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游梁式抽油机作为应用最广泛的石油开采设备,在机械采油装备中占有举足轻重的地位。但其存在着传动链长、系统效率低、耗电量大等问题,油田抽油机的节能改造、降低采油成本早已成为人们关注的热点。本文针对传统游梁式抽油机存在的问题,在分析无刷直流电机特点和应用的基础上,提出采用低速外转子无刷直流电机代替传统高速感应电机来直接驱动抽油机的系统方案。确定了直驱抽油机系统的结构方案并阐述了其工作原理;分析了悬点的运动规律、悬点载荷变化及系统的平衡原理;分析比较了无刷直流电机直驱抽油机系统和传统游梁式抽油机系统的地上效率,证明前者的效率优于传统抽油机效率;分析计算了控制系统的制动能量和制动电阻;建立了无刷直流电机的数学模型,并在此模型的基础上搭建了控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,进行仿真实验;设计并制作了基于无刷直流电机专用控制芯片UCC3626的控制系统硬件电路,其中包括控制电路、驱动电路、整流电路、逆变电路、转向控制电路以及其他辅助电路等,并对控制系统进行了调试实验,验证了系统方案的可行性。分析研究表明,本文的直驱抽油机系统去掉了减速器、四连杆机构等中间传动环节,大大缩减了游梁式抽油机的较长传动链,克服了其可控性差、效率低等缺点,可实现一定的节能。