专利名称：一种自适应高效节能油田抽油机电气装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自适应高效节能油田抽油机电气装置。
背景技术：
早期的抽油机是用电动机直接拖动，随技术的发展用可控硅对其进行控制已达到节电之目的，随电力电子技术的进步采用变频器做电动机之电源，随抽油机的工作状态可随时调整电动机的工作频率，随着通控制型u/f控制和MCU技术的完善和进步尤其是后者已达到32位，矢量变频技术理论的完善及实用化变频已在各行各业中广泛使用。在抽油机中使用变频器也日益广泛，其目的不外乎提出油产量和节约电能。由此可见， 负荷是周期性，有最大值也有最小值。因此拖动用电动机必须满足最大冲程，最大冲次，最大允许转矩。以外有可能发生堵转，必须有足够的堵转矩，以克服抽油机启动时的静态不平衡转矩。在油田中，不同的油井粘度大小不一，在粘度大时效率也较低，泵起动较困难，从负载图可知上升下降的负载不同，而在下降时具有负工状态，因此电动机被强制进入发电状态。另外油井的地下渗透能力一般皆小于抽油机的实际排量，在油井中又不允许间歇性工作，因停机等待有可能造成油井报废，主要原因是井口结蜡、结盐或结油。为了使抽油机泵的排量与油井的渗透能力相适应可通过改变电动机的频率来实现，由于抽油泵是一种柱塞泵是一种恒转矩性的负载。为了满足负载恒转矩特性必然要使电动机功率与其转速成正t匕，因此必须进行调整。综上所述，以游梁式抽油机为例，该设备在油田中占有数量比较大。其机械运动为反复上升和下降。一个冲程提升一次，其动力来自电动机带的两个质量相当大的钢块。当滑块提升时，类似于杠杆的作用将采油机杆送人井中。滑块下降时，采油杆提出将油带出井口，若电动机转速一定在滑块下滑时，电动机处于发电状态，必然将电能反馈到电网中，对电网造成污染及干扰，导致电网协率因素降低，或者是造成频繁高压冲击会损坏电动机。游梁式抽油机有两大质量钢块，如果不平衡会导致抽油机起动冲击大等诸多问题。
发明内容本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种自适应高效节能油田抽油机电气装置。本实用新型采用的技术方案如下一种自适应高效节能油田抽油机电气装置，其特征在于包括用于控制电动机工作状态的变频电路；连接变频电路，驱动变频电路中IGBT导通的驱动电路；连接变频电路同电动机的连接端，用于检测电动机回路中电流和电压大小的V/I检测电路；连接电动机，用于检测电动机速度的速度检测电路；连接驱动电路、V/I检测电路和速度检测电路，用于接收V/I检测电路和速度检测电路反馈的电动机的电流、电压和速度的大小，并根据检测结果发出控制指令给驱动电路的中心处理单元。还包括同中心处理单元相连接，用于同外部设备进行通信的I/O电路，和用于对中心处理单元进行保护的保护电路。所述中心处理单元采用TMS320C28xx数字处理器。利用变频器并在软件和硬件上做必要的调整，快速指挥电源频率的变化，上述各种问题就迎刃而解，即降低转速，减少冲程，有效提高抽油充裕度。由于其结构简单，不仅便于生产，而且对现有技术的改造成本低廉适于广泛推广。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型中变频电路的电路原理图。
具体实施方式
如图I和图2所示的一种自适应高效节能油田抽油机电气装置，其特征在于包括用于控制电动机工作状态的变频电路；连接变频电路，驱动变频电路中IGBT导通的驱动电路；连接变频电路同电动机的连接端，用于检测电动机回路中电流和电压大小的V/I检测电路；连接电动机，用于检测电动机速度的速度检测电路；连接驱动电路、V/I检测电路和速度检测电路，用于接收V/I检测电路和速度检测电路反馈的电动机的电流、电压和速度的大小，并根据检测结果发出控制指令给驱动电路的中心处理单元。还包括同中心处理单元相连接，用于同外部设备进行通信的I/O电路，和用于对中心处理单元进行保护的保护电路。所述中心处理单元采用TMS320C28xx数字处理器(B卩，DSP)。该装置还可配备指示、调整界面、仪表、及其附属装置，该装置对变频率工作情况和电路做适当修改使其完成抽油充裕度为95%-100%，使其完成负功为零的状态。也就是说当抽油机回程时，电动机进入发电状态时。通过控制方式的更改，使其不再是发电状态。若有发电则会将其储存以备抽油时用。并在整个抽油过程中，自始至终的自动监控抽油机的工作状态，平衡度、出油量、并自动调整抽油机的抽油频率已达到经济高产。另外，如图2所示在电路中加入C；、T1和T2,即一个存储电容和两支开关管在发电状态T1是导通，发出的电能通过三极管桥向Ctl充电。此时刻全部IGBT是处于非导通状态，在达到非发电状态时T2处于判断状态。此刻电动机处于拖动状，在消耗Ctl存之能量，在Ctl的电压低于某数时，先将T1断开再后将T2接通由Ci供电。周而复始的完成上述循环，将发电的能量补充到下次提升油时电动机所需的能量，以降低对电网的要求能量，达到最佳状态。由于DSP技术的发展很简单就可作到这一点，另外T1和T2的工作是受发电状态信号控制速度是不定的，它们是由传感器供给，经过DSP的数据处理才发出对T1和T2的顺序控制信号。此时DSP要完成脉数推理以控制目前T1和T2是开还是关。为了防止上述情况发生，设计图三的硬件电路解决，T1和T2的开关状态只需配合抽油机平衡块运动的轨迹进行工作达到目的，如图四所示，其中Λ T是两管皆不导通的时间，以防止两个电容之间的电压互相平衡不利于存储电能。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵 盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种自适应高效节能油田抽油机电气装置，其特征在于包括 用于控制电动机工作状态的变频电路； 连接变频电路，驱动变频电路中IGBT导通的驱动电路； 连接变频电路同电动机的连接端，用于检测电动机回路中电流和电压大小的V/I检测电路； 连接电动机，用于检测电动机速度的速度检测电路； 连接驱动电路、V/1检测电路和速度检测电路，用于接收V/1检测电路和速度检测电路反馈的电动机的电流、电压和速度的大小，并根据检测结果发出控制指令给驱动电路的中心处理单元。
2.根据权利要求I所述的一种自适应高效节能油田抽油机电气装置，其特征在于还包括同中心处理单元相连接，用于同外部设备进行通信的I/O电路，和用于对中心处理单元进行保护的保护电路。
3.根据权利要求I所述的一种自适应高效节能油田抽油机电气装置，其特征在于所述中心处理单元采用TMS320C28xx数字处理器。
专利摘要本实用新型公开了一种自适应高效节能油田抽油机电气装置，其特征在于包括用于控制电动机工作状态的变频电路；连接变频电路，驱动变频电路中IGBT导通的驱动电路；连接变频电路同电动机的连接端，用于检测电动机回路中电流和电压大小的V/I检测电路；连接电动机，用于检测电动机速度的速度检测电路；连接驱动电路、V/I检测电路和速度检测电路，用于接收V/I检测电路和速度检测电路反馈的电动机的电流、电压和速度的大小，并根据检测结果发出控制指令给驱动电路的中心处理单元。利用变频器并在软件和硬件上做必要的调整，上述各种问题就迎刃而解，即降低转速，减少冲程，有效提高抽油充裕度。
文档编号H02P27/06GK202750043SQ201220410278
公开日2013年2月20日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者刘明日 申请人:刘明日