CN206559266U - 一种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，至少包括柜体，柜体内布置有控制单元及与其电连接的无线通讯模块、限位开关、供电电源、开关磁阻控制器、三相电参模块、电量测试模块，无线通讯模块连接天线，开关磁阻控制器依次电连接控制开关磁阻电机、抽油机，且还依次经滤波电抗器、三相电源断路器后与柜体外部的三相电源电连接，三相电参模块包括分别与三相电源连接和电量测试模块的电压互感器、电流互感器，抽油机上的载荷传感器和角位移传感器通过无线传输将数据传送给控制单元，该实用新型将开关磁阻电机控制系统与数字化抽油机控制系统相结合，解决抽油机控制系统效率偏低、能耗偏高的问题。

Description

一种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜

技术领域

本实用新型涉及油井机械采油设备领域，具体涉及一种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜。

背景技术

数字化抽油机是针对目前数字化建设现场施工中安装工作量大、野外施工难度大、油田现场动火、动电危险度高、设备集成度低、各施工单位安装方式不统一等问题而研制的新产品。是在常规游梁式抽油机的基础上，增加了自动采集数据、自动调节平衡、自动调节冲次并能远程控制的抽油机，主要由抽油机本体、智能控制柜、一体化载荷位移传感器、平衡调节装置等组成。可实现对抽油机运行状态的参数采集与上传，具备抽油机现场和远程启停功能和抽油机平衡自动调节和冲次自动调节功能。从而有针对性的提高抽油机井的系统效率，从源头上节约能源。

目前数字化抽油机拖动电机主要以三相异步电动机为主，而抽油机负载是一种带有冲击性的交变载荷，使得电机装机功率大、而实际运行时负载率小，“大马拉小车”现象较为普遍，导致系统效率偏低、能耗偏高，这是三相异步电动机作为抽油机拖动电机固有的局限性。开关磁阻电机具有空载电流小、调速范围广、效率高、起动电流小、扭矩大等特点，作为抽油机拖动电机具有明显优势。由于开关磁阻电机的输出特性及优良的控制能力，将其作为数字化抽油机的拖动电机具有独特的技术优势。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服系统效率偏低、能耗偏高的问题，提供一种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜。

本实用新型的技术方案是提供了一种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，至少包括柜体，所述柜体内布置有控制单元以及与该控制单元电连接的无线通讯模块、限位开关、供电电源、开关磁阻控制器、三相电参模块、电量测试模块，所述无线通讯模块连接天线，所述开关磁阻控制器电连接控制开关磁阻电机，开关磁阻电机电连接控制抽油机，开关磁阻控制器还依次经滤波电抗器、三相电源断路器后与柜体外部的三相电源电连接，所述三相电参模块包括分别与三相电源连接的电压互感器、电流互感器，电压互感器和电流互感器还分别与电量测试模块电连接，柜体外部的抽油机上设有载荷传感器和角位移传感器，所述载荷传感器和角位移传感器通过无线传输将数据传送给控制单元。

所述开关磁阻控制器与控制单元之间通过继电器电连接。

所述开关磁阻控制器上设有操作面板，开关磁阻控制器还通过状态反馈模块与控制单元连接。

所述开关磁阻控制器上设有抽油机起停按钮。

所述控制单元还设有显示模块以及控制面板。

所述三相电源还连接有加热器。

所述三相电源还与设置在柜体内的散热风机电连接。

所述三相电源与三相电源断路器之间还布置有防雷模块。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜将开关磁阻电机控制系统与数字化抽油机控制系统相结合，开关磁阻电机具有空载电流小、调速范围广、效率高、起动电流小、扭矩大等特点，作为常规游梁式抽油机拖动电机具有明显优势，现场试验节能效果明显，该实用新型所述的控制柜实现了对抽油机的闭环控制，调参简便，易于实现自动化控制，具有一定的推广应用前景。与现有应用三相异步电动机加变频驱动的数字化抽油系统相比，具有低成本、高效节能，便于控制的特点。

(2)本实用新型提供的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜通过在开关磁阻控制器与控制单元之间电连接继电器，继电器用于控制开关磁阻电机的启停。

(3)本实用新型提供的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜通过在开关磁阻控制器上设操作面板，便于操作，开关磁阻控制器还通过状态反馈模块与控制单元连接，状态反馈模块主要是反应开关磁阻电机的运行或停止状态，从而传递给控制单元。

(4)本实用新型提供的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜通过在开关磁阻控制器上设有抽油机起停按钮，抽油机起停按钮控制开关磁阻电机停止和启动，控制开关磁阻电机正转运行或反转运行的，一般来说开关磁阻电机安装好后，抽油机起停按钮不再进行调整，冲次调节旋钮，通过控制开关磁阻电机转速来控制抽油机冲次。

(5)本实用新型提供的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜通过在控制单元上设有显示模块以及控制面板，便于操作与观测数据，控制面板上还有电源显示灯和故障显示灯，正常运转时电源显示灯亮，当设备存在故障时，故障显示灯亮。控制单元还有参数设置面板，用来输入皮带轮直径、减速箱减速比等参数，系统可将转速折算到冲次，设置开关磁阻电机8转速相应速度、制动电阻利用率等参数，显示模块并有显示屏显示，显示屏功能有显示输入的参数、电机运转的实时参数、故障编号等。

(6)本实用新型提供的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜通过在三相电源上连接加热器，对柜体进行辅助加热，避免因环境温度变化造成柜体内部产生凝露引起爬电、闪络事故。

(7)本实用新型提供的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜通过在三相电源上连接柜体内的散热风机电连接，对柜体内进行散热，避免柜体过热导致的设备故障。

(8)本实用新型提供的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜通过在三相电源与三相电源断路器之间布置有防雷模块，保护系统中各单元模块免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜的示意图。

附图标记说明：1、控制单元；2、无线通讯模块；3、限位开关；4、供电电源；5、开关磁阻控制器；6、三相电参模块；7、电量测试模块；8、开关磁阻电机；9、滤波电抗器；10、三相电源断路器；11、电压互感器；12、电流互感器；13、三相电源；14、载荷传感器；15、角位移传感器；16、继电器；17、操作面板；18、状态反馈模块；19、抽油机起停按钮； 20、显示模块；21、控制面板；22、加热器；23、散热风机；24、防雷模块。

具体实施方式

实施例1：

为了克服，本实施例提供了一种如图1所示的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，至少包括柜体，所述柜体内布置有控制单元1以及与该控制单元1电连接的无线通讯模块2、限位开关3、供电电源4、开关磁阻控制器5、三相电参模块6、电量测试模块7，所述无线通讯模块2连接天线，所述开关磁阻控制器5电连接控制开关磁阻电机8，开关磁阻电机8电连接控制抽油机，开关磁阻控制器5还依次经滤波电抗器9、三相电源断路器10后与柜体外部的三相电源13电连接，所述三相电参模块6包括分别与三相电源13连接的电压互感器11、电流互感器12，电压互感器11和电流互感器12还分别与电量测试模块7电连接，柜体外部的抽油机上设有载荷传感器14和角位移传感器15，所述载荷传感器14和角位移传感器15通过无线传输将数据传送给控制单元1。

本实用新型的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜的工作原理如下：

供电电源4对控制单元1进行供电，这里的控制单元1可以是现有模块CPU，亦或者是LPC控制板等，均是本行业公知的常识，在这里不作详细说明，电量测试模块7用来测试三相电源13的三相交流电压、电流、相位、频率、功率因数等参数，并将各参数信息反馈至控制单元1，电压互感器和电流互感器将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，保护电量测试模块7，控制单元1发送控制指令给开关磁阻控制器5，实现油井冲次自动调节、开关磁阻电机软启动和智能保护以及开关磁阻电机的制动，从而控制抽油机的运转，抽油机上的载荷传感器14和角位移传感器15通过无线传输将数据传送给控制单元1，无线通讯模块2将控制单元1内的数据信息发送至远程上位机，限位开关3属于电路的输入设备，它主要采集设备的运行状态，一般是到达规定的位置，输出一个通断信号给控制单元1，三相电源断路器10对电源线路及开关磁阻电机8实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，滤波电抗器9可以有效地吸收电网谐波，而且提高了系统的功率因数，对于系统的安全运行起到了较大的作用。

本实用新型的这种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜将开关磁阻电机控制系统与数字化抽油机控制系统相结合，开关磁阻电机具有空载电流小、调速范围广、效率高、起动电流小、扭矩大等特点，作为常规游梁式抽油机拖动电机具有明显优势，现场试验节能效果明显，该实用新型所述的控制柜实现了对抽油机的闭环控制，调参简便，易于实现自动化控制，具有一定的推广应用前景。与现有应用三相异步电动机加变频驱动的数字化抽油系统相比，具有低成本、高效节能，便于控制的特点。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，所述开关磁阻控制器5与控制单元1之间通过继电器16电连接，继电器用于控制开关磁阻电机的启停。

为了便于操作，所述开关磁阻控制器5上设有操作面板17，开关磁阻控制器5还通过状态反馈模块18与控制单元1连接，状态反馈模块18主要是反应开关磁阻电机8的运行或停止状态，从而传递给控制单元1。

进一步的，所述开关磁阻控制器5上设有抽油机起停按钮19，抽油机起停按钮19控制开关磁阻电机8停止和启动，控制开关磁阻电机8正转运行或反转运行的，一般来说开关磁阻电机8安装好后，抽油机起停按钮19不再进行调整，冲次调节旋钮，通过控制开关磁阻电机8转速来控制抽油机冲次。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，为了便于操作与观测数据，所述控制单元1还设有显示模块20以及控制面板21，控制面板21上还有电源显示灯和故障显示灯，正常运转时电源显示灯亮，当设备存在故障时，故障显示灯亮。控制单元1还有参数设置面板，用来输入皮带轮直径、减速箱减速比等参数，系统可将转速折算到冲次，设置开关磁阻电机8转速相应速度、制动电阻利用率等参数，显示模块20并有显示屏显示，显示屏功能有显示输入的参数、电机运转的实时参数、故障编号等。

所述三相电源13还连接有加热器22，加热器22可以对柜体进行辅助加热，为了避免因环境温度变化造成柜体内部产生凝露引起爬电、闪络事故。

所述三相电源13还与设置在柜体内的散热风机23电连接，散热风机23对柜体内进行散热，避免柜体过热导致的设备故障。

所述三相电源13与三相电源断路器10之间还布置有防雷模块24，防雷模块24可以保护系统中各单元模块免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏。

本实用新型中所涉及的模块，均是市场上成熟的模块，用于本系统中，其模块具体结构不作为保护范围，在本申请中不做详述。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，其特征在于：至少包括柜体，所述柜体内布置有控制单元（1）以及与该控制单元（1）电连接的无线通讯模块（2）、限位开关（3）、供电电源（4）、开关磁阻控制器（5）、三相电参模块（6）、电量测试模块（7），所述无线通讯模块（2）连接天线，所述开关磁阻控制器（5）电连接控制开关磁阻电机（8），开关磁阻电机（8）电连接控制抽油机，开关磁阻控制器（5）还依次经滤波电抗器（9）、三相电源断路器（10）后与柜体外部的三相电源（13）电连接；所述三相电参模块（6）包括分别与三相电源（13）连接的电压互感器（11）、电流互感器（12），电压互感器（11）和电流互感器（12）还分别与电量测试模块（7）电连接，柜体外部的抽油机上设有载荷传感器（14）和角位移传感器（15），所述载荷传感器（14）和角位移传感器（15）通过无线传输将数据传送给控制单元（1）。

2.如权利要求1所述的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，其特征在于：所述开关磁阻控制器（5）与控制单元（1）之间通过继电器（16）电连接。

3.如权利要求1所述的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，其特征在于：所述开关磁阻控制器（5）上设有操作面板（17），开关磁阻控制器还通过状态反馈模块（18）与控制单元（1）电连接。

4.如权利要求1所述的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，其特征在于：所述开关磁阻控制器（5）上设有抽油机起停按钮（19）。

5.如权利要求1所述的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，其特征在于：所述控制单元（1）还设有显示模块（20）以及控制面板（21）。

6.如权利要求1所述的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，其特征在于：所述三相电源（13）还连接有加热器（22）。

7.如权利要求1所述的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，其特征在于：所述三相电源（13）还与设置在柜体内的散热风机（23）电连接。

8.如权利要求1所述的开关磁阻电机驱动数字化抽油机控制柜，其特征在于：所述三相电源（13）与三相电源断路器（10）之间还布置有防雷模块（24）。