CN102045023A - 一种新型多功能节能油田抽油机用变频控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型多功能节能油田抽油机用变频控制装置，该装置设有控制柜和设置在控制柜内的隔离接触器、控制电机接触器(工频)、控制电机轴流风机接触器、断路器、控制回路断路器、控制变频器断路器、变频器、PLC、上限位传感器、下限位传感器、电机参数显示器、工频指示灯、变频指示灯、控制轴流风机转换开关、工频/变频转换开关、电机工频启动按钮、隔离接触器启动按钮、隔离接触器停止按钮、变频器运行按钮、电机工频停止按钮、速度调节电位器。该装置控制功能齐全，成本低，故障率低，自动化程度高，节能的油田抽油机用变频控制装置。特别适用油田抽油机用或其它冲击负载场合使用。

Description

一种新型多功能节能油田抽油机用变频控制装置

技术领域：

本发明涉及一种抽油机变频系统的改进，具体地说是一种新型多功能节能油田抽油机用变频控制装置。

背景技术：

电动机的用电量占全国的总用电的50％以上，因此电动机系统能效水平的提高将可节约大量的电量对国民经济建设、环境保护、节约能源都有积极作用，世界各国目前对电动机系统节能均高度重视，目前抽油机是油田开采的主要机械，其用电量占油田总用电的40％以上，而且系统效率很低。众所周知，抽油机负载是时变负载，有动、静负载特性之分，起动时其起动转矩是实际负载的3～4倍，当选用普通电动机时，选用较大起动转矩则必然与负载率不匹配，负载时功率远低于起动时功率，即所谓“大马拉小车”。过大的电动机功率必然使抽油机相对无功率功率增加，造成电费成本居高不下，能源浪费。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是为了克服上述现有技术的不足，提供一种新型多功能节能的油田抽油机用变频控制装置。该装置由控制柜，断路器、控制电机接触器(工频)、控制变频器接触器、控制电机轴流风机接触器、控制回路断路器、变频器、PLC、电机参数显示器、传感器、控制按钮、转换开关等组成。其特征在于由PLC控制变频器的运行，变频器运行后控制电机的启动或停止以及正常运行，当电机正常运行后，安装在抽油机上的上限位传感器和下限位传感器分别检测到不同的信号并且把信号传送给PLC，PLC根据接收到的不同信号进行处理，并根据处理结果控制变频器，变频器接受到PLC的信号后进而控制电机以上冲程和下冲程不同的转速带动抽油机运转。该装置成本低，自动化程度高、故障率低、能自动调整转速，从而自动调整系统的功率因数以达到节能的目的。特别适用油田抽油机上使用。

本发明可以通过如下措施达到：

一种新型多功能节能油田抽油机用变频控制装置，该装置设有控制柜和设置在控制柜内的隔离接触器、控制电机接触器(工频)、控制电机轴流风机接触器、断路器、控制回路断路器、控制变频器断路器、变频器、PLC、上限位传感器、下限位传感器、电机参数显示器、工频指示灯、变频指示灯、控制轴流风机转换开关、工频/变频转换开关、电机工频启动按钮、隔离接触器启动按钮、隔离接触器停止按钮、变频器运行按钮、电机工频停止按钮、速度调节电位器。

其主要特征在于该装置设有变频和工频两种运行方式，首先对变频器进行电流，电压、频率、多段速和各种保护参数的设定。启动隔离接触器使其和工频电源隔离，运行变频器调整速度电位器让电机工作在所需的转速范围内。大家都知道油田抽油机用电机大都工作在两种不同的工作状态，上冲程是工作在电动状态，下冲程工作在电磁制动状态，因此当抽油机运行到上死点时安装在抽油机上的上限位传感器将信号发送给PLC，PLC经过处理控制变频器以第二段速输出来控制电机运行。当安装在抽油机上的下限为传感器将信号发送给PLC，PLC经过处理控制变频器以第一段速输出来控制电机运行，以此循环以保证抽油机电机一直工作在电动状态下，从而使整个抽油机用变频控制装置工作在较高的效率和平均功率因数下，并且抽油机在上冲程和下冲程过程中电动机一直工作在电动状态可使抽油机的效率大幅提高，因此使用该装置可以大幅的节约电能。由于该装置可使电动机一直工作电动状态，可以节省制动回馈单元，使制造成本大幅降低，又避免向电网回馈含谐波高的电能以污染电网。同时考虑抽油机大部分都是在野外工作，需要大量的人力物力对其管理，因此该变频装置还设有手动和自动工频运行功能，当变频器一旦发生故障时，变频器故障指令输出动作，变频装置通过PLC的控制自动转换到工频运行，很好的解决了以往经常停机的状况。由于采用了PLC和变频器还可以使每个抽油机与上位计算机通讯，实时监控进行统一管理。该新型多功能节能变频控制装置具有控制功能齐全，成本低、故障率低、自动化程度高、高效节能。特别适用油田抽油机用或其它冲击负载合使用。

附图说明：

附图是本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图所示，一种新型多功能节能油田抽油机用变频控制装置，设有控制柜1和设置在控制柜1内的隔离接触器2、控制电机接触器(工频)3、控制电机轴流风机接触器4、断路器5、控制回路用断路器6、控制变频器接触器7、变频器8、PLC 9、屏蔽电缆10、上限位传感器11、下限为传感器12、工频指示灯13、电机参数显示器14、变频指示灯15、控制轴流风机转换开关16、工频/变频转换开关17、电机工频启动按钮18、隔离接触器启动按钮19、变频器运行按钮20、电机工频停止按钮21、隔离接触器停止按钮22、速度调节电位器23。

该装置主要特征一：合上控制柜内的断路器、控制回路断路器，控制电机轴流风机接触器吸合电机轴流风机运转，同时PLC上电。按下隔离接触器启动按钮，隔离接触器吸合、变频器和工频电源隔离。将工频/变频转换开关转向变频位置，按变频器运行按钮，变频器开始运行，调节速度电位器使电机工作在所需的转速以保证抽油机按要求的冲次工作。当抽油机运行到上死点时安装在抽油机上的上限位传感器将信号发送给PLC，PLC经过处理控制变频器以第二段速输出来控制电机运行。当安装在抽油机上的下限为传感器将信号发送给PLC，PLC经过处理控制变频器以第一段速输出来控制电机运行，以此循环以保证抽油机电机一直工作在电动状态下，从而使整个抽油机用变频控制装置工作在较高的效率和平均功率因数下，并且抽油机在上冲程和下冲程过程中电动机一直工作在电动状态可使抽油机的效率大幅提高，因此使用该装置可以大幅的节约电能。由于该装置可使电动机一直工作电动状态，可以节省制动回馈单元，使制造成本大幅降低，又避免向电网回馈含谐波高的电能以污染电网。

该装置主要特征二：油田抽油机大部分都是在野外工作，需要大量的人力物力对其管理，因此该变频装置还设有手动和自动工频运行功能。将工频/变频转换开关转向工频位置，按电机工频启动按钮，控制电机接触器(工频)吸合，电机以工频运行，按电机工频停止按钮，电机停止运行。同时当变频器一旦发生故障时，变频器故障指令输出动作，变频装置通过PLC的控制自动转换到工频运行，很好的解决了以往经常停机的状况。由于采用了PLC和变频器还可以使每个抽油机与上位计算机通讯，实时监控进行统一管理。该新型多功能节能变频控制装置具有控制功能齐全，成本低、故障率低、自动化程度高、高效节能。特别适用油田抽油机用或其它冲击负载场合使用。

Claims (3)

1.一种新型多功能节能油田抽油机用变频控制装置，该装置设有控制柜和设置在控制柜内的隔离接触器、控制电机接触器(工频)、控制电机轴流风机接触器、断路器、控制回路断路器、控制变频器断路器、变频器、PLC、上限位传感器、下限位传感器、电机参数显示器、工频指示灯、变频指示灯、控制轴流风机转换开关、工频/变频转换开关、电机工频启动按钮、隔离接触器启动按钮、隔离接触器停止按钮、变频器运行按钮、电机工频停止按钮、速度调节电位器。

2.一种新型多功能节能油田抽油机用变频控制装置，该装置设有变频功能，首先对变频器进行电流，电压、频率、多段速和各种保护参数的设定。启动隔离接触器使其和工频电源隔离，运行变频器调整速度电位器让电机工作在所需的转速范围内。大家都知道油田抽油机用电机大都工作在两种不同的工作状态，上冲程是工作在电动状态，下冲程工作在电磁制动状态，因此当抽油机运行到上死点时安装在抽油机上的上限位传感器将信号发送给PLC，PLC经过处理控制变频器以第二段速输出来控制电机运行。当安装在抽油机上的下限为传感器将信号发送给PLC，PLC经过处理控制变频器以第一段速输出来控制电机运行，以此循环以保证抽油机电机一直工作在电动状态下，从而使整个抽油机用变频控制装置工作在较高的效率和平均功率因数下，并且抽油机在上冲程和下冲程过程中电动机一直工作在电动状态可使抽油机的效率大幅提高，因此使用该装置可以大幅的节约电能。由于该装置可使电动机一直工作电动状态，可以节省制动回馈单元，使制造成本大幅降低，又避免向电网回馈含谐波高的电能以污染电网。

3.一种新型多功能节能油田抽油机用变频控制装置，该装置设有工频功能。考虑抽油机大部分都是在野外工作，需要大量的人力物力对其管理，因此该变频装置还设有手动和自动工频运行功能，当变频器一旦发生故障时，变频器故障指令输出动作，变频装置通过PLC的控制自动转换到工频运行，很好的解决了以往经常停机的状况。由于采用了PLC和变频器还可以使每个抽油机与上位计算机通讯，实时监控进行统一管理。

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