防盗电节能抽油机拖动装置制造方法
【专利摘要】本实用新型为一种防盗电节能抽油机拖动装置，该装置由变压器整流器、控制箱、开关磁阻电机组成；控制系统由功率模块、控制器、电流传感器、位置传感器、操作面板组成。该装置通过变压器、整流器将交流电变为直流电，进行集中直流输电、直流供电，可以使油田抽油机防盗电、节能、降低成本。以数字信号处理器DSP为核心的控制器在控制功率模块过程中，采用转速电流双闭环控制，上下冲程分别独立控制的方式，可以实现调速和稳速的目的，有效提高系统效率，降低功率损耗，使抽油机的参数对不同油井更加合理。
【专利说明】防盗电节能抽油机拖动装置
[0001]【技术领域】:本实用新型涉及一种防盗电节能抽油机拖动装置。
[0002]【背景技术】:目前，国内抽油机大部分采用异步电动机，负载率低，功率损耗大，运行效率低，盗电现象频发，能量浪费严重。有少数抽油机采用了变频调速系统，但效率与价格的综合性能上并不是十分理想，这种大容量低效率的运行状态亟待解决，开关磁阻电机驱动系统在抽油机的应用上有很大的性能优势。常规的电力传输线路采用交流电传输，易于被外界采集，因此油田盗电情况经常发生，为避免这种情况，此系统在传输过程中采用直流电传输。在现有开关磁阻电机的驱动系统中，一般采用51单片机进行控制，运行速度慢，功能简单，故障率高，稳定性差。
[0003]实用新型内容:本实用新型的目的是提供一种能够防止盗电、降低电能损耗的防盗电节能抽油机拖动装置。本实用新型所采取的技术方案是:一种防盗电节能抽油机拖动装置，变压器TC(I)的输入端与高压交流电网连接，变压器TC(I)的输出端与整流器(2)的输入端连接，整流器⑵的输出端与控制箱⑶的进线端连接，控制箱⑶的出线端与开关磁阻电机(4)的输入端连接，开关磁阻电机(4)的输出端与抽油机的减速箱(5)连接，控制箱(3)内安装的控制系统由功率模块、控制器、电流传感器、位置传感器、操作面板组成，整流器(2)的直流电输出端与功率模块的输入端连接，功率模块的输出端与开关磁阻电机
[4]连接，控制器的输出端与功率模块的控制端连接，控制器的输入端与操作面板连接，电流传感器和位置传感器的输出端与控制器的反馈端连接。
[0004]本实用新型的工作原理:
[0005]本实用新型是一种防盗电节能抽油机拖动装置，变压器TC、整流器将电网传输的高压交流电变压整流，得到所需的直流电，一方面供给功率模块，另一方面，经过变换后提供系统所需的控制电源；功率模块控制开关磁阻电机各相绕组的通断，向开关磁阻电机传输电能；控制器根据外部操作面板的控制需求，综合处理位置传感器、电流传感器的反馈信息，送入CPU并结合控制策略，得出最佳的控制方法，调节输出信号，控制功率模块中开关器件的工作状态，实现对开关磁阻电机(4)运行状态的转速电流双闭环控制。外部操作情况、实际运行情况及故障情况通过操作面板上的数码管显示出来。
[0006]本实用新型的技术效果:
[0007]1、通过变压器、整流器将交流电变为直流电，进行集中直流输电、直流供电，可以使油田抽油机防盗电、节能、降低成本。
[0008]2、控制器在控制功率模块过程中，采用转速电流双闭环控制，上下冲程分别独立控制的方式，可以实现调速和稳速的目的，有效提高系统效率，降低功率损耗，使抽油机的参数对不同油井更加合理。
[0009]3、开关磁阻电机起动时采用电流斩波控制，使其具有高起动转矩，低起动电流，使转矩平稳变化，减小振动，实现软起动。
[0010]4、操作面板对控制器的操作可以实现自动运行和手动操作的自动切换，根据需要可以进行间歇性的抽油工作。
[0011]本实用新型采用数字信号处理器DSP为核心进行控制，运行速度快，集成度高，稳定性好，综合性能大大的得到了改善。
【专利附图】
【附图说明】:
[0012]图1为本实用新型的新型结构主视图。
[0013]图2为本实用新型的电气原理方框图。
【具体实施方式】:
[0014]本实用新型是一种防盗电节能抽油机拖动装置，如图1所示，变压器TCl的输入端与高压交流电网连接，变压器TCl的输出端与整流器2的输入端连接，整流器2的输出端与控制箱3的进线端连接，控制箱3的出线端与开关磁阻电机4的输入端连接，开关磁阻电机4的输出端与抽油机的减速箱5连接，控制箱3内安装的控制系统由功率模块、控制器、电流传感器、位置传感器、操作面板组成，整流器2的直流电输出端与功率模块的输入端连接，功率模块的输出端与开关磁阻电机4连接，控制器的输出端与功率模块的控制端连接，控制器的输入端与操作面板连接，电流传感器和位置传感器的输出端与控制器的反馈端连接。
[0015]如图1所示，整流器2采用三相桥式整流器，直接安装在变压器TCl 一侧。
[0016]控制箱3内以直流电500-600VDC供电，功率模块采用六个型号为FF200R12KT4的IGBT功率开关和续流二极管组成三相半桥式逆变电路，型号为FF200R12KT4的IGBT功率开关与开关磁阻电机4绕组相串联，分别向电动机三相绕组供电，控制器以型号为TMS320X2812数字信号处理器DSP的芯片为核心。
[0017]如图1所示，开关磁阻电机4是定子、转子双凸极可变磁阻电机，采用三相12/8极结构，位置传感器采用光电式传感器，安装在开关磁阻电机4的内部。
[0018]在系统的控制方式上采用转速电流双闭环控制系统，在开关磁阻电机起动时采用电流斩波控制；抽油杆上行时，采用固定角度的PWM电压斩波控制方式，抽油杆下行时，采用固定角度的PWM电流斩波控制，开通角和关断角可调节；控制算法采用比例微分积分PID控制。
【权利要求】
1.一种防盗电节能抽油机拖动装置，由变压器TC(I)、整流器(2)、控制箱(3)、开关磁阻电机(4)组成，其特征是:变压器TC (I)的输入端与高压交流电网连接，变压器TC(I)的输出端与整流器⑵的输入端连接，整流器⑵的输出端与控制箱⑶的进线端连接，控制箱(3)的出线端与开关磁阻电机(4)的输入端连接，开关磁阻电机(4)的输出端与抽油机的减速箱(5)连接，控制箱(3)内安装的控制系统由功率模块、控制器、电流传感器、位置传感器、操作面板组成，整流器(2)的直流电输出端与功率模块的输入端连接，功率模块的输出端与开关磁阻电机(4)连接，控制器的输出端与功率模块的控制端连接，控制器的输入端与操作面板连接，电流传感器和位置传感器的输出端与控制器的反馈端连接。
2.根据权利要求1所述的一种防盗电节能抽油机拖动装置，其特征是:整流器(2)采用三相桥式整流器，直接安装在变压器TC(I) 一侧。
3.根据权利要求1所述的一种防盗电节能抽油机拖动装置，其特征是:控制箱(3)内以直流电500-600VDC供电，功率模块采用六个型号为FF200R12KT4的IGBT功率开关和续流二极管组成三相半桥式逆变电路，型号为FF200R12KT4的IGBT功率开关与开关磁阻电机(4)绕组相串联，分别向电动机三相绕组供电，控制器以型号为TMS320X2812数字信号处理器DSP的芯片为核心。
4.根据权利要求1所述的一种防盗电节能抽油机拖动装置，其特征是:开关磁阻电机(4)是定子、转子双凸极可变磁阻电机，采用三相12/8极结构，位置传感器采用光电式传感器，安装在开关磁阻电机(4)的内部。
【文档编号】G05B19/042GK203786495SQ201320888667
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】马越, 李勇, 王军, 史石磊 申请人:哈尔滨泰富电气有限公司