抽油机变频节能系统的研制.pdf

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1、梅测与控制·机械研究与应用·抽油机变频节能系统的研制舒结(长江大学，湖北黄冈434023)摘要：研发了一套抽油机专用变频节能装置，在一定程度上降低了抽油机的泵效。整套装置通过独特设计的继电接触控制线路，可实现变频／工频运行的自动切换。在系统设计中，DSC和STC单片机各司其能，通过串行通讯协调工作，整个系统能够实现电机变频软启停。关键词：抽油机；变频节能；系统；软件中图分类号：TM13文献标识码：A文章编号：1007—4414(2012)O1-0141-05．I1ledevelopmentofthefrequencyenergy-savingsystemofpumpingunitShuZhe(

2、Yangtzeunwersity，HuanggangHubei434023，China)Abstract：Akindoffmquencyconversioncontrolsystemforbeampumpingisresearchedanddevelopedinthispaper，whichcansaveenergyandimproveeficiency．Thesystemcallswitchautomaticallybetweenfrequencyandfrequencyconversionthroughacompletecontrolcircuitofrelaycontactswhichi

3、sspeciallydesigned．Insystemdesign，DSCandSTCmicrocontrollerperformtheirownfunctionseparatelyandcoordinateeachotherthroughserialcommunication．Keywords：pumpingunit；frequencyenergy—saving；system；software1引言图1所示。整个系统由主电路和控制电路两部分组近年来，稠油、低渗透油田采注的高能耗、低产出成，主电路采用交一直一交电压型逆变电路，实现电能问题一直是困扰老油田发展的瓶颈。随着电力电子从电网到电机的传

4、递；控制电路与主电路配合，实现学、微电子学和自动控制理论技术的不断发展，交流系统的控制、调参、显示、检测、故障保护等功能。整电机的调速技术近年来发展迅猛，交流调速技术是一个控制电路主要包括以下几个部分：控制电路电源部门横跨电力、电子、电机、计算机和现代控制理论的新分、DSC控制单元、STC控制的键盘操作和数据显示兴综合技术。在国外，交流调速技术的应用已十分普单元、功率模块驱动单元、检测单元等。遍；在国内，在国产化方面虽然还存在一定差距，但是近年来发展很快，出现了一个交流调速技术研究和应用推广的新热潮¨J。采用交流调速技术可很好地实现电机的软起动和调速，近年来，随着高频大功率全控型电力电子器件及

5、功率集成模块的问世，电力电子技术的发展进人图1系统组成框图了一个崭新的阶段。基于交流调速技术及大功率电力电子器件实现的电机变频调速控制，很大程度上实控制电路不同于主电路，其工作需要低压电源，现了节能增效的目的，具有很高的经济实用价值。据而且需要多路不同的电源，考虑到使用具有多路副边此，针对游梁式抽油机存在的问题，如果能够研发出输出的工频变压器经过降压、整流、滤波得到控制所一套专用变频节能控制装置，该装置不但能够实现电需的各路电源，会造成控制电源体积庞大笨重、结构机软启停，而且能够根据井况方便地实现变频调速松散的问题，系统中采用单端反激式电路专门设计了(改变冲次时间)，从而达到节能增效的目的_3

6、J。开关电源。开关电源的使用使整个控制电路体积更2系统总体方案及主电路设计小、结构更紧凑，而且便于以后实施抽油机油井集群2．1系统总体方案设计控制(集群控制时各抽油井变频节能装置共直流母线，单井没有三相交流电源的引入，所以只能使用开整个系统采用功能单元模块化设计，各部分之间相互配合实现系统的整体功能，系统组成结构框图如关电源得到控制电源)。整个控制电路的核心是微·基金项目：国家大学生创新实验项目(编号：101021606)收稿日期：2010—12—25作者简介：舒枯(1990一)，男，湖jE黄冈人，研究方向：石油机械的研究与设计·141·楦测与控制·机械研究与应用·处理器控制系统，设计中共使用

7、了两个微处理器，一会造成电机侧电压的上升，影响电机的工作性能。所个是DSC控制器，，一个是STC单片机，二者通过串以系统设计中需要有专门电路实时检测直流侧电压行通讯协调工作。与STC单片机相比，DSC控制器值，DSC根据此电压值合理调整PWM输出控制信号又处于整个控制系统的主导地位，它能连续不断地输的占空比，从而减小电机侧输人电压的波动，实现动出SPWM信号控制电机的运行，并能实时接收各类态调压稳