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时间:2019-02-06
《游梁式抽油机变频节能装置研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、游梁式抽油机变频节能装置研究曲刚(材料学)指导教师:孙永兴(教授)摘要游梁式抽油机的载荷特点和其电动机的机械特性不匹配,造成了游梁式抽油机效率低、耗能大,存在“大马拉小车”的现象。针对这一问题,研制了一种采用WVF控制方式的变频调速系统,调节运行频率控制电机转速,能有效的实现抽油机的节能,达到降低采油成本的目的。分析了抽油机的节能机理及异步电动机变频调速理论,对变频调速系统的硬件和软件进行了设计。系统硬件部分由主电路、控制电路和故障保护电路组成。主电路部分包括整流电路、中间滤波电路、逆变电路和IPM驱动电路等,歼关器件IPM集IGBT驱动电路和多种保护功能于一体,具有高频化、模块化和
2、自保护等特点;控制电路以80C196MC为核心,其波形发生器产生三相互补的SPWM波形信号;系统保护电路包括过压欠压保护、过流保护、过热保护、限流启动、泵升限制和IPM故障保护电路。软件程序实现电机的启动、正反转、频率的给定、A/D中断、故障的判断及保护和SPWM波的生成。最后对变频调速系统进行了MATLAB/sIMuLINK系统仿真和实验,仿真和实验结果符合设计要求,表明系统设计方案可行。关键词:游梁式抽油机,变频调速,IPM,80C196MC,正弦脉宽调制ResearchonEnergySavingEquipmentwithVariableFrequencyControlTech
3、niqueofBeam-PumpingUnitsQuGang(MaterialEngineering)DirectedbyProfessorSUNYong—xingAbstractTheparticularworkingconditionofBeam·PumpingUnitsisanalyzed.TheaverageloadratioofBeam-PumpingUnitsislowandthewasteofenergyisgreat,becausetheloadcharacterofBeam-PumpingUnitscannotmatchthecharacterofelectromo
4、tor.Accordingtothiscircumstance,thispaperdevelopsaVariableVoltageVariableFrequency(VVVF)devicetosavepowerloss.ThisdevicecallsolvetheproblemoftheBeam·PumpingUnitsbasicallyandreducethecostofoilextraction.ThroughthetheoryanalyzingofenergysavingmethodofBeam-pumpingunitsandVVVFcontrolprinciple,theha
5、rdwareandsoftwareofthenewdevicebasedonIntel80C196MCaredesigned.Thehardwareiscomposedofmaincircuit,controlcircuitandfaultprotectioncircuit.Themaincircuitiscomposedofrectifier,filter,inverteranddrivecircuitofIPM,whichiSbuiltininvertercircuitsprovideoptimumgatedriveandprotectionforIGBT.Asthecoreof
6、controlcircuit,Intel80C196MCCanprovideSPWMwaveformsforthecontrolofmotorsfromitsWFGwhileotherformsofelectronicequipmentrequireprecisepowerwaveformgeneration.Faultprotectcircuitprovidesthewholesystemvariouskindsofprotectionincaseofovervoltage,overcurrent,overheathappening.Softwareprogramwassettoc
7、ontroltherotationofmotors,dealwithA/Dinterruption,setupfrequencyandgeneratewaveforms.FinallytheissimulatedbyMATLAB/SIMULlNK,andnecessaryperipheralcircuitisdesignedtocompletetheexperiment.Theresultisconsistentwiththetheoryandreveal
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