抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器，包括：采集單元、控制單元以及執(zhí)行單元，其中，采集單元接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)送至控制單元的信號(hào)輸入端，控制單元的控制輸出端接至執(zhí)行單元；執(zhí)行單元對(duì)抽油機(jī)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分檔切換控制；所述控制單元以電機(jī)節(jié)能控制器為控制核心，其數(shù)字量輸入端接有控制開(kāi)關(guān)量及執(zhí)行單元的動(dòng)作檢測(cè)信號(hào)，數(shù)字量輸出端輸出控制信號(hào)至執(zhí)行單元，模擬量輸入端接有電壓、電流的檢測(cè)信。本實(shí)用新型整體安裝于機(jī)箱中，該機(jī)箱采用密封結(jié)構(gòu)，門(mén)邊設(shè)有密封條，采用防盜鎖，柜門(mén)合頁(yè)隱藏于機(jī)箱內(nèi)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種抽油機(jī)電機(jī)控制技術(shù)，具體的說(shuō)是一種抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]抽油機(jī)是開(kāi)采石油的專(zhuān)用設(shè)備，通過(guò)加壓方式使石油出井。抽油機(jī)的節(jié)電技術(shù)主要有兩大類(lèi):一是開(kāi)發(fā)不同類(lèi)型的抽油機(jī)節(jié)能電機(jī)，如超高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)、三相永磁同步電機(jī)、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩雙定子結(jié)構(gòu)電機(jī)和電磁調(diào)速電機(jī)等。但由于資金投入太大，在許多油田用節(jié)能電機(jī)取代普通異步電機(jī)尚無(wú)法全面推廣。二是使用節(jié)能配電箱，采用改變定子繞組的接法可以改變電機(jī)電壓，但電機(jī)只能得到固定電壓，節(jié)電效果并不理想。存在的主要問(wèn)題是能量傳遞環(huán)節(jié)多、功能單一、能耗大，性能價(jià)格比低等，該系統(tǒng)能耗大、無(wú)防竊電功能。國(guó)內(nèi)外能源企業(yè)在生產(chǎn)能源的同時(shí)，也在消耗大量的能源，不符合國(guó)家節(jié)能降耗的要求。因此，研制小型化、多功能、節(jié)能降耗、環(huán)保、安全、高效的采油設(shè)備勢(shì)在必行。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)現(xiàn)有抽油機(jī)控制技術(shù)存在功能單一、能耗大等不足之處，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多轉(zhuǎn)矩控制、節(jié)能、防竊電且操作安全的抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是；
[0005]本實(shí)用新型抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器包括:采集單元、控制單元以及執(zhí)行單元，其中，采集單元接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)送至控制單元的信號(hào)輸入端，控制單元的控制輸出端接至執(zhí)行單元；執(zhí)行單元對(duì)抽油機(jī)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分檔切換控制。
[0006]所述控制單元以電機(jī)節(jié)能控制器為控制核心，其數(shù)字量輸入端接有控制開(kāi)關(guān)量及執(zhí)行單元的動(dòng)作檢測(cè)信號(hào)，數(shù)字量輸出端輸出控制信號(hào)至執(zhí)行單元，模擬量輸入端接有電壓、電流的檢測(cè)信號(hào)。
[0007]抽油機(jī)電機(jī)供電系統(tǒng)采用三相不接地系統(tǒng)或大電阻接地系統(tǒng)；控制回路為36V安全電壓。
[0008]所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)包括:三相供電電源的電壓信號(hào)、電機(jī)的工作電流信號(hào)、控制回路的狀態(tài)反饋信號(hào)。
[0009]所述執(zhí)行單元為真空交流接觸器，其主接點(diǎn)設(shè)于抽油機(jī)電機(jī)的主回路中，輔助接點(diǎn)設(shè)于控制回路中，并在不同轉(zhuǎn)矩檔位的控制回路中采用互鎖接線(xiàn)。
[0010]本實(shí)用新型整體安裝于機(jī)箱中，該機(jī)箱采用密封結(jié)構(gòu)，門(mén)邊設(shè)有密封條，采用防盜鎖，柜門(mén)合頁(yè)隱藏于機(jī)箱內(nèi)。
[0011]本實(shí)用新型具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0012]1.本實(shí)用新型采用電機(jī)節(jié)能控制器做為主控裝置，多轉(zhuǎn)矩控制輸出，并根據(jù)抽油機(jī)所需的最大運(yùn)行轉(zhuǎn)矩，自動(dòng)運(yùn)行投切轉(zhuǎn)換，使節(jié)能效果最佳；
[0013]2.本實(shí)用新型采用千伏電壓等級(jí)，抗竊電能力強(qiáng)，而控制單元采用36V安全電壓，操作安全可靠；
[0014]3.本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)多種電機(jī)保護(hù)功能及控制動(dòng)作保護(hù)功能，
[0015]4.本實(shí)用新型采用完備的機(jī)箱防雨雪、隔熱、散熱以及防盜撬破壞設(shè)計(jì)，可全天候長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫、高寒以及需要防破壞的環(huán)境中，提高了設(shè)備的可靠性和使用的安全性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型控制單元電氣結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型控制原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器包括:采集單元、控制單元以及執(zhí)行單元，其中，采集單元接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)送至控制單元的信號(hào)輸入端，控制單元的控制輸出端接至執(zhí)行單元；執(zhí)行單元對(duì)抽油機(jī)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分檔切換控制。
[0019]控制單元以電機(jī)節(jié)能控制器做為控制核心，其數(shù)字量輸入端接有控制開(kāi)關(guān)量及執(zhí)行單元的動(dòng)作檢測(cè)信號(hào)，數(shù)字量輸出端輸出控制信號(hào)至執(zhí)行單元，模擬量輸入端接有電壓、電流的檢測(cè)信號(hào)。
[0020]抽油機(jī)電機(jī)供電系統(tǒng)采用三相不接地系統(tǒng)或大電阻接地系統(tǒng)，線(xiàn)間電壓為1140V電壓等級(jí)，可達(dá)到防竊電及漏電保護(hù)的目的；控制回路為36V安全電壓。
[0021]所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)包括:三相供電電源的電壓信號(hào)(模擬量)、電機(jī)的工作電流信號(hào)(模擬量)、控制回路的狀態(tài)反饋信號(hào)(開(kāi)關(guān)量)。
[0022]如圖2所示，所述執(zhí)行單元為交流真空接觸器(CKJ-5-80)，本實(shí)施例采用四個(gè)交流真空接觸器進(jìn)行三檔位轉(zhuǎn)矩變檔控制，其主接點(diǎn)設(shè)于抽油機(jī)電機(jī)的主回路中，輔助接點(diǎn)設(shè)于控制回路中，并在不同轉(zhuǎn)矩檔位的控制回路中采用互鎖接線(xiàn)。進(jìn)行高檔位轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，第一交流真空接觸器KMl和第二交流真空接觸器KM2線(xiàn)圈帶電；進(jìn)行中檔位轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，第一交流直空接觸器KMl和第三交流真空接觸器KM3線(xiàn)圈帶電；進(jìn)行低檔位轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，第二交流真空接觸器KM2和第四交流真空接觸器KM4線(xiàn)圈帶電。各交流真空接觸器的輔助常開(kāi)接點(diǎn)或常閉接點(diǎn)設(shè)于控制回路中，保證控制回路在切換檔位時(shí)的可靠性以及抽油機(jī)電機(jī)的安全運(yùn)行。
[0023]本實(shí)用新型工作過(guò)程如下:
[0024]電機(jī)節(jié)能控制器控制抽油機(jī)電機(jī)(本實(shí)施例采用55KW異步電機(jī))以高轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，然后通過(guò)檢測(cè)抽油機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析并建立工作模型，使電機(jī)工作在適當(dāng)?shù)牡娃D(zhuǎn)矩狀態(tài)下，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
[0025]本實(shí)施例采用三檔轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)為高轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，運(yùn)行平穩(wěn)后，根據(jù)采集的電壓、電流反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，得到當(dāng)前電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)矩，通過(guò)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算，將其運(yùn)算結(jié)果與三個(gè)檔位的轉(zhuǎn)矩設(shè)置值進(jìn)行比較，確定其適合的運(yùn)行檔位，并針對(duì)該運(yùn)行轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檔位調(diào)整，使電機(jī)工作在適合的轉(zhuǎn)矩下。
[0026]在工作狀態(tài)下，電機(jī)節(jié)能控制器隨時(shí)自動(dòng)檢測(cè)電機(jī)的工作電流。當(dāng)電機(jī)發(fā)生諸如短路、斷路、過(guò)流、缺相以及三相不平衡等故障時(shí)，電機(jī)節(jié)能控制器自動(dòng)進(jìn)行保護(hù)處理，防止事故發(fā)生擴(kuò)大。
[0027]電機(jī)節(jié)能控制器還隨時(shí)檢測(cè)控制接觸器的分合狀態(tài)，如與控制輸出狀態(tài)不相符，亦自動(dòng)進(jìn)行保護(hù)處理。
[0028]本實(shí)用新型還具有沖次速度監(jiān)控功能，可外接檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速的速度傳感器，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，監(jiān)視抽油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，當(dāng)因卡泵引起過(guò)低速度或斷桿引起過(guò)高速度時(shí)，切斷電機(jī)電源實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
[0029]本實(shí)用新型整體安裝于機(jī)箱中，該機(jī)箱采用密封結(jié)構(gòu)，門(mén)邊設(shè)有密封條，采用防盜鎖，柜門(mén)合頁(yè)隱藏于機(jī)箱內(nèi)。機(jī)箱采用鋼板制成，并采用密封結(jié)構(gòu)，可以防雨雪、散熱效果好，使該套設(shè)備可以全天候長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫、高寒以及需防破壞的環(huán)境中；由于機(jī)箱柜門(mén)合頁(yè)隱藏于機(jī)箱內(nèi)，因而具有防盜、防撬功能，大大提高了設(shè)備的可靠性，減少了維修維護(hù)量，提高了安全性。
【權(quán)利要求】
1.一種抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器，其特征在于包括:采集單元、控制單元以及執(zhí)行單元，其中，采集單元接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)送至控制單元的信號(hào)輸入端，控制單元的控制輸出端接至執(zhí)行單元；執(zhí)行單元對(duì)抽油機(jī)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分檔切換控制。
2.按權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器，其特征在于:所述控制單元以電機(jī)節(jié)能控制器為控制核心，其數(shù)字量輸入端接有控制開(kāi)關(guān)量及執(zhí)行單元的動(dòng)作檢測(cè)信號(hào)，數(shù)字量輸出端輸出控制信號(hào)至執(zhí)行單元，模擬量輸入端接有電壓、電流的檢測(cè)信號(hào)。
3.按權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器，其特征在于:抽油機(jī)電機(jī)供電系統(tǒng)采用三相不接地系統(tǒng)或大電阻接地系統(tǒng)；控制回路為36V安全電壓。
4.按權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器，其特征在于:所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)包括:三相供電電源的電壓信號(hào)、電機(jī)的工作電流信號(hào)、控制回路的狀態(tài)反饋信號(hào)。
5.按權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器，其特征在于:所述執(zhí)行單元為真空交流接觸器，其主接點(diǎn)設(shè)于抽油機(jī)電機(jī)的主回路中，輔助接點(diǎn)設(shè)于控制回路中，并在不同轉(zhuǎn)矩檔位的控制回路中采用互鎖接線(xiàn)。
6.按權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制器，其特征在于:整體安裝于機(jī)箱中，該機(jī)箱采用密封結(jié)構(gòu)，門(mén)邊設(shè)有密封條，采用防盜鎖，柜門(mén)合頁(yè)隱藏于機(jī)箱內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H02P25/16GK204068803SQ201420397846
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】趙樹(shù)東, 陶德楠, 王平生 申請(qǐng)人:盤(pán)錦三和采油裝備科技開(kāi)發(fā)有限公司