防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，該裝置由變壓器整流器、控制箱、開關(guān)磁阻電機(jī)組成；控制系統(tǒng)由功率模塊、控制器、電流傳感器、位置傳感器、操作面板組成。該裝置通過變壓器、整流器將交流電變?yōu)橹绷麟?，進(jìn)行集中直流輸電、直流供電，可以使油田抽油機(jī)防盜電、節(jié)能、降低成本。以數(shù)字信號處理器DSP為核心的控制器在控制功率模塊過程中，采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制，上下沖程分別獨(dú)立控制的方式，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速和穩(wěn)速的目的，有效提高系統(tǒng)效率，降低功率損耗，使抽油機(jī)的參數(shù)對不同油井更加合理。
【專利說明】防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本發(fā)明涉及一種防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】:目前，國內(nèi)抽油機(jī)大部分采用異步電動(dòng)機(jī)，負(fù)載率低，功率損耗大，運(yùn)行效率低，盜電現(xiàn)象頻發(fā)，能量浪費(fèi)嚴(yán)重。有少數(shù)抽油機(jī)采用了變頻調(diào)速系統(tǒng)，但效率與價(jià)格的綜合性能上并不是十分理想，這種大容量低效率的運(yùn)行狀態(tài)亟待解決，開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在抽油機(jī)的應(yīng)用上有很大的性能優(yōu)勢。常規(guī)的電力傳輸線路采用交流電傳輸，易于被外界采集，因此油田盜電情況經(jīng)常發(fā)生，為避免這種情況，此系統(tǒng)在傳輸過程中采用直流電傳輸。在現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，一般采用51單片機(jī)進(jìn)行控制，運(yùn)行速度慢，功能簡單，故障率高，穩(wěn)定性差。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止盜電、降低電能損耗的防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，由變壓器TC (I)、整流器(2)、控制箱(3)、開關(guān)磁阻電機(jī)(4)組成，變壓器TC (I)的輸入端與高壓交流電網(wǎng)連接，變壓器TC (I)的輸出端與整流器(2)的輸入端連接，整流器(2)的輸出端與控制箱(3)的進(jìn)線端連接，控制箱(3)的出線端與開關(guān)磁阻電機(jī)(4)的輸入端連接，開關(guān)磁阻電機(jī)(4)的輸出端與抽油機(jī)的減速箱(5)連接，控制系統(tǒng)由功率模塊、控制器、電流傳感器、位置傳感器、操作面板組成，整流器(2)的直流電輸出端與功率模塊的輸入端連接，功率模塊的輸出端與開關(guān)磁阻電機(jī)(4)連接，控制器的輸出端與功率模塊的控制端連接，控制器的輸入端與操作面板連接，電流傳感器和位置傳感器的輸出端與控制器的反饋端連接。
[0004]本發(fā)明的工作原理:
[0005]本發(fā)明是一種防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，變壓器TC、整流器將電網(wǎng)傳輸?shù)母邏航涣麟娮儔赫鳎玫剿璧闹绷麟?，一方面供給功率模塊，另一方面，經(jīng)過變換后提供系統(tǒng)所需的控制電源；功率模塊控制開關(guān)磁阻電機(jī)各相繞組的通斷，向開關(guān)磁阻電機(jī)傳輸電能；控制器根據(jù)外部操作面板的控制需求，綜合處理位置傳感器、電流傳感器的反饋信息，送入CPU并結(jié)合控制策略，得出最佳的控制方法，調(diào)節(jié)輸出信號，控制功率模塊中開關(guān)器件的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對開關(guān)磁阻電機(jī)(4)運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制。外部操作情況、實(shí)際運(yùn)行情況及故障情況通過操作面板上的數(shù)碼管顯示出來。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0007]1、通過變壓器、整流器將交流電變?yōu)橹绷麟姡M(jìn)行集中直流輸電、直流供電，可以使油田抽油機(jī)防盜電、節(jié)能、降低成本。
[0008]2、控制器在控制功率模塊過程中，采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制，上下沖程分別獨(dú)立控制的方式，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速和穩(wěn)速的目的，有效提高系統(tǒng)效率，降低功率損耗，使抽油機(jī)的參數(shù)對不同油井更加合理。
[0009]3、開關(guān)磁阻電機(jī)起動(dòng)時(shí)采用電流斬波控制，使其具有高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低起動(dòng)電流，使轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)變化，減小振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。
[0010]4、操作面板對控制器的操作可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)操作的自動(dòng)切換，根據(jù)需要可以進(jìn)行間歇性的抽油工作。
[0011]本發(fā)明采用數(shù)字信號處理器DSP為核心進(jìn)行控制，運(yùn)行速度快，集成度高，穩(wěn)定性 好，綜合性能大大的得到了改善。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0012]圖1為本發(fā)明的新型結(jié)構(gòu)主視圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的電氣原理方框圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0014]本發(fā)明是一種防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，如圖1所示，裝置由變壓器TC1、整流器2、控制箱3、開關(guān)磁阻電機(jī)4組成，其特征是:變壓器TCl的輸入端與高壓交流電網(wǎng)連接，變壓器TCl的輸出端與整流器2的輸入端連接，整流器2的輸出端與控制箱3的進(jìn)線端連接，控制箱3的出線端與開關(guān)磁阻電機(jī)4的輸入端連接，開關(guān)磁阻電機(jī)4的輸出端與抽油機(jī)的減速箱5連接。如圖2所示，控制系統(tǒng)由功率模塊、控制器、電流傳感器、位置傳感器、操作面板組成，整流器2的直流電輸出端與功率模塊的輸入端連接，功率模塊的輸出端與開關(guān)磁阻電機(jī)4連接，控制器的輸出端與功率模塊的控制端連接，控制器的輸入端與操作面板連接，電流傳感器和位置傳感器的輸出端與控制器的反饋端連接。
[0015]如圖1所示，整流器2采用三相橋式整流器，直接安裝在變壓器TCl 一側(cè)。
[0016]控制箱3內(nèi)以直流電500-600VDC供電，功率模塊采用六個(gè)型號為:FF200R12KT4的IGBT功率開關(guān)組成三相橋式逆變電路，型號為:FF200R12KT4的IGBT功率開關(guān)與開關(guān)磁阻電機(jī)4繞組相串聯(lián)，分別向電動(dòng)機(jī)三相繞組供電，控制器以型號為TMS320X2812:數(shù)字信號處理器DSP的芯片為核心。
[0017]如圖1所示，開關(guān)磁阻電機(jī)4是定子、轉(zhuǎn)子雙凸極可變磁阻電機(jī)，采用三相12/8極結(jié)構(gòu)，位置傳感器采用光電式傳感器，安裝在開關(guān)磁阻電機(jī)4的內(nèi)部。
[0018]在系統(tǒng)的控制方式上采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，在開關(guān)磁阻電機(jī)起動(dòng)時(shí)采用電流斬波控制；抽油桿上行時(shí)，采用固定角度的PWM電壓斬波控制方式，抽油桿下行時(shí)，采用固定角度的PWM電流斬波控制，開通角和關(guān)斷角可調(diào)節(jié)；控制算法采用比例微分積分PID控制。
【權(quán)利要求】
1.一種防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，由變壓器TC (I)、整流器(2)、控制箱(3)、開關(guān)磁阻電機(jī)(4)組成，其特征是:變壓器TC (I)的輸入端與高壓交流電網(wǎng)連接，變壓器TC (I)的輸出端與整流器(2)的輸入端連接，整流器(2)的輸出端與控制箱(3)的進(jìn)線端連接，控制箱(3)的出線端與開關(guān)磁阻電機(jī)(4)的輸入端連接，開關(guān)磁阻電機(jī)(4)的輸出端與抽油機(jī)的減速箱(5)連接，控制系統(tǒng)由功率模塊、控制器、電流傳感器、位置傳感器、操作面板組成，整流器(2)的直流電輸出端與功率模塊的輸入端連接，功率模塊的輸出端與開關(guān)磁阻電機(jī)(4)連接，控制器的輸出端與功率模塊的控制端連接，控制器的輸入端與操作面板連接，電流傳感器和位置傳感器的輸出端與控制器的反饋端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征是:整流器(2)采用三相橋式整流器，直接安裝在變壓器TC (I) 一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征是:控制箱(3)內(nèi)以直流電500-600VDC供電，功率模塊采用六個(gè)型號為:FF200R12KT4的IGBT功率開關(guān)和續(xù)流二極管組成三相半橋式逆變電路，型號為:FF200R12KT4的IGBT功率開關(guān)與開關(guān)磁阻電機(jī)(4)繞組相串聯(lián)，分別向電動(dòng)機(jī)三相繞組供電，控制器以型號為TMS320X2812:數(shù)字信號處理器DSP的芯片為核心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防盜電節(jié)能抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征是:開關(guān)磁阻電機(jī)(4)是定子、轉(zhuǎn)子雙凸極可變磁阻電機(jī)，采用三相12/8極結(jié)構(gòu)，位置傳感器采用光電式傳感器，安裝在開關(guān)磁阻電機(jī)(4)的內(nèi)部。
【文檔編號】G05B19/042GK103713559SQ201310749802
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】馬越, 李勇, 王軍, 史石磊 申請人:哈爾濱泰富電氣有限公司