[发明专利]一种游梁式抽油机节能技术电气控制系统

说明书

一种游梁式抽油机节能技术电气控制系统，由于采用多结构、多输入自学习的模糊控制，较好地解决了游梁抽油机的到拉发电和冲程次数控制，实现恒流软启动。该电气控制系统可以使抽油机的抽油量增加10%以上，对传统游梁抽油机的控制系统改造有很大应用价值。

技术领域

本发明涉及一种游梁式抽油机节能技术电气控制系统，适用于机械领域。

背景技术

抽油机的节能问题已有许多研究成果和应用，并且取得了一定的节能效果。游梁式抽油机节能方法主要从两方面入手：第一，使用新材料，采用新结构，生产先进的抽油机，使系统的机械性能得到改善，从而达到节能的目的；第二，改进抽油机电机控制系统，使系统的电气性能得到改善，达到节能的效果。但是，由于抽油系统组成复杂，每个组成部分都存在不同程度的非线性成分，并且环境条件变化，如液面高度、油气成分、温度等，包含很多随机因素和不确定因素，使得对象模型的结构和参数不确定，存在着大量的模糊信息和定性信息。

发明内容

本发明提出了一种游梁式抽油机节能技术电气控制系统，由于采用多结构、多输入自学习的模糊控制，较好地解决了游梁抽油机的到拉发电和冲程次数控制，实现恒流软启动。

本发明所采用的技术方案是：

所述电气控制系统的主电路采用高压大功率IGBT器件，形成三相交流调压电路；控制电路采用DSP作为主控元件，采用SPWM控制方式进行交流调压控制，该种控制方法的优点是能实现交流调压，使调压后的电压波形更接近正弦波，减少高次谐波分量对电网污染，提高供电系统的供电质量。

所述电气控制系统的知识库由数据库和模糊控制规则库两部分组成，数据库主要包括各语言变量的隶属度函数，尺度变换因子以及模糊空间的分级数等，模糊控制规则是由一系列“IF-THEN”型的模糊条件句所构成，条件句的前件为输入和状态，后件为控制变量，在自学习模糊控制中，知识库可根据远行过程进行更新。

所述电气控制系统的控制器主要用于系统启动过程中，实现恒流软启动，运行过程中与压力检测相配合可减少抽油机的冲程次数。

本发明的有益效果是：该电气控制系统可以使抽油机的抽油量增加10%以上，对传统游梁抽油机的控制系统改造有很大应用价值。

附图说明

图1是本发明的系统结构图。

图2是本发明的模糊控制器的组成图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，游梁式抽油机是国内普遍使用的一种石油开采设备，它是一种变形的四连杆机构，其整机结构像一架天平，一端是抽油载荷(抽油杆和活塞)，另一端是平衡配重载荷。通过抽油杆的上下运动将深藏在地下的石油由抽油管抽出。

目前抽油机采用的节能手段主要有提高负载率、提高设备利用率和提高功率因数等。提高功率因数的方法是目前抽油机节能的主要措施。提高功率因数的方法主要有采用变频器为电动机供电、电容补偿控制和可控硅移相触发控制等。各种控制方法都在一定程度上使系统节能效果、采油率等得到提高，提高了生产效率。

但各种方法都存在一定问题，如变频器用于抽油机电机时，到拉发电再生能量的处理问题、电磁干扰问题和一次投资问题，此外系统维护要求技术含量也较高，不利于大面积推广。电容补偿控制会产生3次、5次、7次、9次和11次谐波，对电网污染较大，也不能抑制电动机的到拉发电。系统运行时补偿电容损坏严重，有时还会发生补偿振荡，对电网上的其他电器设备干扰也较大。采用移相触发控制方式，会产生5次、7次和11次谐波，触发角大时谐波分量较大，对电网污染较大，影响供电质量，需采用相应的措施进行谐波治理。