一種變頻器控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)自動化領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻器控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與工業(yè)現(xiàn)代化水平的不斷提高，變頻器在工業(yè)上的應(yīng)用也迅速得到普及。并且，變頻器以其顯著的節(jié)能優(yōu)勢使得大量的工業(yè)應(yīng)用在節(jié)能和環(huán)保性能上得到顯著提高。
[0003]變頻器的一個重要工業(yè)應(yīng)用為油田開采領(lǐng)域。目前，在油田采用的抽油設(shè)備中，以游梁式抽油機(jī)(beam pumping unit)最為普遍，數(shù)量也最多。游梁式抽油機(jī)的用電量約占油田總用電量的40%，電能消耗在我國的石油開采成本中占據(jù)了很大的比例，而使用變頻器對游梁式抽油機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)改造可以使石油開采效率顯著提高，從而使電能消耗大為降低。
[0004]游梁式抽油機(jī)的運(yùn)動為由電機(jī)驅(qū)動的連桿機(jī)構(gòu)的上下往復(fù)運(yùn)動，從而把原油從井下抽到地面。在抽油機(jī)的往復(fù)運(yùn)動過程中，上行程與下行程的負(fù)載變化較大。同時，不同油井的儲油量和油品特性(如油品粘度和含水量)也有所區(qū)別，儲油量和油品特性的不同亦會使抽油機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化。為了適應(yīng)這些復(fù)雜的工況，目前通常采用變頻器來調(diào)節(jié)抽油機(jī)的上、下行程的速度，從而使抽油機(jī)的運(yùn)動模式可適應(yīng)不同的負(fù)載工況，同時達(dá)到節(jié)能增產(chǎn)的目的。
[0005]目前，用來調(diào)節(jié)游梁式抽油機(jī)上、下行程速度的變頻器參數(shù)通常需手動設(shè)置，不能完全適應(yīng)負(fù)載的動態(tài)變化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于動態(tài)地調(diào)節(jié)變頻器的參數(shù)，以使得抽油機(jī)的上、下行程的速度能夠適應(yīng)負(fù)載的動態(tài)變化。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種變頻器控制裝置，其包括:
[0008]—上行頻率開環(huán)控制電路，其根據(jù)一預(yù)設(shè)第一電壓信號產(chǎn)生一上行頻率控制信號，該上行頻率控制信號用于設(shè)置所述變頻器的第一頻率；
[0009]—下行頻率閉環(huán)控制電路，其根據(jù)一預(yù)設(shè)第二電壓信號與一現(xiàn)場反饋信號的比例關(guān)系產(chǎn)生一下行頻率控制信號，該下行頻率控制信號用于設(shè)置所述變頻器的第二頻率，以及
[0010]一第一開關(guān)電路，其輪流接通所述上行頻率開環(huán)控制電路和所述下行頻率閉環(huán)控制電路，使所述變頻器在所述第一頻率和第二頻率之間切換。
[0011]通過本實(shí)用新型提供的變頻器控制裝置，可根據(jù)現(xiàn)場的反饋信號(如油品的流速信號)來動態(tài)地調(diào)整變頻器的頻率，從而改變抽油機(jī)的運(yùn)行速度，以適應(yīng)抽油機(jī)的負(fù)載的動態(tài)變化，提高節(jié)能增產(chǎn)的效果。并且，利用所述下行頻率閉環(huán)控制電路，可以更好地跟蹤現(xiàn)場反饋信號的動態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)對變頻器的頻率更為精確的調(diào)節(jié)。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的變頻器控制裝置，其還包括:
[0013]—上行頻率設(shè)置電路，其根據(jù)一參考電壓信號產(chǎn)生一上行頻率設(shè)置信號，該上行頻率設(shè)置信號用于設(shè)置所述變頻器的第三頻率；
[0014]—下行頻率設(shè)置電路，其根據(jù)所述參考電壓信號產(chǎn)生一下行頻率設(shè)置信號，該下行頻率設(shè)置信號用于設(shè)置所述變頻器的第四頻率；
[0015]—第二開關(guān)電路，其輪流接通所述上行頻率設(shè)置電路和所述下行頻率設(shè)置電路，使所述變頻器在所述第三頻率和第四頻率之間切換，以及
[0016]一選擇開關(guān)，其可擇一地與所述第一開關(guān)電路或所述第二開關(guān)電路接通。
[0017]通過上述實(shí)施例提供的變頻器控制裝置，可在對變頻器的頻率動態(tài)調(diào)節(jié)或一次性設(shè)置兩種方式之間進(jìn)行選擇，如在抽油機(jī)的初始運(yùn)行階段對變頻器的頻率動態(tài)調(diào)節(jié)，而在抽油機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定運(yùn)行階段時，根據(jù)所述動態(tài)調(diào)節(jié)的最后更新參數(shù)對變頻器的頻率進(jìn)行設(shè)置，使抽油機(jī)的運(yùn)行更為穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0018]以下將結(jié)合附圖，通過根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型的目的、特征和效果進(jìn)行詳細(xì)說明。這些說明僅用于示例，并不用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。其中:
[0019]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的變頻器控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的變頻器控制裝置的實(shí)施例一；
[0021]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的變頻器控制裝置的實(shí)施例二 ；
[0022]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的抽油機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的變頻器控制裝置的電路示意圖。如圖1所示，該變頻器控制裝置10包括:
[0024]—上行頻率開環(huán)控制電路12，其根據(jù)一預(yù)設(shè)第一電壓信號Vl產(chǎn)生一上行頻率控制信號Vul，該上行頻率控制信號用于設(shè)置所述變頻器的第一頻率；
[0025]—下行頻率閉環(huán)控制電路14，其根據(jù)一預(yù)設(shè)第二電壓信號V2與一現(xiàn)場反饋信號Ff的比例關(guān)系產(chǎn)生一下行頻率控制信號Vdl，該下行頻率控制信號用于設(shè)置所述變頻器的第二頻率；以及，
[0026]—第一開關(guān)電路16，其輪流接通所述上行頻率開環(huán)控制電路12和所述下行頻率閉環(huán)控制電路14，使所述變頻器在所述第一頻率和第二頻率之間切換。
[0027]通過本實(shí)用新型提供的變頻器控制裝置，可根據(jù)現(xiàn)場的反饋信號(如可以反映儲油量和油品特性的油品流速信號)來動態(tài)地調(diào)整變頻器的頻率，從而改變抽油機(jī)的運(yùn)行速度，使得抽油機(jī)的下行程的速度跟蹤現(xiàn)場的反饋信號，以適應(yīng)抽油機(jī)的負(fù)載的動態(tài)變化，而上行程的速度最大化，以更快地抽油，提高節(jié)能增產(chǎn)的效果。并且，利用所述下行頻率閉環(huán)控制電路，可以更好地跟蹤現(xiàn)場反饋信號的動態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)對變頻器的頻率更為精確的調(diào)
-K-■P。
[0028]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的變頻器控制裝置的實(shí)施例一。如圖2所示，在該實(shí)施例一中，該變頻器控制裝置20包括上行頻率開環(huán)控制電路22、下行頻率閉環(huán)控制電路24以及第一開關(guān)電路26。其中，上行頻率開環(huán)控制電路22可包括一滑動變阻器VRl，該滑動變阻器VRl的中間抽頭輸出一上行頻率控制信號Vul，其余兩個抽頭分別接入一預(yù)設(shè)第一電壓信號Vl以及地電平，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器VRl的中間抽頭即可產(chǎn)生所需的上行頻率控制信號Vul。下行頻率閉環(huán)控制電路24可包括一比例積分電路，作為比例電路的運(yùn)算放大器240根據(jù)一預(yù)設(shè)第二電壓信號V2與一現(xiàn)場反饋信號Ff的比例關(guān)系產(chǎn)生一控制信號Vdl'，該控制信號Vdl'進(jìn)一步經(jīng)過作為積分電路的運(yùn)算放大器241產(chǎn)生下行頻率控制信號Vdl。比例電路中的所述預(yù)設(shè)第二電壓V2可根據(jù)具體應(yīng)用的需求由一滑動變阻器VR2提供，比例電路中的電阻Rl至R3及電容Cl用于對現(xiàn)場反饋信號Ff分壓和濾波，可以根據(jù)具體應(yīng)用的需要相應(yīng)布置。比例電路中的電阻R4和R5用于對控制信號Vdl'分壓，積分電路中的電阻R6和電容C2用于對下行頻率控制信號Vdl濾波，具體實(shí)施時可以根據(jù)不同需要相應(yīng)設(shè)置。第一開關(guān)電路26可包括一繼電開關(guān)電路，其中，繼電器KMl與KM2輪流接通上行頻率開環(huán)控制電路22和下行頻率閉環(huán)控制電路24，使所述變頻器在上行頻率控制信號Vul和下行頻率控制信號Vdl的控制下在所述第一頻率和第二頻率之間切換，以控制抽油機(jī)的上行程與下行程的速度，適應(yīng)