[实用新型]一种无需载荷传感器实现自动调参的抽油机自控设备

说明书

本实用新型公开了一种无需载荷传感器实现自动调参的抽油机自控设备，所述设备由实现自动调参算法的数字控制系统、自控设备箱体、电压传感器、电流传感器和具有四象限运行能力的电机驱动器组成；所述的自动调参功能的数字化控制系统包括自动调参数字控制器单元，面向四象限运行的电机驱动器的通信接口单元，面向电压传感器和电流传感器的传感器接口单元，可视化液晶显示单元，温度检测单元，键盘，Flash存储单元和USB存储接口单元，所述的自动调参是指自控设备运行过程中无需人工手动干预，根据抽油机工况自适应主动调整抽油机交流电机功率驱动器运行参数。本实用新型具有工作适应性强、自适应寻优、自动调参等优点。

技术领域

本实用新型涉及抽油机自控领域，特别涉及一种无需载荷传感器实现自动调参的抽油机自控设备。

背景技术

石油是国民经济的命脉，地下石油的开采工作会应用抽油机作为石油的采集和提升装置，抽油机的工作的驱动机器常采用交流电动机。抽油机自控设备能够根据给定实现对抽油机交流电机进行运行状态的自动化控制。传统的抽油机自控设备为了实现负荷的电气检测常通过给抽油机安装载荷传感器实现，此时传感器老化和漂移的问题常会严重影响测量结果的精度，从而影响依靠测量结果进行运算和判断的可靠性。传统的抽油机自控设备进行自动控制时，给定常是单一的既不能够根据抽油机的运行情况进行实时的运行控制参数调整，也不能够自动进行运行控制参数调整，例如：给定频率为某F1Hz时，则无论油井的具体工况如何，只要一开机运行就会始终运行在该F1Hz，当油井处于中期或者后期时，会发生抽油机每个冲次不能抽满甚至空抽的情况，这样会加剧光杆和油桶壁的磨损从而缩短油井及其设备的免维护期。当油井具体工况发生变化且需要改变运行状态时，则又往往不能及时发现问题和进行处理，而且即便进行处理时又常需要通过人工手动设置，甚至是通过停机进行设置，这就会造成响应不及时，使用不方便，浪费人力，甚至影响油田正常生产的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不受载荷传感器老化和漂移限制、自适应主动调整抽油机交流电机功率驱动器运行参数、兼容性强的无需载荷传感器实现自动调参的抽油机自控设备。

为实现上述目的，采用以下技术方案：本实用新型所述设备包括交流电网、电压传感器、电流传感器、传感器接口A、具有四象限运行能力的电机驱动器、通信接口、含有自动调参功能的数字化控制系统以及面向抽油机电机负载的输出系统；

电压传感器、电流传感器、传感器接口A、具有四象限运行能力的电机驱动器、通信接口A和含有自动调参功能的数字化控制系统位于抽油机自控设备电气柜箱体内；

含有自动调参功能的数字化控制系统，所述系统包括自动调参数字控制器、可视化图形液晶显示单元、通信接口B、传感器接口B、温度检测单元、键盘、Flash存储单元和USB存储单元；自动调参数字控制器的信号接收端与传感器接口B、通信接口B、键盘、温度检测单元相连；自动调参数字控制器的信号输出端与可视化图形液晶显示单元相连；自动调参数字控制器的信号的储存端与Flash存储单元和USB存储单元相连；

交流电网经电压传感器、电流传感器后分别与具有四象限运行能力的电机驱动器、含有自动调参功能的数字化控制系统相连；电压传感器和电流传感器通过传感器接口A与含有自动调参功能的数字化控制系统中的传感器接口B相连进行信号传递，含有自动调参功能的数字化控制系统与具有四象限运行能力的电机驱动器通过通信接口A、B相连进行信息交换；具有四象限运行能力的电机驱动器与面向抽油机电机负载的输出系统相连。

进一步的，所述的具有四象限运行能力的电机驱动器内含有用于驱动器控制的数字控制器和用于驱动器输入输出电压、输入输出电流、电压和电流检测单元。

进一步的，所述含有自动调参功能的数字化控制系统进行自动调参时，依靠输入电压和电流构成的功率因数进行算法运算。

进一步的，所述含有自动调参功能的数字化控制系统进行自动调参时，依靠输入有功功率和无功功率进行算法运算。