[發(fā)明專利]一種游梁式抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)電氣控制系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611030813.0
• 申請(qǐng)日: 2016-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN108111093A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫敬澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫敬澤
• 主分類號(hào): H02P27/08
• 分類號(hào): H02P27/08;H02P23/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種游梁式抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)電氣控制系統(tǒng)，由于采用多結(jié)構(gòu)、多輸入自學(xué)習(xí)的模糊控制，較好地解決了游梁抽油機(jī)的到拉發(fā)電和沖程次數(shù)控制，實(shí)現(xiàn)恒流軟啟動(dòng)。該電氣控制系統(tǒng)可以使抽油機(jī)的抽油量增加10%以上，對(duì)傳統(tǒng)游梁抽油機(jī)的控制系統(tǒng)改造有很大應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種游梁式抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)電氣控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

抽油機(jī)的節(jié)能問題已有許多研究成果和應(yīng)用，并且取得了一定的節(jié)能效果。游梁式抽油機(jī)節(jié)能方法主要從兩方面入手：第一，使用新材料，采用新結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)先進(jìn)的抽油機(jī)，使系統(tǒng)的機(jī)械性能得到改善，從而達(dá)到節(jié)能的目的；第二，改進(jìn)抽油機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)的電氣性能得到改善，達(dá)到節(jié)能的效果。但是，由于抽油系統(tǒng)組成復(fù)雜，每個(gè)組成部分都存在不同程度的非線性成分，并且環(huán)境條件變化，如液面高度、油氣成分、溫度等，包含很多隨機(jī)因素和不確定因素，使得對(duì)象模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不確定，存在著大量的模糊信息和定性信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種游梁式抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)電氣控制系統(tǒng)，由于采用多結(jié)構(gòu)、多輸入自學(xué)習(xí)的模糊控制，較好地解決了游梁抽油機(jī)的到拉發(fā)電和沖程次數(shù)控制，實(shí)現(xiàn)恒流軟啟動(dòng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述電氣控制系統(tǒng)的主電路采用高壓大功率IGBT器件，形成三相交流調(diào)壓電路；控制電路采用DSP作為主控元件，采用SPWM控制方式進(jìn)行交流調(diào)壓控制，該種控制方法的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓，使調(diào)壓后的電壓波形更接近正弦波，減少高次諧波分量對(duì)電網(wǎng)污染，提高供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。

所述電氣控制系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)由數(shù)據(jù)庫(kù)和模糊控制規(guī)則庫(kù)兩部分組成，數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括各語(yǔ)言變量的隸屬度函數(shù)，尺度變換因子以及模糊空間的分級(jí)數(shù)等，模糊控制規(guī)則是由一系列“IF-THEN”型的模糊條件句所構(gòu)成，條件句的前件為輸入和狀態(tài)，后件為控制變量，在自學(xué)習(xí)模糊控制中，知識(shí)庫(kù)可根據(jù)遠(yuǎn)行過程進(jìn)行更新。

所述電氣控制系統(tǒng)的控制器主要用于系統(tǒng)啟動(dòng)過程中，實(shí)現(xiàn)恒流軟啟動(dòng)，運(yùn)行過程中與壓力檢測(cè)相配合可減少抽油機(jī)的沖程次數(shù)。

本發(fā)明的有益效果是：該電氣控制系統(tǒng)可以使抽油機(jī)的抽油量增加10%以上，對(duì)傳統(tǒng)游梁抽油機(jī)的控制系統(tǒng)改造有很大應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的模糊控制器的組成圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1，游梁式抽油機(jī)是國(guó)內(nèi)普遍使用的一種石油開采設(shè)備，它是一種變形的四連桿機(jī)構(gòu)，其整機(jī)結(jié)構(gòu)像一架天平，一端是抽油載荷(抽油桿和活塞)，另一端是平衡配重載荷。通過抽油桿的上下運(yùn)動(dòng)將深藏在地下的石油由抽油管抽出。

目前抽油機(jī)采用的節(jié)能手段主要有提高負(fù)載率、提高設(shè)備利用率和提高功率因數(shù)等。提高功率因數(shù)的方法是目前抽油機(jī)節(jié)能的主要措施。提高功率因數(shù)的方法主要有采用變頻器為電動(dòng)機(jī)供電、電容補(bǔ)償控制和可控硅移相觸發(fā)控制等。各種控制方法都在一定程度上使系統(tǒng)節(jié)能效果、采油率等得到提高，提高了生產(chǎn)效率。

但各種方法都存在一定問題，如變頻器用于抽油機(jī)電機(jī)時(shí)，到拉發(fā)電再生能量的處理問題、電磁干擾問題和一次投資問題，此外系統(tǒng)維護(hù)要求技術(shù)含量也較高，不利于大面積推廣。電容補(bǔ)償控制會(huì)產(chǎn)生3次、5次、7次、9次和11次諧波，對(duì)電網(wǎng)污染較大，也不能抑制電動(dòng)機(jī)的到拉發(fā)電。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)補(bǔ)償電容損壞嚴(yán)重，有時(shí)還會(huì)發(fā)生補(bǔ)償振蕩，對(duì)電網(wǎng)上的其他電器設(shè)備干擾也較大。采用移相觸發(fā)控制方式，會(huì)產(chǎn)生5次、7次和11次諧波，觸發(fā)角大時(shí)諧波分量較大，對(duì)電網(wǎng)污染較大，影響供電質(zhì)量，需采用相應(yīng)的措施進(jìn)行諧波治理。