[發(fā)明專利]一種抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010114420.4
• 申請(qǐng)日: 2010-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN102170263A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅應(yīng)立;崔學(xué)深;楊凡;王義龍;張偉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東成華電子科技有限公司;華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P25/16
• 分類號(hào): H02P25/16
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的抽油泵安裝于抽油井中，通常位于地面下數(shù)百米深，甚至一、兩千米深的位置，抽油泵與地面上驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通過(guò)鋼質(zhì)的細(xì)長(zhǎng)桿(抽油桿)連接。一般來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)度一千米的抽油桿的重量達(dá)到4-5噸，抽油桿完成一個(gè)工作沖程，即完成一個(gè)向上再向下的工作循環(huán)，可以抽出幾公斤液體。

抽油桿上升的過(guò)程中，抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)需要很大的功率，而抽油桿下降的過(guò)程中，根本不需要抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，僅僅靠抽油桿的自重就會(huì)加速向下運(yùn)動(dòng)，并且?guī)?dòng)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子也相應(yīng)地加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)電動(dòng)機(jī)同步速后，抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)就進(jìn)入發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)。抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電機(jī)工況時(shí)，自身需要消耗更多的有功功率和無(wú)功功率，而剩余的輸送到電網(wǎng)的功率又會(huì)在線路與變壓器上產(chǎn)生能耗。

可見，抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中存在一個(gè)需要消耗電功率的時(shí)間段與一個(gè)不需要消耗電功率的時(shí)間段。抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)斷續(xù)供電的原理是根據(jù)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)在一個(gè)沖程中實(shí)際消耗功率的變化情況對(duì)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行通電與斷電的控制。在抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)需要功率時(shí)，讓抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)通電運(yùn)行，在抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)不需要功率時(shí)，讓抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)斷電運(yùn)行。抽油機(jī)斷電運(yùn)行是靠自身的重力勢(shì)能釋放及機(jī)構(gòu)的慣性繼續(xù)運(yùn)行。

現(xiàn)有技術(shù)中，抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能控制主要是斷續(xù)供電與星三角變換相結(jié)合。

但是，在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，因?yàn)槌橛蜋C(jī)的啟動(dòng)困難，為了保證順利啟動(dòng)，安裝的電動(dòng)機(jī)額定功率很大。例如，所安裝的電動(dòng)機(jī)的額定功率是45千瓦，而上沖程的最大功率是15～20千瓦，下沖程的功率為-1～-5千瓦，一個(gè)完整的沖程的平均功率往往只有8～10千瓦。因而即使采用這種斷續(xù)供電與星三角變換相結(jié)合的節(jié)能控制方法，其平均功率因數(shù)一般也只有0.5-0.7左右，仍然不能滿足抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能運(yùn)行要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制方法和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中平均功率因數(shù)偏低的問題。技術(shù)方案如下：

一種抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制方法，包括：

S1：抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，判斷所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)是否適合星接，如果是，則執(zhí)行S2；如果否，則執(zhí)行S3；

S2：將所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組轉(zhuǎn)換為星接，且將與所述三相定子繞組并聯(lián)的電容器轉(zhuǎn)換為星接；

S2a：判斷所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)是否適合星接斷續(xù)供電，如果是，則執(zhí)行S2b；如果否，則執(zhí)行S2c；

S2b：為所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行星接斷續(xù)供電；

S2c：判斷所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)是否應(yīng)該角接，如果是，則執(zhí)行S2d；如果否，則返回S2a；

S2d：將所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組轉(zhuǎn)換為角接，且將與所述三相定子繞組并聯(lián)的電容器轉(zhuǎn)換為角接；

S3：判斷所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)是否適合角接斷續(xù)供電，如果是，則執(zhí)行S3a；如果否，則返回S1；

S3a：為所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行角接斷續(xù)供電；

S3b：判斷所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)是否適合星接，如果是，則返回S2；如果否，則返回S3。

優(yōu)選的，上述方法中，所述S2包括：

檢測(cè)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的有功功率，當(dāng)有功功率的最大值與額定功率的比值小于預(yù)定閥值時(shí)，先斷開電容器與三相定子繞組的連接；再斷開三相定子繞組與電源的連接；

檢測(cè)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的差值小于預(yù)定閥值時(shí)，將抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組轉(zhuǎn)換為星接，接通三相定子繞組的電源；將與三相定子繞組并聯(lián)的電容器轉(zhuǎn)換為星接，接通電容器與三相定子繞組的連接。

優(yōu)選的，上述方法中，所述S2b包括：

檢測(cè)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的有功功率，當(dāng)所述有功功率的負(fù)功率或零功率的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)大于或等于預(yù)定時(shí)長(zhǎng)時(shí)，先斷開電容器與星接三相定子繞組的連接；再斷開星接三相定子繞組的電源；

檢測(cè)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)所述抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的差值小于預(yù)定閥值時(shí)，先接通星接三相定子繞組的電源；再接通電容器與星接三相定子繞組的連接。

優(yōu)選的，上述方法中，所述S2d包括：

檢測(cè)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的有功功率，當(dāng)所述有功功率的最大值與額定功率的比值大于或等于預(yù)定閥值時(shí)，先斷開電容器與三相定子繞組的連接；再斷開三相定子繞組與電源的連接；