一种磕头机专用变频器的制作方法

本实用新型涉及磕头机领域，尤其涉及一种磕头机专用变频器。

背景技术：

目前，在我国油田生产中最主要的耗能设备是抽油机，而其中的游梁式抽油机，即俗称的“磕头机”是各个油田所采用最多的。

游梁式抽油机，也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机。从采油方式上为有杆类采油设备(从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备)。

然而目前的抽油机系统普遍存在能耗大、效率低等缺点，这无论从节能方面或者性能方面来看都已经成为油田生产行业的一个很大的弊端。

公开号为CN202978726U的专利提供了一种用于磕头机上的变频器,属于变频器技术领域。它解决了现有的磕头机对抽油泵往复运动时产生的再生电能不能重复利用的问题。本用于磕头机上的变频器包括整流电路、充电回路电路、滤波电路一、逆变电路一、主控板、隔离驱动板/电源板和人机交换界面，整流电路具有与外界三相交流电源连接的输入端R端、S端和T端，该变频器上还具有直流母线的负极端DC-和正极端DC+，该变频器还包括电能回馈电路，电能回馈电路具有两输入端和三个输出端，两输入端分别与负极端DC-和正极端DC+连接，三个输出端分别与上述的输入端R端、S端和T端连接。该变频器具有能对抽油泵往复运动时产生的再生电能进行回收利用的优点。但是该变频器存在能耗大的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题目的在于提供一种磕头机专用变频器，用以解决现有的磕头机变频器能耗大、效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种磕头机专用变频器，包括：

主控板，用于采集输出电流情况以控制磕头机的抽汲次数，采集行程开关信号以控制冲程频率；

电源板，与所述主控板连接，用于提供电源；

整流单元，与所述电源板连接，用于将三相交流电转换成直流电；

滤波储能单元，与所述整流单元及所述电源板连接，用于稳定所述直流电；

逆变单元，与所述滤波储能单元及所述电源板连接，用于将所述直流电转变为可调交流电并将所述可调交流电反馈至所述主控板；

外部行程开关，与所述主控板连接，用于控制行程位置。

进一步地，还包括：

外部电机，与所述逆变单元相连，用于产生驱动转矩。

进一步地，所述电源板包括：

逆变单元驱动电路，用于对所述逆变单元电路的信号进行放大；

采样电路，用于采集电流。

开关电源电路，用于控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压；

风扇控制电路，用于控制风扇的运转。

本实用新型与传统的技术相比，有如下优点：

采用本实用新型，能做到实施调速，减小了无功损耗，磕头机变频器的稳定性得到提升。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种磕头机专用变频器的结构图；

图2是本实用新型实施例提供的一种磕头机专用变频器系统程序的自学习功能示意图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本实用新型实施例提供了一种磕头机专用变频器，如图1所示，包括：

主控板10，用于采集输出电流情况以控制磕头机的抽汲次数，采集行程开关信号以控制冲程频率；

电源板20，与主控板10连接，用于提供电源；

整流单元30，与电源板20连接，用于将三相交流电转换成直流电；

滤波储能单元40，与整流单元30及电源板20连接，用于稳定所述直流电；

逆变单元50，与滤波储能单元40及电源板20连接，用于将直流电转变为可调交流电并将可调交流电反馈至主控板10；

外部行程开关60，与主控板10连接，用于控制行程位置；

外部电机70，与逆变单元50连接，用于产生驱动转矩。

其中，电源板20包括：

逆变单元驱动电路，用于对逆变单元电路的信号进行放大；

采样电路，用于采集电流；

开关电源电路，用于控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压；

风扇控制电路，用于控制风扇的运转。

本实用新型实施例提供的一种磕头机专用变频器，可广泛应用于磕头机和塔式抽油机系统，可以更好地实现电机的软启动、过流过载等保护功能，且内置过程PID，方便实现过程量的闭环控制，做到实时调速，而且见笑了无功损耗，电机的稳定性和可靠性得到提升。相比传统的磕头机变频器，此实用新型磕头机变频器还提供电压调整、负功能处理两大类节能方案，并根据油井配置的行程开关有无及行程开关型式进行分别处理。对于磕头机行业变频节能理念的推广和使用有重要意义。

本磕头机包括主控板10、电源板20、整流单元30、滤波储能单元40、逆变单元50、外部行程单元60及外部电机70。

主控板10与外部形成单元60及电源板20连接；电源板20与主控板10、正六单元30、滤波储能单元40及逆变单元50连接；逆变单元与外部电机70连接。

具体的，电源板20提供电源，整流单元20与三相交流电源连接，将三相交流电转换成直流电，滤波储能单元30将整流单元20传输直流电滤波稳定，传输至逆变单元40，逆变单元将滤波储能单元30传输的直流电转变为可调交流电，同时将可调交流电反馈至主控板10。主控板10根据电流情况可以判断出当前油井的油况，从而据此控制抽油机的抽汲次数，使抽油机排量与产量合理对应，让油井动液面得到有效控制，同时解决了管理难度大、冬季易冻井口、启动苦难等问题。

本实用新型的磕头机专用变频器能实现电机的软启动，也可以实现电机输出功率与负载的最佳匹配，提高功率因数，减小无功损耗，同时降低一些铜耗及铁耗。

其中，实现电机输出功率与负载的最佳匹配的原理是设定一功率因数目标值，起始阶段记录最大输出转矩值和电流值，依据最大转矩计算当前频率下所需电压，为调压的下限；然后每隔一段时间，程序自动搜寻系统的最低功率点附近；若在搜索的过程中，电流有增大趋势，则向回调整，增加输出转矩，防止堵转的出现。

本实施例中，主控板10连接人机交互界面，用于实现参数的修改、输入，显示、查询以及运行状况的监控。

本磕头机专用变频器，能修改人机交互界面上的参数组F-23，数字输入“0”对应脉冲式，数字输入“1”对应电平式，就能使主控板10上的继电器动作，从而切换电路回路，使形成开关的输入信号无论是脉冲式还是电平式都适用。

本实施例中，主控板10还用于采集行程开关信号以控制冲程频率。

外部行程开关60控制行程位置。本磕头机专用变频器针对外部行程开关60的信号不同都能适用。当外部行程开关60异常或损坏时，磕头机专用变频器也能自动切换冲程频率。

具体的，如图2所示，在外部行程开关60异常或损坏的情况下，可通过人机交互界面按键自学习来实现自动冲程切换运行。在运行状态下，利用LCD面板，调出自学习界面，通过连续按键完成自学习。其中，向上的箭头对应于上冲程定点，下降的箭头对应于下冲程底点，按键的先后顺序无关，可以先学习下限位，也可以先学习上限位，若连续两次按同一按键，则以最后一次为准。学习完成后，系统可自动切换冲程频率。并且本系统通过内置的PID计算，可到达记为精准的程度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。