专利名称：潜油电泵智能节电控制器的制作方法
技术领域：
潜油电泵智能节电控制器技术领域-本实用新型涉及油田采油领域中应用于潜油电泵驱动系统上的 一种控制装置，具体地说是涉及一种潜油电泵智能化的节电控制装 置。
背景技术：
-目前，国内油田的大部分潜油电泵存在着低负荷运转的问题。这 是由于油田设计人员一般是按照电泵的最大启动转矩来选择电机的， 当电泵完成启动进入正常运行时就会发生大功率带动小负载的现象。 同时随着抽油时间的增加，油面将不断下降，负荷就会越来越低，最 终形成所谓的"大马拉小车"现象，由此而导致电泵功率因数很低， 产生的无功损耗较大，耗电量多。 实用新型内容为了解决现有潜油电泵驱动系统中存在的电动机长时间工作在 低负荷状态而导致电泵功率因数低、耗电量大的问题，本实用新型提 供一种潜油电泵智能节电控制器，该种潜油电泵智能节电控制器能够 在潜油电泵的负载发生变化时自动调整电机的供电电压，以实现较高 的功率因数，从而降低了电动机本身的功率消耗，实现了节约电能、 降低运行成本的目的。本实用新型的技术方案是该种潜油电泵智能节电控制器，由置 于壳体内的数字信号处理器、电压电流采样电路、有载调压变压器档 位处理电路、有载调压变压器升降压控制电路以及键盘电路、显示电 路等组成，其中所述数字信号处理器上的三相电压电流采样信号输入 端经电阻与电压电流采样电路上的三相电压电流采样信号输入端连 接，所述数字信号处理器上的变压器升降压控制信号输出端与有载调 压变压器升降压控制电路上的变压器升降压控制信号输入端连接，所 述数字信号处理器上的变压器档位控制信号输出端与有载调压变压 器档位处理电路上的变压器档位控制信号输入端连接。本实用型具有如下有益效果将本种潜油电泵智能节电控制器 接入潜油电泵驱动系统后，主要控制有载调压变压器，当负载发生变化或供电电压波动时，本控制器会根据电压、电流互感器传来的信号 通过数字信号处理器处理后自动发出指令，驱动有载调压变压器上的 调压电机以及有载分接开关调节电力变压器的输出电压，从而让电机 时刻处于最佳效率运行状态上，最终实现降低电能消耗、提高整个电 网功率因数的目的。
图1是本实用新型连入潜油电泵驱动系统中的组成示意图。 图2是本实用新型的电气系统原理图。 图3是本实用新型中的电流采样电路图。图4是本实用新型中的电压采样电路图。 图5是本实用新型中的有载调压变压器升降压控制电路图。 图6是本实用新型中的有载调压变压器档位处理电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图2所示，该种潜油电泵智能节电控制器，由置于壳体内的数 字信号处理器DSP、电压电流采样电路、有载调压变压器档位处理电路、有载调压变压器升降压控制电路以及键盘电路、显示电路等组成， 其中，所述数字信号处理器上的三相电压电流采样信号输入端经电阻与电压电流采样电路上的三相电压电流采样信号输入端U1、 U2、 U3、 II、 12、 13连接，所述数字信号处理器上的变压器升降压控制信号输出端与有载调压变压器升降压控制电路上的变压器升降压控制信 号输入端C4、 C5、 C6连接，所述数字信号处理器DSP上的变压器档位控制信号输出端与有载调压变压器档位处理电路上的变压器档位 控制信号输入端C1、 C2、 C3连接。在本例中，DSP选用TI公司生产的TMS320LF2402A型数字芯片， 电流、电压采样电路和有载调压变压器档位处理电路、有载调压变压 器升降压控制电路的电路图分别如图3、 4、 5、 6所示。当潜油电泵的负载发生变化时，就会引起电流变化或者电网电压波动，这时由电 压、电流互感器传来的感应信号经过电压、电流采样电路被送入数字 信号处理器上DSP内，经预存的程序处理后，DSP就会向数字信号处 理器上的变压器升降压控制信号输出端和变压器档位控制信号输出端发出指令，从而驱动有载调压变压器上的分接开关电机转动来完成 升降压以及转换至合适的档位，让电机时刻处于最佳效率运行状态 上，最终实现降低电能消耗、提高整个电网功率因数的目的。在本例中，具体的工作过程如下电流、电压经电流、电压互感 器和采样电路调理后，将强电信号转换为数字处理器DSP能识别的弱电信号，电流、电压信号由引脚13， 14， 15， 16， 17， 18进入数字 处理芯片中。当电机处于轻载运行时，DSP根据实时进来的电流、电 压信号来控制有载调压变压器调压，来寻找最小输入功率电压，而在 功率变化不明显时，考虑到转差率问题，让电机在最小定子电流下工 作。电机轻载寻找最佳供电电压时，数字处理芯片DSP根据实时的电 流、电压信号计算后需要降压时，数字处理芯片DSP的2、 3引脚 发出高电平，使升降压控制电路中晶体管导通，晶体管导通控制继电 器K1，K2的常开触点闭合。220V电源给有载调压变压器中调压电机 供电，让其开始正转进行降压操作。负载变重时，数字处理芯片DSP 根据实时的电流、电压信号计算后需要升压，数字处理芯片DSP的 2、 4引脚发出高电平，使升降压控制电路中晶体管导通，晶体管导 通控制继电器K1，K3的常开触点闭合。220V电源给有载调压变压器 中调压电机供电，让其开始反转进行升压操作。有载调压变压器档位信号经电缆送到本节电控制器，对信号用 TPL521芯片进行光电隔离，光电隔离作用是防止供电电路的干扰信 号通过档位信号传入节电器，对节电器形成干扰。档位信号经光电隔 离后进入74HC165移位芯片，把并行数据转为串行数据送入DSP， DSP 处理后把控制信号送入显示电路，显示电路会显示当前有载调压变压 器所处档位。DSP根据实时的电流、电压信号计算出有功功率，无功功率和功 率因数，显示电路会根据DSP控制信号实时显示三相电压、三相电流、 输入有功功率、无功功率和功率因数。DSP根据键盘电路信号选择自动或手动工作模式和设置节电器 参数。手动模式时，DSP根据键盘信号控制有载调压变压器进行升降 压操作。
权利要求1、一种潜油电泵智能节电控制器，由置于壳体内的数字信号处理器(DSP)、电压电流采样电路、有载调压变压器档位处理电路、有载调压变压器升降压控制电路以及键盘电路、显示电路等组成，其特征在于所述数字信号处理器(DSP)上的三相电压电流采样信号输入端经电阻与电压电流采样电路上的三相电压电流采样信号输入端(U1，U2，U3，I1，I2，I3)连接，所述数字信号处理器(DSP)上的变压器升降压控制信号输出端与有载调压变压器升降压控制电路上的变压器升降压控制信号输入端(C4，C5，C6)连接，所述数字信号处理器(DSP)上的变压器档位控制信号输出端与有载调压变压器档位处理电路上的变压器档位控制信号输入端(C1，C2，C3)连接。
2、 根据权利要求l所述的潜油电泵智能节电控制器，其特征在 于所述数字信号处理器(DSP)为TMS320LF2402A型数字芯片。
专利摘要一种潜油电泵智能节电控制器。主要解决现有技术中潜油电泵功率因数低、耗电量大的问题。其特征在于所述数字信号处理器(DSP)上的三相电压电流采样信号输入端经电阻与电压电流采样电路上的三相电压电流采样信号输入端(U1，U2，U3，I1，I2，I3)连接，所述数字信号处理器(DSP)上的变压器升降压控制信号输出端与有载调压变压器升降压控制电路上的变压器升降压控制信号输入端(C4，C5，C6)连接，所述数字信号处理器(DSP)上的变压器档位控制信号输出端与有载调压变压器档位处理电路上的变压器档位控制信号输入端(C1，C2，C3)连接。具有可在潜油电泵的负载发生变化时自动调整电机供电电压的特点，实现了节约电能、降低运行成本的目的。
文档编号H02P27/02GK201118511SQ200720117499
公开日2008年9月17日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者刘宇蕾, 张洪成, 朴雪峰, 殷红雯, 董振刚, 赵庆园, 辉 邓, 邵永实 申请人:大庆油田力神泵业有限公司