[发明专利]一种变频控制抽油机电机的方法

说明书

技术领域

本发明属于变频控制领域，具体涉及一种通过改变频率控制抽油机电机的方法。

背景技术

目前，我国油田采油设备大多使用游梁式抽油机，而其机械结构注定了游梁式抽油机存在低功率因素，高谐波污染和因往复运动浪费大量势能无法回收等问题，这对本身耗能量大的抽油产业来说无疑是雪上加霜。抽油机的节能问题成了相关产业最为关心的问题之一。

因抽油机电机一般采用三相异步感应电机，故近年来人们将目光投向于大力发展的变频技术。变频技术在油梁式抽油机的应用方案大体分为三种：变频器加制动单元控制、变频器加回馈单元控制、四象限变频器技术控制。制动单元控制以多耗电能为代价，回馈单元虽然可以使能量返回电网但加重了油田产业对电网的污染问题。而其中较为典型的便是目前较为成熟的采用两电平PWM变频控制控制抽油机电机，使其具有节能的特点，但其输出电压中除基波外，还包含有大量的谐波分量，造成电压波形的畸变,因而运行效率较低，浪费了大量的电能。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能环保效果好的通过改变频率控制抽油机电机的方法。

本发明的技术方案是：一种变频控制抽油机电机的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：利用安装在抽油机电机转轴上的转矩检测器来检测抽油机电机的转矩大小，首先规定电机的转矩正方向，具体为：当检测到转矩值大于零时，转矩方向为正，当检测到转矩值小于零时，转矩方向为负。

步骤2：通过转矩检测器检测抽油机电机的转矩值，若检测到转矩值小于零，说明抽油机电机处于发电状态，此时，有制动能量馈入变频器中直流回路，执行步骤3，否则说明抽油机电机处于电动状态，此时，为了保持抽油机的冲次平衡，则执行步骤4。

步骤3：控制变频器中逆变器，增大变频器中逆变器输出频率至最大频率限定值。

步骤4：控制变频器中逆变器，减小变频器中逆变器的输出频率至最小频率限定值。

步骤5：采集此时抽油机电机旋转的速度，判断抽油机电机的速度是否运行至期望速度值范围内，若否，则执行步骤2，否则说明抽油机电机的速度已达到运行的期望速度值范围内，让抽油机在此状态下持续运行。

本发明的有益效果是：采用本发明方法，当检测到抽油机电机是处于发电状态时增加变频器的输出频率，从而抑制电机的发电，使回馈到变频器中制动单元的直流回路的能量大大减小，甚至没有回馈，即避免了因电压上升的过高毁坏变频器的可能性，又减小了能量的浪费。以37kw电机的抽油机为例，与现有技术相比，采用本发明可节能约3kw。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的变频控制抽油机电机的方法流程图。

具体实施方式

下面结合以下实施例和附图对本发明做进一步说明：

实施例1

本实施例采用37KW电机的抽油机，利用安装在电机转轴上的转矩检测器检测抽油机电机的转矩大小，转矩检测器选用的型号为STM2000。

本实施例37KW电机的抽油机用变频器频率控制的具体流程如图1所示：包括以下步骤：

步骤1：设定初始转矩值为零，规定电机的转矩正方向，具体为：当检测到转矩值大于零时，转矩方向为正，当检测到转矩值小于零时，转矩方向为负。

步骤2：通过转矩检测器检测37KW电机的转矩值大小，若检测到转矩值小于初始设定转矩值零时，说明电机处于发电状态，此时，有制动能量馈入直流回路，为减小或消除这种制动能量的回馈，则执行步骤3，否则说明电机处于电动状态，此时，为了保持抽油机的冲次平衡，则执行步骤4。

步骤3：控制变频器中逆变器，增大变频器中逆变器输出频率至最大频率限定值55Hz,若超过该值，则电机不能正常运行。

步骤4：控制变频器中逆变器，减小变频器中逆变器的输出频率至最小频率限定值35Hz，若低于该值，则电机不能正常运行。

步骤5：采集此时37KW电机旋转的速度，若抽油机电机的速度运行至期望速度范围1450r/min～1550r/min内，则抽油机在此状态下持续运行，若否，则执行步骤2。

本实施例用37KW电机抽油机的最大频率限定值为55Hz，最小频率限定值为35Hz,对于不同功率的电机，其最大频率限定值和最小频率限定值会不同。以37kw电机为例，与现有技术相比，采用本发明可节能约3kw。