G型無(wú)級變速螺桿泵驅動(dòng)裝置是一種使用壽命較長(cháng)的一種裝置,在油井中運用為廣泛。G型無(wú)級變速螺桿泵驅動(dòng)裝置可以分為三種:可控硅一轉差離合器式變速驅動(dòng)裝置、直流電動(dòng)機式變速驅動(dòng)裝置和摩擦式無(wú)級變速驅動(dòng)裝置。
可控硅一轉差離合器式變速驅動(dòng)裝置
目前國產(chǎn)的噴油泵試驗臺大多采用可控硅一轉差離合器式變速驅動(dòng)裝置。該裝置的基本調速原理是:利用改變可控硅導通角來(lái)改變勵磁線(xiàn)圈中的電流,從而使轉差離合器的轉速發(fā)生變化。其中可控硅導通角的大小取決于觸發(fā)電路的脈沖頻率,當改變觸發(fā)脈沖的頻率時(shí)便可改變可控硅的導通角??煽毓璧膶ń堑母淖兪峭ㄟ^(guò)調整觸發(fā)電路中的可調電位器(調速手輪)來(lái)實(shí)現的。
該試驗臺的動(dòng)力經(jīng)電動(dòng)機輸出后,經(jīng)三角皮帶帶動(dòng)主軸旋轉。其主要部分是電磁調整異步電動(dòng)機,它是一種交流無(wú)級變速電動(dòng)機,由交流電動(dòng)機和電磁轉差離合器組成,使用時(shí)與控制電路結合即可實(shí)現調速。
電磁轉差離合器的工作原理是:當電源接通后,電動(dòng)機帶動(dòng)轉差離合器的齒極旋轉,而轉差離合器的動(dòng)力輸出軸和齒極的內外電樞相連。當套在導磁套上的勵磁線(xiàn)圈有電流通過(guò)時(shí),在內外電樞間便產(chǎn)生磁力線(xiàn),旋轉的齒極因切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生渦流,齒極內渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和內外電樞之間的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉矩,并使內外電樞(即輸出軸)以低于齒極的轉速跟著(zhù)同向旋轉。二者的轉速差越大,轉矩越大。當輸出軸的負荷一定時(shí),輸出軸的轉速由勵磁線(xiàn)圈的電流大小來(lái)決定。電流越大,轉速越高;反之,電流越小,轉速越低。因此只要控制勵磁電流的大小,便可進(jìn)行調速。
直流電動(dòng)機式變速驅動(dòng)裝置
采用直流電動(dòng)機的變速驅動(dòng)裝置其速度的調節是通過(guò)改變磁通量來(lái)實(shí)現的。通過(guò)改變勵磁電路中的電阻值的大小可改變電動(dòng)機中的磁通量。增加電阻值,則勵磁電流減小,磁通量也減小;但由于旋轉部分的轉動(dòng)慣量,轉速乃還來(lái)不及立即改變,于是反電動(dòng)勢減小,電樞電流將增大。通常I的增大所產(chǎn)生的影響總是超出磁通量減小所產(chǎn)生的影響,所以電磁轉矩增大,從而使電動(dòng)機的轉速升高。但隨著(zhù)轉速的升高,反電動(dòng)勢也增加,因而電流和轉矩又將減小,直到和反抗轉矩相等時(shí)為止,此時(shí)電動(dòng)機的轉速不再升高,并穩定在某一較高的轉速上。反之,當電阻值減小時(shí),勵磁電流增大,磁通量也增大,從而將使轉速降低,這種調速裝置的優(yōu)點(diǎn)是耗電量小,調速均勻。但采用直流電動(dòng)機必須有整流設備,因而設備投資也較大。
摩擦式無(wú)級變速驅動(dòng)裝置
某些試驗臺上采用摩擦式無(wú)級變速機構,如日本PE型噴油泵試驗臺,我國生產(chǎn)的RS-Q820型噴油泵試驗臺等。它是一種具有可變V形皮帶盤(pán)的摩擦式無(wú)級變速器,一般由三相交流電動(dòng)機驅動(dòng)。
其變速原理如下:該試驗臺為二級三角皮帶無(wú)級變速傳動(dòng)機構,皮帶輪由兩個(gè)可以相互靠近或分開(kāi)盼錐形盤(pán)組合而成,以此改變皮帶輪的傳動(dòng)直徑,從而改變傳動(dòng)比,達到無(wú)級變速的目的。
當需要調速時(shí),首先搖轉手輪,它通過(guò)一對螺旋齒輪和鏈條帶動(dòng)調速絲桿轉動(dòng),使調速螺母隨之移動(dòng),并帶動(dòng)調速桿移動(dòng),使下軸上左端錐形輪在軸上來(lái)回移動(dòng),改變有效傳動(dòng)直徑。通過(guò)級皮帶傳遞至中間軸的皮帶輪,使中間軸皮帶輪的直徑發(fā)生相應的改變,再通過(guò)第二級皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)上軸上的皮帶輪,使右端錐形輪移動(dòng),并使彈簧產(chǎn)生壓縮或放松,以改變上軸皮帶輪的直徑,從而改變整個(gè)系統的傳動(dòng)比。限速螺母7的作用是用來(lái)限制調速范圍的。應該指出,這種調速機構只有在運轉時(shí)才能進(jìn)行調速。此外,其結構較復雜,由于經(jīng)常變速,皮帶易于磨損。
除了上述幾種變速機構外,還有液壓變速機構,它是由三角皮帶經(jīng)液壓變速器帶動(dòng)被測試被遮住,呈高的噴油泵。液壓變速器為內傳動(dòng)無(wú)級變速,其輸出軸可正反旋轉,它可保證平穩地變速。如國得由BG2和BSY108型噴油泵試驗臺,采用的就是這種變速機構。
為了能精確地控制轉速,試驗臺電動(dòng)機的功率應大于驅動(dòng)噴油泵所需的大功率。一般試驗臺電動(dòng)機功率在2.5~llkW之間。