专利名称：抽油机模糊控制驱动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种抽油机模糊控制驱动系统。
背景技术：
抽油机是石油开采中的必备设备，也是油田耗电最大的设备，其用电量占油田总 用电量的40 %，根据中石油公司统计，每吨油成本中电费占20 30 %，而且地方油田生产 成本中电费支出更大，为了最大限度地挖掘节电潜力，对抽油机的机械和电气控制系统进 行节能改造，刻不容缓。过去抽油机的驱动方式主要有两种，一种是直接驱动，由于抽油机 负载具有时变性，启动初始状态要求拖动机的启动力矩是正常运转力矩的3-4倍，甚至更 大。启动力矩是抽油机选陪配的第一要素，当起动力矩适合，则运行功率失配，造成电机轻 载运行，功率因数低(0.2左右)、效率低(0.4左右)电能严重浪费。另外，由于油田地质条 件复杂，不同开采期井况变化很大，导致抽油机随井况的变化而改变冲次，因此，用普通交 流异步电机拖动时需要随之更换电机改变转速以适应抽油机的冲次变化，这样又带来一系 列诸如地脚尺寸中心高等问题，极为不便，也影响油井的产量。还有一种驱动方式为调速驱 动，但这些驱动方式都不同程度存在效率低、电机结构复杂、启动力矩小、节电效果不明显 等问题。
实用新型内容根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以克 服上述缺陷，节电效果明显，系统鲁棒性强，运行可靠，启动电流小，启动转矩大，能有效节 约投资，并能良好适应各种井况的抽油机模糊控制驱动系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种抽油机模糊控制驱动系 统，其特征在于包括模糊控制器、电动机、和转速传感器，模糊控制器的输出端连接电动 机，输入端连接转速传感器，转速传感器连接电动机。普通的直接驱动和调速驱动用模糊算法代替，通过驱动转速测试，模糊控制器参 数调整，转速调节达到节能输出控制效果。驱动转速测试通过转速传感器来实现。转速传感器连接电动机，测得电动机的输 出转速。模糊参数调整通过模糊控制器来实现。当转速传感器测得电动机的输出转速，模 糊控制器对实际转速和理论值进行比较，采用模糊算法对参数进行调节。抽油机模糊控制驱动系统采取提升操作人员和专家经验的模糊控制方法，将操作 人员在现场操作的经验编写成控制算法，比如偏差为负的情况下，当偏差e为负大(NB)，偏 差变化率ec为负或零时，为尽快消除偏差应当使控制量u增加的快一些，所以控制量u的 变化取正大(PB)；—旦偏差e变化率为正，偏差有减小的趋势，可取得较小的控制量u，当偏 差变化为正小(PS)或者正中(PM)时，控制量可仍取PB;而当偏差较小为负中(NM)时，控 制量才变为正中(PM)，将可能遇到的工况编写成模糊算法，存入模糊控制器中，当抽油机在实际工作工程中遇到相似工况，模糊控制器算出相应的调节量输入变频器，变频器改变电 动机的转速以达到节能输出的效果。本实用新型所具有的有益效果是节电效果明显，整个系统鲁棒性强，运行可靠， 启动电流小，启动转矩大，能有效节约投资，并能良好适应各种井况。
图1是本实用新型原理方框图；图中1、转速传感器；2、模糊控制器；3、电动机；
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述如图1所示一种抽油机模糊控制驱动系统，包括模糊控制器2、电动机3、和转速 传感器1，模糊控制器2的输出端连接电动机3，输入端连接转速传感器1，转速传感器1连 接电动机3。普通的直接驱动和调速驱动用模糊算法代替，通过驱动转速测试，模糊控制器2 参数调整，转速调节达到节能输出控制效果。驱动转速测试通过转速传感器1来实现。转 速传感器1连接电动机3，测得电动机3的输出转速。模糊参数调整通过模糊控制器2来实 现。当转速传感器1测得电动机3的输出转速，模糊控制器2对实际转速和理论值进行比 较，采用模糊算法对参数进行调节。本专利构建的模糊控制器，其输入量为转速偏差e和转速偏差率ec、输出的控制 量U。控制语言采用e、ec和u进行描述。将偏差变化量、偏差变化率的论域定为13个等级 (-6，-5，-4，-3，-2，-1,0, +1，+2，+3，+4，+5，+6)。量化因子 Ke, Kec 和比例因子 ku 经模糊 参数寻优控制，语言变量为7挡(负大，负中，负小，零，正小，正中，正大)，简写为(NB，匪， NS, Z0, PS, PM, PB) ο模糊控制器采用操作人员及专家经验编制出模糊控制算法，如下表所示
权利要求一种抽油机模糊控制驱动系统，其特征在于包括模糊控制器、电动机和转速传感器，模糊控制器的输出端连接电动机，输入端连接转速传感器，转速传感器连接电动机。
专利摘要一种抽油机模糊控制驱动系统，其特征在于包括模糊控制器、电动机和转速传感器，模糊控制器的输出端连接电动机，输入端连接转速传感器，转速传感器连接电动机。本实用新型通过模糊控制电机运转，节电效果明显，整个系统鲁棒性强，运行可靠，启动电流小，启动转矩大，能有效节约投资，并能良好适应各种井况。
文档编号H02P27/04GK201774499SQ20102050678
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者任光永, 冯建军, 李柏林, 李鲁林, 石光峰 申请人:山东德森机电科技股份有限公司