抽油机工作状态节能监测装置的设计与实现.pdf

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1、设苗·产品_比差：0．2％0～1250V三种量程作为程控放大U器痢R的掰三个一量广一程上一aO一一)；将电流钳夹到A相(以A相为例)电线上，通段，设计电路如图4。过感应在二次线网中得到一个可变的电流信号，通过二次线圈上接入的2Q精密线绕电阻可以获得一个可变的电压信号，见图2。一I"C1-C2L3~1_U1一图2电流分流原理图图4交流电压程控放大器原理图通过对ul的测量就可以换算出A相的电流为提高输入阻抗，本电路采用同相输入方式，值。一般来说，电流互感器都有在不同程度的角差R、W．，R，、w，R、

2、w，组成了j个不同量程的问题，这在设计过程中必须加以重视，尤其在测量反馈电阻，同时CD4052作为j路的模拟开关，A、抽油机电动机功率时，其功率因数在0—180。相B的状态由计算机根据抽油机工作状态来自动确位角变化，更要在补偿方面加以重视才能满足其设定，以此达到了自动识别采用哪种T作模式更为合计要求。一般补偿的方法是在感应线圈中并入理。电路中尺选取5．1kQ的电阻根据以下公式来5F～40F的电解电容即可。如图2中C．和C：，确定：R，一般选择0．001～0．005k之间。A=1+尽，／R5(2)

3、2．2电压分压电路的设计2．4高精度四象限乘法器电路的设计交流电压分压有许多方法，有电阻分压法、电乘法器一般分为模拟乘法器和数字乘法器。采感电容分压法和电压互感器分压方法。而本项目在用模拟乘法器时应考虑其损耗，但它具有响应时间设计过程中，主要考虑到抽油机工作的特殊环境及短的优点。数字乘法器多采用经数据处理的串行数抽油机电动机接地问题，采用电压互感器分压方字乘法器。法，电压互感器选取某公司生产电压互感器，见图3。本仪器采用电压控制型时分割乘法器，并设计补偿电路解决开关尖峰问题；采用调零电路解决由于

4、使用较多运放带来的满度和零点的漂移及稳定问题。电压控制时分割乘法器原理框图见图5。图3电压分压原理图电压互感器实际上就是电流互感器。在电压互感器的二次相加一个100n的精密线绕电阻，感应出的电压信号通过同相放大器输出一个可变的U，电压信号。R。的选取由下式来确定：Ro=Ua／I(1)J一般在6mA左右为宜，“选取700V。互A1一积分器；A2一低通滤波器；A3一比较器。感器的角差问题，要在以后的设计中统一考虑。2．3交流电压程控放大器电路的设计图5电压控制时分割乘法器原理图一般抽油机电动机的供电

5、电压有380V，660V，图5所示为本机采用的时分割乘法器I原理框l140V。根据三种供电电压的形势，充分考虑到电图。它由脉宽调制器和一低通滤波器组成。输入电压波动的情况，设计时采用了0～450V，0～750V，压经分压器后将送至积分器的输入端，积分器2DI年第5期石油石化节能f351——Equipment&Product作积分运算。比较器输出E2开关51按通一E的大，如果波动比2E大，则乘法器工作时就不会稳时间为t1，接通E的时间为t，于是经开关动作定，在实际电路设计时采取措施有效对积分波动进

6、控制脉冲信号宽度，它正比于输入信号电压，行了抑制。见图6。2．5高速A／D电路的设计由于AD574片内有时钟，故无须外加时钟信／＼／。＼号，该设计电路为单极性输入方式，可对0～10V＼．／＼．／、模拟信号进行转换，当AD574、89C51单片机配置时，由于AD574输出12位数码，所以当单片机读取转换结果时，需分两次进行，先高8位，后低4位，设计时AD574采用查询方式读取转换数据。t1t2-‘3软件设计仪器所用的工作软件为FranclineC51提供的软图6脉冲信号控制原理图件包编写。程序的结

7、构化设计，良好的可读性及整个系统在一个积分周期终了时，送入积分器所提供的标准函数库和参数传递时采用的RAM覆的电流为零，于是有下面的公式：盖技术均给设计，调试创造良好的开发环境。1×(正’+Es)+t2×(走E一Es)=0所以有：4仪器误差分析tz／(tl+t2)一1／2(1+志／Es)(3)仪器误差主要分布在放大器放大电路；由多级将钳型表输出电流流经负载上的压降加到乘法运放组成的电压控制型乘法器，由于开关场效应管器的电流边。由于脉宽调制器输入信号E控制开的尖峰效应和导通电阻的影响以及运算放大器

8、漂移关52通，于是将Ey接入，其时间为to。影响所产生的满度和零点不稳所带来的误差；A／D用丁表示低通滤波器的积分时间，于是输入的转换带来的误差等。平均值E为：4．1电压测量误差分析_厂E0=1／TlEytl／(丁=t1+f2)dt(4)实践证明当二次谐波不太大时，如是正弦波幅0值的10％，产生误差为1％。故本仪器在设计时，将(3)、(4)式结合得：输入端加带通滤波器，从而保证AC／AD转换精度了’丁0．2％，加上单级放大器误差0-3％，总误差为E()=1／2TIEydt+k~2TEsIEa-E