CN201038816Y - 抽油机双机拖动馈电式节能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及油井设备的控制系统，具体是一种抽油机双机拖动馈电式节能装置。该装置包括有连接在电源上的继电器KM1、KM2、KM3和延时继电器SJ，电源向各继电器输出的部分还连接有控制开关L，时间继电器的延时触点连接在继电器KM2的电源输入端；装置中还包括有一个主电机M1和一个辅助电机M2，它们分别通过KM1和KM2的触点与电源连接，KM2的触点连与辅助电机M2之间的电源输接点还经过继电器KM3的触点连接可控开关K，可控开关K分别控制励磁电装置和整流电路的通断，整流电路的输出部分连接到储能装置，储能装置经逆变器连接辅助电机M2。本实用新型能够提高抽油机驱动系统的功率因数、降低能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及油井设备的控制系统，具体是一种抽油机双机拖动馈电式节能装置。
背景技术
机械式抽油机的典型拖动方式是以一台电动机拖动变速箱，再由变速机械带动抽油机的平衡滑块，驱动抽油泵进行往复式运动实现抽油。由于滑块是做圆周运动，在滑块上行的过程中电机做功很大，而在滑块下行时，由于滑块的重力作用，此时电机做功很小，因而使电机出现做功不均蘅，运行效率低、无功损耗大、电能浪费严重的问题。而在抽油机的启动过程中，由于电机要提供很大的启动力矩才能使抽油机运转，因而抽油机的拖动电机被设计为实际运行功率的几倍，导致电机在实际运行中功率因数低(一般在0.25-0.4之间)，电力浪费严重。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够提高抽油机驱动系统的功率因数、降低电能消耗的抽油机双机拖动馈电式节能装置。
本实用新型的抽油机双机拖动馈电式节能装置包括有连接在电源上的继电器KM1、KM2、KM3和延时继电器SJ，电源向各继电器输出的部分还连接有控制开关L，控制开关L包括有可以进行切换的自动控制开关和手动控制开关，时间继电器的延时触点连接在继电器KM2的电源输入端；装置中还包括有一个主电机M1和一个辅助电机M2，主电机M1通过继电器KM1的触点与电源连接，辅助电机M2通过继电器KM2的触点与电源连接，由继电器KM2的触点连与辅助电机M2之间的电源输接点还经过继电器KM3的触点连接到可控开关K上，可控开关K分别控制励磁电装置和整流电路的通断，整流电路的输出部分连接到储能装置，储能装置的输出部分经过逆变器连接到辅助电机M2的电源输入部分。本实用新型的上述各个部分可以通过一个控制器控制其协调工作，控制器的电源输入部分通过控制器电源电路与电源连接，控制器的信号接收部分分别连接来自储能装置的信号和抽油机滑块位置检测信号，控制器的信号输出部分分别向控制开关L、可控开关K及逆变器输出控制信号。
本实用新型的优点是：
1、改变了当前机械式抽油机使用单个大功率电机拖动的现状，双电机拖动的总功率≤原来单台大功率电机拖动的总功率。双机拖动方案中，在系统进入主机运行过程时可比大功率单机运行节约25％的电能，电机的功率因数会从原来的0.25-0.4之间提高到0.9以上；
2、辅助电机所发出的电能是来源于抽油机滑块产生的重力势能，这个势能被转换成电能以后被回收并用于辅助电机的驱动，帮助主电机完成对抽油机滑块的上升运动，进一步降低主机的功耗。
3、辅助电机在启动过程结束以后是退出电网运行，因而馈电过程不产生谐波污染电网，与目前普遍采用的抽油机变频节能装置相比有更大的优点，除具有明显的节能效果以外还提高了电能质量，减小了由于主机产生大功率消耗造成的电网谐波情况，实现了均衡用电。
4、本发明所用的设备和元件均可使用常规的电器产品，不需要特别加工过程即可进行装配。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型实施例的线路图。
具体实施方式
如图1所示，本系统设有自动、手动和零位控制运行状态，第一：当设置在自动运行状态时，闭合电源主开关QF1和控制器电源开关QF2，使系统得电，此时控制器处于延时启动电机状态，同时可以对控制器进行手动设置，当延时时间到，闭合KM1和KM2启动主电机M1和辅助电机M2进入运行状态，此时延时继电器SJ得电进入延时状态，到达设定的延时时间时KM2断开，M2退出运行状态；第二：当设置在手动运行状态时，闭合电源主开关QF1和控制器电源开关QF2，使系统得电，此时按下手动启动开关，闭合KM1和KM2启动主电机M1和辅助电机M2进入运行状态，此时延时继电器SJ得电进入延时状态，到达设定的延时时间时KM2断开，M2退出运行状态；第三：当设置在零位运行状态时，电机不启动。
在系统运行到KM2断开，M2退出运行状态后，接触器KM3闭合，控制器检测滑块位置信号，如果滑块位置信号电平为0，表示此时滑块处于下降运行，滑块的重力势能被辅助电机M2转换为电能，电机M2处于发电状态，此时控制器发出命令打开可控开关K，接通励磁装置。此时电机M2发出的电通过整流电路对储能装置充电。
当控制器检测到滑块位置信号电平为1时表示此时滑块在做上升运行，此时关闭可控开关K，断开励磁装置，停止对储能装置充电；控制器发出命令启动逆变器，将储能装置储存的直流电能转换为三相交流电能输送给辅助电机M2，辅助电机M2此时作为电动机来帮助主电机M1推动滑块做上升运行，减少电机M1从电网吸收能量，电机M1功耗可降低50％左右；当控制器再次检测到滑块位置信号电平为0时，由控制器发出命令停止逆变器工作，再次进入电机M2发电对储能装置充电过程。系统进入充电-助推-充电循环运行状态。从而实现了抽油机双机启动，主机运行，辅机发电和助推的全过程。
如图2所示的实施例中，电机采用异步电机或永磁电机，主电机和辅助机的连接方式采用同轴或联轴结构，主电机和辅助电机可采用一体化双定子或双转子电机或者两台等功率或不等功率的异步电动机；
电机的励磁装置采用电容励磁方式；
该装置的运行方式为主电机和辅助电机同步启动，启动以后为主电机带动辅助电机，辅助电机可连续发电也可以间断发电，辅助电机在不发电时可作为电动机使用，所采用的电能来自辅助电机自身发电储存的能量；
装置中能量的转换为重力势能转换为三相交流电能，再把三相交流电能经过全桥整流转换为直流电能并贮存在超级电容或蓄电池中，回馈的电能是贮存在超级电容或蓄电池中的直流电能，通过逆变器或变频器将直流电能转换为三相交流电能回馈到辅助机，而不是回馈到主电机或电网；
滑块位置信号的取样可以采用以下几种方式：第一是根据主电机所消耗的电流变化及大小来判断当前滑块的位置；第二是安装霍尔开关，根据霍尔开关所提供的信号来判断当前滑块的位置；第三是将前两种方法同时使用来判断当前滑块的位置。
Claims (3)
1.一种抽油机双机拖动馈电式节能装置，其特征是：它包括有连接在电源上的继电器(KM1、KM2、KM3)和延时继电器(SJ)，电源向各继电器输出的部分还连接有控制开关(L)，时间继电器的延时触点连接在继电器(KM2)的电源输入端；装置中还包括有一个主电机(M1)和一个辅助电机(M2)，主电机(M1)通过继电器(KM1)的触点与电源连接，辅助电机(M2)通过继电器(KM2)的触点与电源连接，由继电器(KM2)的触点连与辅助电机(M2)之间的电源输接点还经过继电器(KM3)的触点连接到可控开关(K)上，可控开关(K)分别控制励磁电装置和整流电路的通断，整流电路的输出部分连接到储能装置，储能装置的输出部分经过逆变器连接到辅助电机(M2)的电源输入部分。
2.根据权利要求1所述的抽油机双机拖动馈电式节能装置，其特征是：控制开关(L)包括有可以进行切换的自动控制开关和手动控制开关。
3.根据权利要求1或2所述的抽油机双机拖动馈电式节能装置，其特征是：装置中有一个控制器，控制器的电源输入部分通过控制器电源电路与电源连接，控制器的信号接收部分分别连接来自储能装置的信号和抽油机滑块位置检测信号，控制器的信号输出部分分别向控制开关(L)、可控开关(K)及逆变器输出控制信号。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106837254A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-13 | 江苏恒瑞石油装备机械制造有限公司 | 单驱抽油机构 |
| CN109525147A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-26 | 贵州航天林泉电机有限公司 | 一种节能一柜双机控制电路 |
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2007
- 2007-01-26 CN CNU2007200338282U patent/CN201038816Y/zh not_active Expired - Fee Related
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