[发明专利]游梁式抽油机智能节电控制系统

说明书

技术领域

本发明属于一种智能节电控制系统，具体地说是一种应用智能化模糊控制技术的游梁式抽油机智能节电控制系统。

背境技术

对于低渗透的低能、低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升上来，以水换油或者以电换油是这种油田的现实，因而，电费在这种油田的石油开采成本中占了相当大的比例，所以，石油行业十分重视节约电能。

目前，对于油田抽油机的节电技术尚无性能可靠、节电效果明显、经济实用的节电系统。用于抽油机上的节电系统，要求是转速不变，生产率不能降低，但已有的变频调速节能技术不适合使用，因为哪会造成产油量的下降，如靠无功补偿节电的方法，也只是降低了配电线路损耗，还有通过Y-Δ频繁切换法节电，也存在很大弊端。也有采取定时方式的间抽控制，但这种间抽控制纯粹是时间控制，需靠经验确定时间，随意性大，可操作性低。

发明内容

本发明的目的是研究出一种游梁式抽油机智能节电控制系统。

本发明要解决的现有抽油机节能系统存在的节能效果差、控制麻烦的问题。

本发明的技术方案是：它包括单片机、与单片机连接的信号检测单元，单片机上连有可控硅单元、间抽控制单元和谐波能量抑制回馈单元，信号检测单元用于检测电动机的电流值、供电电压、压力传感器的压力信号、含水量传感器的水量信号、温度传感器的温度信号和电源的零相位点，然后把这些信号送入单片机，由单片机分析处理，再把处理后的移相触发信号送入间抽控制单元，按间抽控制单元的指令信号控制移相触发可控硅单元的触发，间抽控制单元的功能是对相关参数进行模糊计算和不断的自学习，准确判断井下液面规律情况而进行自动开停机，谐波抑制能量回馈单元，它的功能是抑制谐波的作用，降低电动机发热、防止无线电干拢。

本发明的优点是节电效果好、操作简单、控制方便。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

图2是本发明的负载电流曲线图。

图3是三相异步电动机在降压后和全压时的效率η和Cosφ的比较图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

如图所示，本发明包括单片机、与单片机连接的信号检测单元，单片机上连有可控硅单元晶闸管模块、间抽控制单元和谐波能量抑制回馈单元，信号检测单元用于检测电动机2的电流值、供电电压、压力传感器的压力信号、含水量传感器的水量信号、温度传感器的温度信号和电源的零相位点，然后把这些信号送入单片机，由单片机分析处理，再把处理后的移相触发信号送入间抽控制单元，按间抽控制单元的指令信号控制移相触发可控硅单元的触发，间抽控制单元的功能是对相关参数进行模糊计算和不断的自学习，准确判断井下液面规律情况而进行自动开停机。谐波抑制能量回馈单元，它的功能是抑制谐波的作用，降低电动机发热、防止无线电干拢。可控硅单元晶闸管模块有三块，每块中含有两个互为反接的单向晶闸管。

单片机上连有中间继电器和信号装置，可控硅单元上连有快速熔断器，信号检测单元上连有压力传感器、含水量传感器、温度传感器、电流传感器、零相位检测电路，单片机上设有主令控制器，单片机内设有A/D转换器和译码器。

单片机上还连有自动旁路系统，它的功能是在单片机出现故障时，电源直接供电给电动机2。单片机采取以500次/秒的采样速率读取电动机2运行数据。单片机上还连有蜂鸣器3，电动机2与抽油机1相连。

本发明的节电原理是通过可控硅单元晶闸管控制起控角α，来降低电动机2电压有效值而达到节能目的。当电动机2工作在小转矩段时，也就是负载转矩小时，本发明即检测到电流减小、相位角φ增大、Cosφ减小的信号并即刻作出反应，把控制角α增大，导通角下降，使加于电动机2的电压有效值下降，从而大大降低电动机2的空载有功损耗和无功损耗。电动机2效率和Cosφ的变化关系见图3，图3中P₂为电动机2输出功率；η₁和η₂分别为全压和降压后的效率；Cosφ₁和Cosφ₂分别为全压和降压后的功率因数。同时，本发明的间抽控制单元对电动机2进行自动启停控制，无油就停抽，从而从根本上消除了由于泵空现象所导致的无效抽取，如此也既达到显著的节电效果，而且又延长机械设备寿命。