[發明專利]一種變頻控制抽油機電機的方法

無效

• 申請號: 201310429614.7
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103501152A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 滿永奎;王冰玉;趙霖;趙強
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于變頻控制領域，具體涉及一種通過改變頻率控制抽油機電機的方法。

背景技術

目前，我國油田采油設備大多使用游梁式抽油機，而其機械結構注定了游梁式抽油機存在低功率因素，高諧波污染和因往復運動浪費大量勢能無法回收等問題，這對本身耗能量大的抽油產業來說無疑是雪上加霜。抽油機的節能問題成了相關產業最為關心的問題之一。

因抽油機電機一般采用三相異步感應電機，故近年來人們將目光投向于大力發展的變頻技術。變頻技術在油梁式抽油機的應用方案大體分為三種：變頻器加制動單元控制、變頻器加回饋單元控制、四象限變頻器技術控制。制動單元控制以多耗電能為代價，回饋單元雖然可以使能量返回電網但加重了油田產業對電網的污染問題。而其中較為典型的便是目前較為成熟的采用兩電平PWM變頻控制控制抽油機電機，使其具有節能的特點，但其輸出電壓中除基波外，還包含有大量的諧波分量，造成電壓波形的畸變,因而運行效率較低，浪費了大量的電能。

發明內容

本發明的目的是提供一種節能環保效果好的通過改變頻率控制抽油機電機的方法。

本發明的技術方案是：一種變頻控制抽油機電機的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：利用安裝在抽油機電機轉軸上的轉矩檢測器來檢測抽油機電機的轉矩大小，首先規定電機的轉矩正方向，具體為：當檢測到轉矩值大于零時，轉矩方向為正，當檢測到轉矩值小于零時，轉矩方向為負。

步驟2：通過轉矩檢測器檢測抽油機電機的轉矩值，若檢測到轉矩值小于零，說明抽油機電機處于發電狀態，此時，有制動能量饋入變頻器中直流回路，執行步驟3，否則說明抽油機電機處于電動狀態，此時，為了保持抽油機的沖次平衡，則執行步驟4。

步驟3：控制變頻器中逆變器，增大變頻器中逆變器輸出頻率至最大頻率限定值。

步驟4：控制變頻器中逆變器，減小變頻器中逆變器的輸出頻率至最小頻率限定值。

步驟5：采集此時抽油機電機旋轉的速度，判斷抽油機電機的速度是否運行至期望速度值范圍內，若否，則執行步驟2，否則說明抽油機電機的速度已達到運行的期望速度值范圍內，讓抽油機在此狀態下持續運行。

本發明的有益效果是：采用本發明方法，當檢測到抽油機電機是處于發電狀態時增加變頻器的輸出頻率，從而抑制電機的發電，使回饋到變頻器中制動單元的直流回路的能量大大減小，甚至沒有回饋，即避免了因電壓上升的過高毀壞變頻器的可能性，又減小了能量的浪費。以37kw電機的抽油機為例，與現有技術相比，采用本發明可節能約3kw。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式的變頻控制抽油機電機的方法流程圖。

具體實施方式

下面結合以下實施例和附圖對本發明做進一步說明：

實施例1

本實施例采用37KW電機的抽油機，利用安裝在電機轉軸上的轉矩檢測器檢測抽油機電機的轉矩大小，轉矩檢測器選用的型號為STM2000。

本實施例37KW電機的抽油機用變頻器頻率控制的具體流程如圖1所示：包括以下步驟：

步驟1：設定初始轉矩值為零，規定電機的轉矩正方向，具體為：當檢測到轉矩值大于零時，轉矩方向為正，當檢測到轉矩值小于零時，轉矩方向為負。

步驟2：通過轉矩檢測器檢測37KW電機的轉矩值大小，若檢測到轉矩值小于初始設定轉矩值零時，說明電機處于發電狀態，此時，有制動能量饋入直流回路，為減小或消除這種制動能量的回饋，則執行步驟3，否則說明電機處于電動狀態，此時，為了保持抽油機的沖次平衡，則執行步驟4。

步驟3：控制變頻器中逆變器，增大變頻器中逆變器輸出頻率至最大頻率限定值55Hz,若超過該值，則電機不能正常運行。

步驟4：控制變頻器中逆變器，減小變頻器中逆變器的輸出頻率至最小頻率限定值35Hz，若低于該值，則電機不能正常運行。

步驟5：采集此時37KW電機旋轉的速度，若抽油機電機的速度運行至期望速度范圍1450r/min～1550r/min內，則抽油機在此狀態下持續運行，若否，則執行步驟2。

本實施例用37KW電機抽油機的最大頻率限定值為55Hz，最小頻率限定值為35Hz,對于不同功率的電機，其最大頻率限定值和最小頻率限定值會不同。以37kw電機為例，與現有技術相比，采用本發明可節能約3kw。