专利名称：油田抽油机智能型节能拖动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田抽油机拖动装置，特别是一种采用多功率拖动电机和微机控制技术的油田抽油机智能型节能拖动装置。
目前，在油田使用的抽油机拖动装置是由高起动转矩、高转差率三相异步电动机和常规的低压电器控制电路即控制柜所组成。其不足之处是只有缺相、过载等简单功能，保护速度迟缓，普通的电子保护器可靠性也较差，功率不能匹配，常出现大马拉小车的现象。即使采用多功率等级三相异步电动机，也多半人为改变功率等级，通常在大功率等级上运行，达不到功率匹配的效果。根据对数十台抽油机用电动机运行参数的动态测试，负载率在80％以上的占三成，轻载的(≤70％)占七成，大量地消耗了有功和无功功率，造成了严重的能源浪费，同时，因缺相、过载保护不力等原因烧电机而给油田的正常生产带来很大的损失。
本实用新型的目的就是针对上述不足之处而提供一种既能保护抽油机可靠运行，又能根据负载情况自动调整，使电动机运行在合理的功率等级上的油田抽油机智能型节能拖动装置。
本实用新型的技术解决方案是一种油田抽油机智能型节能拖动装置，包括电动机及其控制电路，其特征是所述的电动机为多功率三相异步电动机。控制电路包括微处理器，电机电源线与微处理器输入接口之间连接的电流检测传感器电路，给微处理器供电的电源电路，与微处理器输出接口连接的电机功率等级转换控制电路，以及过载、缺相、起动检测延时、短路、电机过热保护电路。
本实用新型技术解决方案中所述的电动机可以为单速多功率高转差率节能三相异步电动机。
本实用新型技术解决方案中所述的电动机还可以为多速多功率高转差率节能三相异步电动机。
本实用新型技术解决方案中所述的微处理器可以为EASY412系列小型PLC可编程控制器。
本实用新型由于采用多功率三相异步电动机和微机自动控制电路，因而当拖动电机运行后，由电流检测器电路对电机运行状态动态检测，然后将检测到的数据传输到微处理器输入接口，对采集的微机数据分析处理后，自动选择与当前负载相匹配的功率等级参数，驱动电动机功率等级转换控制电路的交流接触器动作，从而改变电机定子绕组接线方式，最终达到改变功率等级和转速的目的。功率及速度的改变可从大到小，也可反之变化。另外，微处理器还具有自动分析判断拖动电机过载、缺相、起动检测延时、短路、电机过热等保护功能，达到了可靠地保护电动机的目的。本实用新型可使拖动电机的负载率达到80％以上，有效地解决了“大马拉小车”的不节能现象，同时消除了繁重的体力劳动，提高了工作效率，通过现场检测，视在功率综合节电率达19％。
附图
为本实用新型的电路原理图。
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述如图所示，单速多功率三相异步电动机M为YCHD280M-10高起动转矩高转差率三相异步电动机，具有单速(540转/分)三个功率等级(37/27/17kW)，它是在部标YH系列电机基础上派生设计的，可通过改变电机定子绕组接线方式(例如 达到有级调节功率等级的目的。微处理器5为EASY412-AC-R型PLC微型计算机，是中心处理计算机。变压器TC、桥式整流器3、7824型三端集成稳压器4构成给微处理器5供电的电源电路。其中，一组为24V直流电压输出，另一组为36V交流输出。微处理器5与电流检测传感器1、2构成电流检测传感器电路。电流检测传感器电路为常规电路，电流检测传感器可设计为1-3只，本实施例中设计为2只，其输出端分别与微处理器5的输入端I7、I8、N相连接。微处理器5及其输出端Q1-Q4连接的4只交流接触器KM1-KM4构成电机功率等级转换控制电路，交流接触器KM1-KM4与电机M的三组接线U1V1W1、U2V2W2、U3V3W3、和电源线A、B、C组合连接成三种供电状态，即交流接触器KM1、KM2吸合时电机M为37kW功率等级状态，交流接触器KM1、KM3吸合时电机M为27kW功率等级状态，交流接触器KM2、KM4吸合时电机M为17kW功率等级状态。交流接触器也可选择2-5只。微处理器5与电流传感器1、2、交流接触器KM1、KM4、及其微处理器内部软件构成过载、缺相、起动检测延时、短路、电机过热保护电路。4只按钮SB1-SB4的一端与24V直流电源相连接，另一端分别与微处理器5的输入端I1、I2、I3、I4相连接，分别具有启动、停止、手动调试与自动调试和复位功能。构成指令控制电路。
本实施例工作原理及过程如下当电源线A、B、C通电后，按下启动按钮SB1，若微处理器5无前次电机故障记忆，自动选择最大功率等级驱动交流接触器KM1、KM2吸合，使拖动电机M在37kW功率等级运行，迟后6秒，微处理器5对电流检测传感器1、2检测到的拖动电机M的电流信号进行分析处理，随时判断过载、短路、缺相、过热故障是否存在。若有故障断开交流接触器KM1、KM2，停止电机动行；若无故障则随时判断当前电流是否小于或等于27kW的额定电流值。若小于或等于27kW的额定电流值，继续检测5-50分钟无变化，断开交流接触器KM1、KM2，停止37kW功率等级，延迟0.5秒接通交流接触器KM1、KM3，使拖动电机运行在27kW的功率等级上，此时微处理器5还是随时判断拖动电机M的负载电流是否大于27kW的额定电流或小于等于17kW的额定电流。若大于27kW的额定电流20秒后返回37kW的运行状态；若小于等于17kW的额定电流，延迟5-50分钟断开交流接触器KM1、KM3，延时0.5秒后接通交流接触器KM2、KM4，使拖动电机M运行在17kW功率等级上。若无负载电流变化，拖动电机M始终运行在某一功率等级上。
权利要求1.一种油田抽油机智能型节能拖动装置，包括电动机(M)及其控制电路，其特征是所述的电动机(M)为多功率三相异步电动机；控制电路包括微处理器(5)，电机电源线(A、C)与微处理器输入接口之间连接的电流检测传感器电路，给微处理器供电的电源电路，与微处理器输出接口连接的电机功率等级转换控制电路，以及过载、缺相、起动检测延时、短路、电机过热保护电路。
2.根据权利要求1所述的油田抽油机智能型节能拖动装置，其特征是所述的电动机(M)为单速多功率高转差率节能三相异步电动机。
3.根据权利要求1所述的油田抽油机智能型节能拖动装置，其特征是所述的电动机为多速多功率高转差率节能三相异步电动机。
4.根据权利要求1或2或3所述的油田抽油机智能型节能拖动装置，其特征是所述的微处理器(5)为EASY 412系列小型PLC可编程控制器。
专利摘要本实用新型属于一种油田抽油机智能型节能拖动装置。主要是解决拖动电机功率与负载常出现不匹配的问题。其主要特征是包括多功率三相异步电动机,微处理器,电流检测传感器电路,电源电路,电机功率等级转换控制电路,以及过载、缺相、起动检测延时、短路、电机过热保护电路。可使拖动电机的负载率达到80%以上,有效地解决了大马拉小车的不节能现象,同时消除了繁重的体力劳动,提高了工作效率,经检测视在功率综合节电率达19%。
文档编号H02H7/09GK2424575SQ0022976
公开日2001年3月21日 申请日期2000年4月21日 优先权日2000年4月21日
发明者徐广群, 檀银生, 高幼民, 凃建平, 李林 申请人:襄樊力特电机总公司