[發明專利]游梁式抽油機智能節電控制系統

有效

• 申請號: 200710070348.8
• 申請日: 2007-07-30
• 公開（公告）號: CN101196735A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 沈建興
• 申請（專利權）人: 沈建興
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 沈志良

技術領域

本發明屬于一種智能節電控制系統，具體地說是一種應用智能化模糊控制技術的游梁式抽油機智能節電控制系統。

背境技術

對于低滲透的低能、低產油田，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這種油田的現實，因而，電費在這種油田的石油開采成本中占了相當大的比例，所以，石油行業十分重視節約電能。

目前，對于油田抽油機的節電技術尚無性能可靠、節電效果明顯、經濟實用的節電系統。用于抽油機上的節電系統，要求是轉速不變，生產率不能降低，但已有的變頻調速節能技術不適合使用，因為哪會造成產油量的下降，如靠無功補償節電的方法，也只是降低了配電線路損耗，還有通過Y-Δ頻繁切換法節電，也存在很大弊端。也有采取定時方式的間抽控制，但這種間抽控制純粹是時間控制，需靠經驗確定時間，隨意性大，可操作性低。

發明內容

本發明的目的是研究出一種游梁式抽油機智能節電控制系統。

本發明要解決的現有抽油機節能系統存在的節能效果差、控制麻煩的問題。

本發明的技術方案是：它包括單片機、與單片機連接的信號檢測單元，單片機上連有可控硅單元、間抽控制單元和諧波能量抑制回饋單元，信號檢測單元用于檢測電動機的電流值、供電電壓、壓力傳感器的壓力信號、含水量傳感器的水量信號、溫度傳感器的溫度信號和電源的零相位點，然后把這些信號送入單片機，由單片機分析處理，再把處理后的移相觸發信號送入間抽控制單元，按間抽控制單元的指令信號控制移相觸發可控硅單元的觸發，間抽控制單元的功能是對相關參數進行模糊計算和不斷的自學習，準確判斷井下液面規律情況而進行自動開停機，諧波抑制能量回饋單元，它的功能是抑制諧波的作用，降低電動機發熱、防止無線電干攏。

本發明的優點是節電效果好、操作簡單、控制方便。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。

圖2是本發明的負載電流曲線圖。

圖3是三相異步電動機在降壓后和全壓時的效率η和Cosφ的比較圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的說明。

如圖所示，本發明包括單片機、與單片機連接的信號檢測單元，單片機上連有可控硅單元晶閘管模塊、間抽控制單元和諧波能量抑制回饋單元，信號檢測單元用于檢測電動機2的電流值、供電電壓、壓力傳感器的壓力信號、含水量傳感器的水量信號、溫度傳感器的溫度信號和電源的零相位點，然后把這些信號送入單片機，由單片機分析處理，再把處理后的移相觸發信號送入間抽控制單元，按間抽控制單元的指令信號控制移相觸發可控硅單元的觸發，間抽控制單元的功能是對相關參數進行模糊計算和不斷的自學習，準確判斷井下液面規律情況而進行自動開停機。諧波抑制能量回饋單元，它的功能是抑制諧波的作用，降低電動機發熱、防止無線電干攏。可控硅單元晶閘管模塊有三塊，每塊中含有兩個互為反接的單向晶閘管。

單片機上連有中間繼電器和信號裝置，可控硅單元上連有快速熔斷器，信號檢測單元上連有壓力傳感器、含水量傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、零相位檢測電路，單片機上設有主令控制器，單片機內設有A/D轉換器和譯碼器。

單片機上還連有自動旁路系統，它的功能是在單片機出現故障時，電源直接供電給電動機2。單片機采取以500次/秒的采樣速率讀取電動機2運行數據。單片機上還連有蜂鳴器3，電動機2與抽油機1相連。

本發明的節電原理是通過可控硅單元晶閘管控制起控角α，來降低電動機2電壓有效值而達到節能目的。當電動機2工作在小轉矩段時，也就是負載轉矩小時，本發明即檢測到電流減小、相位角φ增大、Cosφ減小的信號并即刻作出反應，把控制角α增大，導通角下降，使加于電動機2的電壓有效值下降，從而大大降低電動機2的空載有功損耗和無功損耗。電動機2效率和Cosφ的變化關系見圖3，圖3中P₂為電動機2輸出功率；η₁和η₂分別為全壓和降壓后的效率；Cosφ₁和Cosφ₂分別為全壓和降壓后的功率因數。同時，本發明的間抽控制單元對電動機2進行自動啟停控制，無油就停抽，從而從根本上消除了由于泵空現象所導致的無效抽取，如此也既達到顯著的節電效果，而且又延長機械設備壽命。