[实用新型]单片机控制抽油电机星角转换节能装置

说明书

本实用新型涉及到电动机的控制或调节。具体而言，是一种由单片机控制抽油电机星角转换节能装置。

目前，油田抽油电机控制柜已有数种，有的只能控制抽油电机的启停，有的既能控制电机启停，又有保护电机的功能，有的还兼有一定的节电功能。例如：“电动机保护启动与节电装置”(专利号89216386.0)，其主要功能是控制电机启停和保护电机，还由于对抽油电机主回路中的接触器线圈采用直流低压供电，减少了接触器的铜损和铁损，同时又在主回路中加入补偿电容，所以也有一定的节电效果。又例如：“电机二次启动防闪烁节电自控柜”(专利号92211257.6)。其主要目的是解决在雷雨季节，当电网遭受雷击失电后又来电时，抽油电机二次启动困难，交流接触器长期通电而浪费电能的问题。这两项已有专利技术都未从抽油电机本身去解决节电问题，其节电效果都不显著。油田抽油电机实际运行中，由于负荷的变化，经常出现“大马控小车”的现象。当其实际工作功率小于其额定功率时，功率因数就交得很低，功率因数越低，电能浪费也就越大，功率因数平均在0.45左右。由于油田抽油电机用电量太大，所以其节电问题也就更加重要。有的控制柜另一个缺点是抽油电机主回路中应用了磁力启动器，在电机启、停时会产生控弧，不仅会加速烧坏其主触点，甚至会造成电机断相运行，使电机被烧毁。

本实用新型的目的是克服已有技术的上述缺点，提供一种与众不同智能化的单片机控制抽油电机星角转换节能装置。其主要功能是节约大量电能，另一功能是延长抽油电机主回路使用寿命和保护抽油电机正常运行。

上述目的是由下述技术方案实现的：该装置由单片机(1)、数据程序存储器(2)、键盘及显示器(3)、故障显示及星角显示电路(4)、电流检测电路(5)、抽油电机星角控制电路(6)、抽油电机主回路(7)组成。单片机(1)的输入端与电流检测电路(5)相接，单片机(1)的输出端与抽油电机星角控制电路(6)相接。星角控制电路(6)通过中间继电器对抽油电机主回路(7)进行控制，实现抽油电机星角接线转换。单片机(1)通过数据和地址总线分别与数据程序存储器(2)、键盘及显示器(3)、故障显示及星角显示电路(4)相接。

该装置中的抽油电机星角控制电路(6)，由非门和或门组成的互锁电路、自动与手动转换开关、两个双向可控硅、两个中间继电器、一个启动按钮和一个停止按钮组成。互锁电路的两个输出端分别与两个双向可控硅控制极连接。两个中间继电器的常闭触点以互为联锁的方式连接。启、停按钮串联在手动控制支路中。该电路用交流220伏做为电源。

该装置中的抽油电机主回路(7)，由六只双向可控硅和两只中间继电器的六个常开触点，以及保护电容、限流电阻等组成。其中有三只双向可控硅与抽油电机三相绕组连接成星型接线方式；另外三只双向可控硅与抽油电机三相绕组连接成角型接线方式。其中一只中间继电器的三个常开触点控制着三只星接方式的可控硅；另外一只中间继电器的三个常开触点控制着三只角接方式的可控硅。

本实用新型的理论依据是机械工业出版社出版的《工厂供电》指出的，电动机工作在额定负荷时，定子绕组作角型连接，当电机负荷降低到50％以下时，可改为星型连接。由于油田95％以上的抽油电机，在额定电压380伏时，定子绕组采用角型连接方式，所以该装置按上述技术方案实施后，当抽油电机的实际负荷高于其额定负荷的50％时，能使电机主回路处于角接状态不变；当抽油电机的实际负荷低于其额定负荷的50％时，能使电机主回路由角接状态自动转换成星接状态，也就等于降低了电机的额定负荷值，使星接后的电机额定负荷与实际负荷相匹配，这样可提高电机的功率因数，达到大量节电的目的。由于每口油井情况不同，节电效果也有区别，节电范围在10至40％，这是已有技术所达不到的。还由于电机主回路用双向可控硅取代了磁力启动器，不再产生拉弧现象，可延长使用寿命两倍以上，并能有效地保护抽油电机正常运行。由于设置了自动、手动转换开关，当自动装置出现故障时，可转换到手动状态，不会影响到油井正常生产。

附图1是本实用新型的整体构成方框图。

附图2是本实用新型的电路原理图。

结合附图对本实用新型的实施例阐述如下：