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| 遠征公司生產大功率交流稀土永磁節(jié)能電機 |
| （時間:2014-1-21 10:47:10） |
我國是一個石油開采大國。機械采油作為常規(guī)的人工舉升方式在油田生產中占有舉足輕重的地位。其拖動裝置—電機， 就成了原油生產中必不可少的裝置， 隨之而來的就是電能的巨大需求。目前，抽油機是應用最普遍的石油開采機械之一，也是油田耗電大戶。大部分油田要靠注水壓油入井， 再用抽油機把油從地層中提升上來，以水換油或者以電換油是我國油田的現狀。與抽油機相匹配的是油田常用的三相異步電動機，在理想情況下的效率為90%左右，目前大多功率因數小于0.4，負載率不足40%，浪費電力嚴重。既要把地下的原油順利開采出來， 同時又要盡可能地節(jié)約電力資源， 就成了我們所關心的重要問題。
中國航天科技集團公司六院西安航天遠征流體控制股份有限公司研發(fā)出大功率交流稀土永磁節(jié)能電機，使節(jié)能效果得到大幅提高。
遠征公司生產的大功率交流稀土永磁節(jié)能電機利用最新最成熟的電機拖動技術，適用于抽油機的新型拖動系統(tǒng)，是抽油機優(yōu)化動力配置的最佳選擇，其功率小、體積小、重量輕，實現了真正意義上的完全節(jié)能，改善抽油機運行工況，緩解對電網的沖擊，提高采油機整機效率。稀土永磁電機是利用稀土特有性能長久保持電機磁性以達到節(jié)能效果的“綠色電機”，各種不同的稀土永磁電機節(jié)電率可達5%-40%。應用范圍遍及航空航天、國防、裝備制造、工農業(yè)生產和日常生活各個領域。
遠征公司大功率交流稀土永磁節(jié)能電機的交流伺服系統(tǒng)主要由交流伺服電機、編碼器及伺服控制器組成，其中控制器里主要包括主控板、功率板及電源板，系統(tǒng)的核心是主控板單片機內的控制程序，控制程序實現了整個交流伺服系統(tǒng)的控制工作。本系統(tǒng)采用的控制策略為矢量控制。系統(tǒng)控制程序每間隔一段時間完成三相電流值的采樣，并通過PID、矢量控制等算法計算給出電機的三相電壓值，最后采用PWM (脈寬調制)技術將三相電壓分配給交流伺服電機，實現了交流伺服控制。
西安航天遠征流體控制股份有限公司以中國航天科技集團公司特種技術支撐，將航天液體火箭發(fā)動機的流體技術、特種制造技術、系統(tǒng)控制技術轉化民用產業(yè)，成功實現了我國航天高科技成果向民用產業(yè)的轉化。大功率交流稀土永磁節(jié)能電機是遠征公司最新研制成功的高科技產品，是航天科技與特種電機的完美結合，它將航天技術與國際稀土永磁電機設計方法相結合，推動了交流伺服電機從航天領域到工業(yè)加工領域民用化進程，拓展了特種電機的適用范圍。
遠征公司采用大功率交流稀土永磁節(jié)能電機磁路計算，大功率交流稀土永磁節(jié)能電機轉子永磁磁鋼的安裝工藝，建立抽油機負載數學模型，針對此模型設計控制系統(tǒng)專用控制算法等關鍵技術設計的大功率稀土永磁電機在滿足應用性能的前提下，具有最大程度的節(jié)能效果。
稀土永磁電機在信息產業(yè)、機電一體化、汽車、摩托車、冶金山設備、風機、水泵、油田設備、紡織機械、家用電器等領域有著廣泛應用。稀土永磁電機高效節(jié)能，平均節(jié)電率高達10%，某些專用電機節(jié)電率高達15%~20%，且價格合理。我國開發(fā)的高效節(jié)能稀土永磁電動機，在力能指標及價格方面，國外高效電機不能與之相比，在國際市場有極強的競爭力。
大功率交流稀土永磁節(jié)能電機采用的關鍵技術：
(1)大功率交流稀土永磁節(jié)能電機磁路計算。
(2)大功率交流稀土永磁節(jié)能電機轉子永磁磁鋼的安裝工藝。
(3)建立抽油機負載數學模型，針對此模型設計控制系統(tǒng)專用控制算法，從而使在滿足應用性能的前提下，具有最大程度的節(jié)能效果。
該項目產品的主要創(chuàng)新點：
(1)調速操作簡便
可實現連續(xù)、穩(wěn)定的調速功能，滿足抽油機調整沖次的要求。
(2)降低作業(yè)強度
調速操作簡便，大大降低了現場工人的作業(yè)強度。
(3)延長設備使用壽命
實現了驅動特性與機械負載特性的最佳匹配，延長設備使用壽命。
(4)節(jié)能效果顯著
根據實際應用統(tǒng)計數據計算，伺服系統(tǒng)較原驅動方式具有顯著的節(jié)電效果，對于高產油井即抽油機負載越大、沖次頻率越低，節(jié)電效果越明顯。
(5)智能化操作
實現了全數字化伺服控制，可將油井各類生產參數無線傳輸至生產監(jiān)控中心。
(6)完善的保護功能
具有過流、過壓、欠壓、超溫、缺相、過載、失載等保護功能。
大功率交流稀土永磁節(jié)能電機項目取得了國際先進技術水平，已取得2項專利，主要應用在石油開采、航空航天、國防、裝備制造、工農業(yè)生產等。該項目的技術服務、產品銷售目前還處在小批量生產階段，總投資需要5300萬元，收入轉化周期為2年時間。
遠征公司利用最新最成熟的電機拖動技術生產的大功率交流稀土永磁節(jié)能電機，實現了真正意義上的完全節(jié)能。該項目的建設能夠大力推廣應用先進的節(jié)能設備，降低噸油耗電量，對企業(yè)營造低成本、高效益的發(fā)展格局產生重要意義。
該項目正常運營后，年平均營業(yè)收入13613萬元，年平均總成本費用為10368萬元，年平均利潤總額3130萬元，年平均上繳所得稅為783萬元，年平均凈利潤為2348萬元，年平均增值稅953萬元，年平均營業(yè)稅金及附加114萬元。
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