如果此時電機(jī)電流大小相同，造成了泵體設(shè)備在需要動力小的階段受沖擊比較大，且兩個階段所需時間長短不一，在采用同頻率的驅(qū)動電流進(jìn)行控制時，對控制系統(tǒng)要求較高。
[0008]沖程、沖次均不可調(diào)，排量調(diào)節(jié)范圍窄，不易根據(jù)油井產(chǎn)能進(jìn)行調(diào)參。
[0009]沖次不可調(diào)，不能采用短沖程、高沖次的工作制度，常規(guī)電潛泵機(jī)長度較長，不適用的大斜度井的曲率半徑比電潛泵小。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明提供一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)，解決了現(xiàn)有采油設(shè)備效率低下的問題。
[0011]進(jìn)一步的本發(fā)明提拱了一種帶有蓄能裝置的直線電機(jī)。
[0012]更進(jìn)一步提供了一種功率波動小的直線電機(jī)。
[0013]該線性電動機(jī)，包括初級和次級，初級細(xì)長、內(nèi)嵌有環(huán)形電樞繞組，電樞繞組與初級鐵芯對應(yīng)設(shè)置，初級與次級配合面上的耐磨金屬環(huán)；次級為永磁環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)間隔內(nèi)嵌設(shè)置在次級軸上，與初級相互電磁作用，次級可伸縮地安裝在初級內(nèi)并可往復(fù)運(yùn)動，初級與次級之間設(shè)置有氣隙。
[0014]永磁環(huán)安裝在次級上被交錯的導(dǎo)磁環(huán)間隔固定。永磁環(huán)表面都涂有一層高韌性材料防止磕碰時受到損傷，例如非磁性不銹鋼，有助于降低磁鐵的機(jī)械故障。非磁性不銹鋼超薄套是首選。套管的優(yōu)選厚度為約0.1毫米至約0.2毫米，而最優(yōu)選的厚度為約0.15毫米。
[0015]電樞鐵芯為硅鋼片制作而成，中間開有縫隙，降低了制作難度，減少了鐵耗，硅鋼片上設(shè)置有硅鋼片固定孔及繞組首末端連接孔。以安裝12組電樞繞組為例，安裝時相鄰連個硅鋼片縫隙夾角為30度，保證縫隙的均勻設(shè)置從而減小對產(chǎn)生磁場的影響。繞組線圈為圓餅狀，繞組末端在圓餅形線圈的同側(cè)。每相的12個線圈一次性繞制，便于安裝以及減少焊接點(diǎn)，從而提高電機(jī)效率以及初級的安裝和固定。12個電樞繞組首末端。在次級頂端與殼體對應(yīng)處設(shè)置有減震彈簧，用于輔助次級變向。次級末端設(shè)置有與次級行程長度相當(dāng)?shù)膬δ軓楛S。
[0016]該機(jī)構(gòu)電機(jī)次級一端設(shè)置有齒條結(jié)構(gòu)，該齒條結(jié)構(gòu)與半齒輪配合，半齒輪分為蓄能齒輪和釋能齒輪，蓄能齒輪與凸輪和傳動齒輪同軸設(shè)置，傳動齒輪與蓄能齒輪同向轉(zhuǎn)動，與釋能齒輪傳動部嚙合，帶動釋能齒輪轉(zhuǎn)動，此時釋能齒輪與蓄能齒輪轉(zhuǎn)動方向正好相反，當(dāng)齒條隨電機(jī)次級在吸油過程中移動時，通過齒條與蓄能齒輪齒面，帶動蓄能齒輪轉(zhuǎn)動繼而帶動凸輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)吸油過程完成后，蓄能齒輪齒面正好與齒條完成一個嚙合過程，蓄能齒輪轉(zhuǎn)到無齒的光面脫離與齒條的接觸，此時釋能齒輪的齒條面正好轉(zhuǎn)至與齒條接觸，由于蓄能齒輪與釋能齒輪轉(zhuǎn)動方向相反，釋能齒輪的齒條面會帶動齒條進(jìn)行反向運(yùn)動，而此時電機(jī)已經(jīng)完成吸油過程進(jìn)入壓油過程，電機(jī)開始做功，同時凸輪的慣性運(yùn)動帶動釋能齒輪給電機(jī)次級以與運(yùn)動方向同向的外力，幫助其完成壓油過程。待壓油過程完成后釋能齒輪齒條面與齒條脫離接觸，換成光面與齒條脫離接觸。此時蓄能齒輪齒條面開始與齒條接觸，下一個吸油過程開始。上述裝置中蓄能齒輪與釋能齒輪也可以分別與設(shè)置在次級上的兩條齒條接觸。
[0017]本發(fā)明還提供了一種雙電機(jī)組合，即助力型圓筒型直線電機(jī)，在連接腔中設(shè)置有支撐隔板，將電機(jī)分為助力電機(jī)與主電機(jī)，次級穿過支撐隔板，主電機(jī)為正常工作，助力電機(jī)在壓油過程中啟動。該助力電動機(jī)，也包括初級和次級，初級細(xì)長、內(nèi)嵌有環(huán)形電樞繞組，電樞繞組與初級鐵芯對應(yīng)設(shè)置，初級與次級配合面上的耐磨金屬環(huán)；次級為永磁環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)間隔內(nèi)嵌設(shè)置在次級軸上，與初級相互電磁作用，次級可伸縮地安裝在初級內(nèi)并可往復(fù)運(yùn)動，初級與次級之間設(shè)置有氣隙。助力電機(jī)的次級與主電機(jī)的次級設(shè)置于同一軸體上，分別設(shè)置永磁體。電樞繞組連接電動機(jī)控制器，接受電動機(jī)控制器輸送過來的電流。
[0018]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):由于抽油機(jī)吸壓兩個過程做工不同，其需要克服的阻力也不同，本發(fā)明提供了一種降低控制難度的電機(jī)結(jié)構(gòu)，將吸油沖程中產(chǎn)生的動能儲存在凸輪結(jié)構(gòu)中，等待壓油沖程時釋放，如此一來，可以將兩個過程中產(chǎn)生的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使得壓油過程只需要電機(jī)中電磁體產(chǎn)生所需能量多一半的能量，其余能量由儲能機(jī)構(gòu)用吸油過程中儲存的能量來提供，從而使得電機(jī)總體功率保持平衡，減小了對電機(jī)最大功率的需求，在現(xiàn)有電機(jī)發(fā)展水平的限制的前提下，可以用相同功率的電機(jī)均衡輸出來，增加采油量，考慮到機(jī)械損耗采油量可以提高百分之十五到四十。電機(jī)次級運(yùn)動過程中受力相對均勻，利于電機(jī)穩(wěn)定功率輸出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1圓筒型直線電機(jī)示意圖；
圖2電樞鐵芯不意圖；
圖3圓餅形線圈；
圖4電樞繞組連接圖；
圖5彈簧蓄能圓筒型直線電機(jī)；
圖6凸輪蓄能圓筒型直線電機(jī)；
圖7凸輪傳動結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8蓄能齒輪與釋能齒輪示意圖；
圖9助力型圓筒型直線電機(jī)示意圖；
圖10可分離式助力型圓筒型直線電機(jī)示意圖。
[0020]1、減震彈簧；2、電樞繞組；3、初級鐵芯；4、永磁環(huán)；5、導(dǎo)磁環(huán)；6、次級；7、耐磨金屬環(huán)；8、氣隙；9、初級；
2-1、蓄能彈簧；
3-1、凸輪；3-2蓄能齒輪；3-21、蓄能齒輪齒條面；3-22、蓄能齒輪光面；
3-3傳動齒輪；3-4釋能齒輪；3-41、釋能齒輪齒條面；3-42、釋能齒輪光面；
3-5、釋能齒輪傳動部；3-6、傳動齒條；
5-1、減震彈簧；5-2、助力電機(jī)電樞繞組；5-3、助力電機(jī)初級鐵芯；5-4、助力電機(jī)永磁環(huán)；5-5、助力電機(jī)導(dǎo)磁環(huán)；5-6、助力電機(jī)次級；5-7、助力電機(jī)耐磨金屬環(huán)；5-8、助力電機(jī)氣隙；5-9、助力電機(jī)初級；5-11、支撐隔板；5-12、卡合控制機(jī)構(gòu)；5-13、卡合結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]該線性電動機(jī)，包括初級和次級，初級細(xì)長、內(nèi)嵌有環(huán)形電樞繞組，電樞繞組與初級鐵芯對應(yīng)設(shè)置，初級與次級配合面上的耐磨金屬環(huán)；次級為永磁環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)間隔內(nèi)嵌設(shè)置在次級軸上，與初級相互電磁作用，次級可伸縮地安裝在初級內(nèi)并可往復(fù)運(yùn)動，初級與次級之間設(shè)置有氣隙。
[0022]電樞繞組連接電動機(jī)控制器，接受電動機(jī)控制器輸送過來的電流。
[0023]永磁環(huán)安裝在次級上被交錯的導(dǎo)磁環(huán)間隔固定。永磁環(huán)表面都涂有一層高韌性材料防止磕碰時受到損傷，例如非磁性不銹鋼，有助于降低磁鐵的機(jī)械故障。非磁性不銹鋼超薄套是首選。套管的優(yōu)選厚度為約0.1毫米至約0.2毫米，而最優(yōu)選的厚度為約0.15毫米。
[0024]電樞鐵芯為硅鋼片制作而成，中間開有縫隙，降低了制作難度，減少了鐵耗，硅鋼片上設(shè)置有硅鋼片固定孔及繞組首末端連接孔。以安裝12組電樞繞組為例，安裝時相鄰連個硅鋼片縫隙夾角為30度，保證縫隙的均勻設(shè)置從而減小對產(chǎn)生磁場的影響。繞組線圈為圓餅狀，繞組末端在圓餅形線圈的同側(cè)。每相的12個線圈一次性繞制，便于安裝以及減少焊接點(diǎn)，從而提高電機(jī)效率以及初級的安裝和固定。12個電樞繞組首末端。在次級頂端與殼體對應(yīng)處設(shè)置有減震彈簧，用于輔助次級變向。
[0025]進(jìn)一步的，由于抽油機(jī)吸壓兩個過程做工不同，其需要克服的阻力也不同，本發(fā)明提供了一種降低控制難度的電機(jī)結(jié)構(gòu)，將吸油沖程中產(chǎn)生的動能儲存在凸輪結(jié)構(gòu)中，等待壓油沖程時釋放，如此一來，可以將兩個過程中產(chǎn)生的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使得壓油過程只需要電機(jī)中電磁體產(chǎn)生所需能量多一半的能量，其余能量由儲能機(jī)構(gòu)用吸油過程中儲存的能量來提供，從而使得電機(jī)總體功率保持平衡，減小了對電機(jī)最大功率的需求，在現(xiàn)有電機(jī)發(fā)展水平的限制的前提下，可以用相同功率的電機(jī)均衡輸出來，增加采油量，考慮到機(jī)械損耗采油量可以提高百分之十五到四十。
[0026]實(shí)施例一:次級末端設(shè)置有與次級行程長度相當(dāng)?shù)膬δ軓椈?，在次級的吸油過程中，電機(jī)次級負(fù)載小，此時可以壓縮彈簧儲存能量，彈簧的設(shè)置，使得吸油過程一開始彈簧便開始被壓縮，直到吸油過程結(jié)束。在次級的壓油過程中，儲存在彈簧中的能量釋放，轉(zhuǎn)化為線性電機(jī)次級的動能，進(jìn)而完成壓油過程，至壓油過程完成彈簧正好恢復(fù)到正常狀態(tài)。
[0027]上述實(shí)施方式雖然可以完成本發(fā)明的目的，但缺點(diǎn)在于彈簧作為彈性裝置隨著電機(jī)次級的運(yùn)動，彈性阻力呈非線性增加，導(dǎo)致電機(jī)次級在運(yùn)動過程中需要克服的阻力不均勻，電機(jī)輸出功率越來越大，不利于電機(jī)功率穩(wěn)定的輸出。
[0028]為了解決上述缺陷，本發(fā)明還設(shè)計(jì)了另一種凸輪齒條機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，電機(jī)次級運(yùn)動過程中受力相對均勻，利于電機(jī)穩(wěn)定功率輸出。
[0029]實(shí)施例二:該機(jī)構(gòu)電機(jī)次級一端設(shè)置有齒條結(jié)構(gòu)，該齒條結(jié)構(gòu)與半齒輪配合，半齒輪分為蓄能齒輪和釋能齒輪，蓄能齒輪與凸輪和傳動齒輪同軸設(shè)置，傳動齒輪與蓄能齒輪同向轉(zhuǎn)動，與釋能齒輪傳動部嚙合，帶動釋能齒輪轉(zhuǎn)動，此時釋能齒輪與蓄能齒輪轉(zhuǎn)動方向正好相反，當(dāng)齒條隨電機(jī)次級在吸油過程中移動時，通過齒條與蓄能齒輪齒面，帶動蓄能齒輪轉(zhuǎn)動繼而帶動凸輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)吸油過程完成后，蓄能齒輪齒面正好與齒條完成一個嚙合過程，蓄能齒輪轉(zhuǎn)到無齒的光面脫離與齒條的接觸，此時釋能齒輪的齒條面正好轉(zhuǎn)至與齒條接觸，由于蓄能齒輪與釋能齒輪轉(zhuǎn)動方向相反，釋能齒輪的齒條面會帶動齒條進(jìn)行反向運(yùn)動，而此時電機(jī)已經(jīng)完成吸油過程進(jìn)入壓油過程，電機(jī)開始做功，同時凸輪的慣性運(yùn)動帶動釋能齒輪給電機(jī)次級以與運(yùn)動方向同向的外力，幫助其完成壓油過程。待壓油過程完成后釋能齒輪齒條面與齒條脫離接觸，換成光面與齒條脫離接觸。此時蓄能齒輪齒條面開始與齒條接觸，下一個吸油過程開始。上述裝置中蓄能齒輪與釋能齒輪也可以分別與設(shè)置在次級上的兩條齒條接觸。
[0030]實(shí)施例三:本發(fā)明還提供了一種雙電機(jī)組合，如圖9所示，即助力型圓筒型直線電機(jī)，在連接腔中設(shè)置有支撐隔板，將電機(jī)分為助力電機(jī)與主電機(jī)，次級穿過支撐隔板，主電機(jī)為正常工作，助力電機(jī)在壓油過程中啟動。該助力電動機(jī)，也包括初級和次級，初級細(xì)長、內(nèi)嵌有環(huán)形電樞繞組，電樞繞組與初級鐵芯對應(yīng)設(shè)置，初級與次級配合面上的耐磨金屬環(huán)；次級為永磁環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)間隔內(nèi)嵌設(shè)置在次級軸上，與初級相互電磁作用，次級可伸縮地安裝在初級內(nèi)并可往復(fù)運(yùn)動，初級與次級之間設(shè)置有氣隙。助力電機(jī)的次級與主電機(jī)的次級設(shè)置于同一軸體上，分別設(shè)置永磁體。電樞繞組連接電動機(jī)控制器，接受電動機(jī)控制器輸送過來的電流。
[0031]實(shí)施例四:如圖10所示，在實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，助力電機(jī)的次級可脫離設(shè)置于主電機(jī)次級相應(yīng)的延長桿上，助力電機(jī)次級與主電機(jī)次級通過可控卡合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)卡合連接，本實(shí)施例中，助力電機(jī)次級為可套在主電機(jī)次級桿上的結(jié)構(gòu)，卡合結(jié)構(gòu)設(shè)置在助力電機(jī)次級與主電機(jī)次級的共同末端，在共同末端外側(cè)設(shè)置有卡合控制機(jī)構(gòu)，卡合控制機(jī)構(gòu)設(shè)于助力電機(jī)次級外側(cè)，具體一種方式為通過卡合控制機(jī)構(gòu)將卡合結(jié)構(gòu)插入或拔出位于配合位置時的助力電機(jī)次級與主電機(jī)次級上對應(yīng)的卡接口內(nèi)，卡合控制機(jī)構(gòu)為液壓控制或電動原件控制。在電機(jī)殼體上對應(yīng)主電機(jī)次級末端的位置設(shè)置減震彈簧，該減震彈簧可套置于助力電機(jī)次級內(nèi)，主電機(jī)與輔助電機(jī)之間設(shè)置的隔板中間設(shè)置的通孔直徑略大于助力電機(jī)次級直徑。
[0032]該電機(jī)工作時，主電機(jī)可以單獨(dú)工作，此時主電機(jī)次級與輔助電機(jī)次級是分離的，卡合控制機(jī)構(gòu)將卡合結(jié)構(gòu)拔出助力電機(jī)次級與主電機(jī)次級上對應(yīng)的卡接口，將卡合結(jié)構(gòu)單獨(dú)卡接在輔助電機(jī)次級上，將輔助電機(jī)次級固定住，此時輔助電機(jī)也不接通電源，不進(jìn)行工作。主電機(jī)次級通過輔助電機(jī)次級內(nèi)孔單獨(dú)運(yùn)動，完成正常直線電機(jī)功能。
[0033]當(dāng)需要輔助電機(jī)工作時，卡合控制機(jī)構(gòu)將卡合結(jié)構(gòu)插入助力電機(jī)次級與主電機(jī)次級上對應(yīng)的卡接口，將二者固定在一起，此時輔助電機(jī)接通電源，實(shí)現(xiàn)助力功能，即助力型圓筒型直線電機(jī)，主電機(jī)為正常工作，助力電機(jī)在壓油過程中啟動。該助力電動機(jī)，也包括初級和次級，初級細(xì)長、內(nèi)嵌有環(huán)形電樞繞組，電樞繞組與初級鐵芯對應(yīng)設(shè)置，初級與次級配合面上的耐磨金屬環(huán)；次級為永磁環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)間隔內(nèi)嵌設(shè)置在次級軸上，與初級相互電磁作用，次級可伸縮地安裝在初級內(nèi)并可往復(fù)運(yùn)動，初級與次級之間設(shè)置有氣隙。助力電機(jī)的次級與主電機(jī)的次級設(shè)置于同一軸體上，分別設(shè)置永磁體。電樞繞組連接電動機(jī)控制器，接受電動機(jī)控制器輸送過來的電流。
【權(quán)利要求】
1.一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)，包括初級和次級，其特征在于:初級細(xì)長、內(nèi)嵌有環(huán)形電樞繞組，電樞繞組與初級鐵芯對應(yīng)設(shè)置，初級與次級配合面上的耐磨金屬環(huán)；次級為永磁環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)間隔內(nèi)嵌設(shè)置在次級軸上，與初級相互電磁作用，次級可伸縮地安裝在初級內(nèi)并可往復(fù)運(yùn)動，初級與次級之間設(shè)置有氣隙，永磁環(huán)安裝在次級上被交錯的導(dǎo)磁環(huán)間隔固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)，其特征在于，永磁環(huán)表面套有非磁性不銹鋼超薄套，套管的厚度為約0.1毫米至約0.2毫米，電樞鐵芯為硅鋼片制作而成，中間開有縫隙，硅鋼片上設(shè)置有硅鋼片固定孔及繞組首末端連接孔，在次級頂端與殼體對應(yīng)處設(shè)置有減震彈簧，用于輔助次級變向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)，其特征在于，電機(jī)次級一端設(shè)置有儲能機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)，其特征在于，儲能機(jī)構(gòu)為設(shè)置在次級與機(jī)殼之間的儲能彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)，其特征在于，儲能機(jī)構(gòu)為電機(jī)次級一端設(shè)置的齒條凸輪結(jié)構(gòu)，該齒條結(jié)構(gòu)與半齒輪配合，半齒輪分為蓄能齒輪和釋能齒輪，蓄能齒輪與凸輪和傳動齒輪同軸設(shè)置，傳動齒輪與蓄能齒輪同向轉(zhuǎn)動，與釋能齒輪傳動部嚙合，帶動釋能齒輪轉(zhuǎn)動，釋能齒輪與蓄能齒輪轉(zhuǎn)動方向正好相反，蓄能齒輪和釋能齒輪均由齒條面與光面組成，當(dāng)齒條隨電機(jī)次級在吸油過程中移動時，通過齒條與蓄能齒輪齒面，帶動蓄能齒輪轉(zhuǎn)動繼而帶動凸輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)吸油過程完成后，蓄能齒輪齒面正好與齒條完成一個嚙合過程，蓄能齒輪轉(zhuǎn)到無齒的光面脫離與齒條的接觸，此時釋能齒輪的齒條面正好轉(zhuǎn)至與齒條接觸，由于蓄能齒輪與釋能齒輪轉(zhuǎn)動方向相反，釋能齒輪的齒條面會帶動齒條進(jìn)行反向運(yùn)動，而此時電機(jī)已經(jīng)完成吸油過程進(jìn)入壓油過程，電機(jī)開始做功，同時凸輪的慣性運(yùn)動帶動釋能齒輪給電機(jī)次級以與運(yùn)動方向同向的外力，幫助其完成壓油過程，待壓油過程完成后釋能齒輪齒條面與齒條脫離接觸，換成光面與齒條脫離接觸，此時蓄能齒輪齒條面開始與齒條接觸，下一個吸油過程開始，上述裝置中蓄能齒輪與釋能齒輪也可以分別與設(shè)置在次級上的兩條齒條接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)，其特征在于，直線電機(jī)一端還設(shè)置有助力電機(jī)，在兩電機(jī)連接腔中設(shè)置有支撐隔板，將電機(jī)分為助力電機(jī)與主電機(jī)，次級穿過支撐隔板，主電機(jī)為正常工作，助力電機(jī)在壓油過程中啟動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)，其特征在于，助力電機(jī)的次級可脫離設(shè)置于主電機(jī)次級相應(yīng)的延長桿上，助力電機(jī)次級與主電機(jī)次級通過可控卡合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)卡合連接，卡合結(jié)構(gòu)設(shè)置在助力電機(jī)次級與主電機(jī)次級的共同末端，在共同末端外側(cè)設(shè)置有卡合控制機(jī)構(gòu)，卡合控制機(jī)構(gòu)設(shè)于助力電機(jī)次級外側(cè)，在電機(jī)殼體上對應(yīng)主電機(jī)次級末端的位置設(shè)置減震彈簧，該減震彈簧可套置于助力電機(jī)次級內(nèi)，主電機(jī)與輔助電機(jī)之間設(shè)置的隔板中間設(shè)置的通孔直徑略大于助力電機(jī)次級直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于抽油機(jī)的高效大推力圓筒型永磁直線電機(jī)，其特征在于，助力電機(jī)次級為可套在主電機(jī)次級桿上的結(jié)構(gòu)，通過卡合控制機(jī)構(gòu)將卡合結(jié)構(gòu)插入或拔出位于配合位置時的助力電機(jī)次級與主電機(jī)次級上對應(yīng)的卡接口內(nèi)，卡合控制機(jī)構(gòu)為液壓控制或電動原件控制。
【文檔編號】H02K41/03GK104135135SQ201410360511
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】孔祥新, 劉海濤, 劉蔭琦, 邢麗娟, 王婷 申請人:曲阜師范大學(xué)