CN210297589U - 一种pmdc永磁电机自适应控制柜 - Google Patents
一种pmdc永磁电机自适应控制柜 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种PMDC永磁电机自适应控制柜，设计永磁电机控制领域，箱体内部固定有隔板，隔板将箱体内部分成两个空间，隔板的前后两个端面上均固定有横板和竖板，横板和竖板将隔板的前后两个端面分别分割成四块区域，每块区域内都固定有一安装板，安装板上分别固定有电路元器件，电路元器件组成控制系统，箱体的侧面固定有控制盒，控制系统包括控制器，控制器分别于CPU集成控制模块相电连接。本实用新型对于退磁的抽油机永磁电机能够识别永磁电机退磁状态，对其作出对应的自动智能控制，能够充分挖掘永磁电机的优势性能，使其运行于高效区间，维持0.95以上的超高功率因数和超高的效率，同时也延长了永磁电动机的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及永磁电机控制领域，尤其涉及一种PMDC永磁电机自适应控制柜。
背景技术
永磁电动机的运行性能对电源电压非常敏感。在供电电压发生偏差情况下，其运行性能显著变坏。油田的供电线路一般长达十余千米甚至几十千米，其首末端电压会有显著差别。还有电力系统的运行方式、供电阻抗和有功与无功负荷的变化都导致了供电电压产生相应的波动，据大面积跟踪测量统计，油田供电电压的变化，相对于额定电压的偏差基本上在±10％的范围。这就造成了相关永磁电机运行电压与其自身的空载反电势出现显著差别，而导致功率因数及效率显著降低。PMDC永磁电机自适应控制柜，能够自动快速识别优化控制永磁电动机运行时的电源电压，当其与永磁电机感应电压不匹配时，对电源电压进行调节，从而为永磁电动机提供最佳的运行电压，保证永磁电动机随时处于经济运行状态。使永磁电动机在电压偏差情况下，也能具有很高的功率因数和效率。同时能够保持永磁电动机的最佳运行性能，延长永磁电动机的使用寿命。
油田抽油机配套的常规结构的永磁电机由于永磁体设计与材料方面的因素、牵入转矩较小、保护设置不规范导致缺相运行、运行方式不当导致异常大的电流、启动电流大、结构不合理出现局部过热等永磁电机设计制造使用原因，还有永磁体自身原因(时效退磁、化学退磁、机械退磁、温度退磁以及反向磁场退磁)都会导致永磁电机退磁，从而降低了其空载反电势，由此造成了永磁电机运行性能变差，运行功率因数低下。
实用新型内容
本实用新型提出了一种PMDC永磁电机自适应控制柜。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种PMDC永磁电机自适应控制柜，包括箱体，所述箱体前后两个端面上各开一口，所述箱体前端的开口上可旋转的安装有前门，所述箱体后端的开口上可旋转的安装有后门，所述箱体内部固定有隔板，所述隔板将箱体内部分成两个空间，所述隔板的前后两个端面上均固定有横板和竖板，所述横板和所述竖板将隔板的前后两个端面分别分割成四块区域，每块所述区域内都固定有一安装板，所述安装板上分别固定有电路元器件，所述电路元器件组成控制系统，所述箱体的侧面固定有控制盒，所述控制盒内装有启停开关和节能控制开关，所述控制系统包括控制器，所述控制器分别于CPU集成控制模块、数采模块、数据传输模块、触发驱动模块和电源模块相电连接。
进一步的，所述箱体上端固定有箱盖。
进一步的，所述箱盖上端固定有锥状箱顶。
进一步的，所述箱体底部的每个角上固定有一支腿。
进一步的，所述箱体的侧面设有若干散热孔。
进一步的，所述数据传输模块通过无线进行远距离数据传输。
进一步的，所述数采模块用于采集电动机运行过程中的电压、电流及功率。
进一步的，所述触发驱动模块用于进行开机判断。
进一步的，所述前门与所述后门均通过合页安装在箱体上。
进一步的，所述前门与所述后门上均设有把手，所述前门与所述后门可通过钥匙锁进行锁死。
进一步的，所述隔板前端的一安装板上固定有调压装置，所述调压装置采用低容量的补偿变压器，所述补偿变压器包括双绕组变压器，所述补偿变压器的次级线圈与电机定子绕组之间正反串接。
有益之处：本实用新型对于退磁的抽油机永磁电机能够识别永磁电机退磁状态，对其作出对应的自动智能控制，能够充分挖掘永磁电机的优势性能，使其运行于高效区间，维持0.95以上的超高功率因数和超高的效率，同时也延长了永磁电动机的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的主视结构示意图；
图2为本实用新型的后视结构示意图；
图3为本实用新型图1的右视结构示意图；
图4为本实用新型图1去掉前门时的结构示意图；
图5为本实用新型图2去掉后门时的结构示意图；
图6为本实用新型的控制系统示意图；
图7为本实用新型中的调压装置的电压补偿装置中的双绕组变压器结构图。
图中：1箱体，2箱盖，3箱顶，4前门，5支腿，6控制盒，7 后门，8散热孔，9启停开关，10节能控制开关，11隔板，12竖板， 13横板，14安装板，15安装孔，16控制器，17CPU集成控制模块， 18触发驱动模块，19数采模块，20电源模块，21数据传输模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1：
参照图1-2，一种PMDC永磁电机自适应控制柜，包括箱体1，所述箱体1前后两个端面上各开一口，所述箱体1前端的开口上可旋转的安装有前门4，所述箱体1后端的开口上可旋转的安装有后门7，所述箱体1内部固定有隔板11，所述隔板11将箱体1内部分成两个空间，所述隔板11的前后两个端面上均固定有横板13和竖板12，所述横板13和所述竖板12将隔板11的前后两个端面分别分割成四块区域，每块所述区域内都固定有一安装板14，所述安装板14上分别固定有电路元器件，所述电路元器件组成控制系统，所述箱体1的侧面固定有控制盒6，所述控制盒6内装有启停开关9和节能控制开关10，参照图5，所述控制系统包括控制器16，所述控制器16分别于CPU集成控制模块17、数采模块19、数据传输模块21、触发驱动模块18和电源模块20相电连接。所述箱体1上端固定有箱盖2。所述箱盖2上端固定有锥状箱顶3。所述箱体1底部的每个角上固定有一支腿5。所述箱体1的侧面设有若干散热孔8。所述数据传输模块21通过无线进行远距离数据传输。所述数采模块19用于采集电动机运行过程中的电压、电流及功率。所述触发驱动模块18用于进行开机判断。
本实用新型对于退磁的抽油机永磁电机能够识别永磁电机退磁状态，对其作出对应的自动智能控制，能够充分挖掘永磁电机的优势性能，使其运行于高效区间，维持0.95以上的超高功率因数和超高的效率，同时也延长了永磁电动机的使用寿命。
对于温差较大的地区，例如新疆的吐哈油田，克拉玛依油田，夏天极热，地表温度高达70℃，冬天极寒，地表温度低至-35℃，磁钢磁能变化造成其空载反电势发生变化，也造成了永磁电机性能急剧波动。PMDC永磁电机自适应控制柜，识别永磁电机的性能状态，对其作出对应的自动智能控制，使其恒定运行于高效区间，维持0.95以上的超高功率因数和超高的效率，同时也延长了永磁电动机的使用寿命。
本实用新型的控制系统包括四大功能控制模块(CPU集成控制模块、数采模块19、触发驱动模块18、电源模块20)实现了一体化设计，使得装置的运行维护和更换更加方便，同时使得对现场运行维护人员的要求更加简单化。CPU集成控制模块实现对电动机的各种输入数据(信号)进行计算处理，并根据计算结果诊断出永磁电动机当前的运行状态，自动调节输出电压，依次实现自动监测、自动跟踪、自动调控，为永磁电动机提供最佳的运行电压，确保抽油机永磁电动机始终处于高效经济运行状态。应用PMDC永磁电机自适应控制柜对油田已有的抽油机永磁电机进行升级改造，可使抽油机运行功率因数始终保持在0.95以上，综合节电率可达20％以上。
实施例2：
参照图1-5，一种PMDC永磁电机自适应控制柜，包括箱体1，所述箱体1前后两个端面上各开一口，所述箱体1前端的开口上可旋转的安装有前门4，所述箱体1后端的开口上可旋转的安装有后门7，所述箱体1内部固定有隔板11，所述隔板11将箱体1内部分成两个空间，所述隔板11的前后两个端面上均固定有横板13和竖板12，所述横板13和所述竖板12将隔板11的前后两个端面分别分割成四块区域，每块所述区域内都固定有一安装板14，所述安装板14上设有若干用于固定电路元器件的安装孔15，所述安装板14上分别固定有电路元器件，所述电路元器件组成控制系统，所述箱体1的侧面固定有控制盒6，所述控制盒6内装有启停开关9和节能控制开关10，参照图5，所述控制系统包括控制器16，所述控制器16分别于CPU 集成控制模块17、数采模块19、数据传输模块21、触发驱动模块18 和电源模块20相电连接。所述箱体1上端固定有箱盖2。所述箱盖2 上端固定有锥状箱顶3。所述箱体1底部的每个角上固定有一支腿5。所述箱体1的侧面设有若干散热孔8。所述数据传输模块21通过无线进行远距离数据传输。所述数采模块19用于采集电动机运行过程中的电压、电流及功率。所述触发驱动模块18用于进行开机判断。所述前门4与所述后门7均通过合页安装在箱体1上。所述前门4与所述后门7上均设有把手，所述前门4与所述后门7可通过钥匙锁进行锁死。
双绕组变压器的每相包括原边绕组和副边绕组，由于稀土永磁电动机的三相定子绕组是对称的，因此，三相变压器的每相与每相定子绕组的连接也是对称的。
如图7所示，三相变压器的A相包括A相原边绕组和A相副边绕组。其中A相原边绕组的同名端是A4，A相副边绕组的同名端是 A1，A相原边绕组的异名端是X1，A相副边绕组的异名端是A3。A 相副边绕组带有中心抽头A2。
三相变压器的B相包括B相原边绕组和B相副边绕组。其中B 相原边绕组的同名端是B4，B相副边绕组的同名端是B1，B相原边绕组的异名端是Y1，B相副边绕组的异名端是B3。B相副边绕组带有中心抽头B2。
三相变压器的C相包括C相原边绕组和C相副边绕组。其中C 相原边绕组的同名端是C4，C相副边绕组的同名端是C1，C相原边绕组的异名端是Z1，C相副边绕组的异名端是C3。C相副边绕组带有中心抽头C2。
需要说明的是，图7中的三相变压器的副边绕组仅在中心位置有一个抽头，称为中心抽头。可以理解的是，副边绕组除了具有中心抽头以外，还可以具有多个抽头，为了方便描述，以下所有实施例中以副边绕组具有中心抽头为例进行描述，具有其他抽头时的连接关系与中心抽头相同，在此不再赘述。
本实施例中假设电源电压的额定值，以及双绕组变压器原边额定电压、稀土永磁电动机的额定电压都是380V，双绕组变压器的副边额定电压是电源电压额定值的8％。需要说明的是，三相定子绕组的连接是星形接法，末端连接在一起成为电动机的中性点。
本实用新型对于退磁的抽油机永磁电机能够识别永磁电机退磁状态，对其作出对应的自动智能控制，能够充分挖掘永磁电机的优势性能，使其运行于高效区间，维持0.95以上的超高功率因数和超高的效率，同时也延长了永磁电动机的使用寿命。
对于温差较大的地区，例如新疆的吐哈油田，克拉玛依油田，夏天极热，地表温度高达70℃，冬天极寒，地表温度低至-35℃，磁钢磁能变化造成其空载反电势发生变化，也造成了永磁电机性能急剧波动。PMDC永磁电机自适应控制柜，识别永磁电机的性能状态，对其作出对应的自动智能控制，使其恒定运行于高效区间，维持0.95以上的超高功率因数和超高的效率，同时也延长了永磁电动机的使用寿命。
本实用新型的控制系统包括四大功能控制模块(CPU集成控制模块、数采模块19、触发驱动模块18、电源模块20)实现了一体化设计，使得装置的运行维护和更换更加方便，同时使得对现场运行维护人员的要求更加简单化。CPU集成控制模块实现对电动机的各种输入数据(信号)进行计算处理，并根据计算结果诊断出永磁电动机当前的运行状态，自动调节输出电压，依次实现自动监测、自动跟踪、自动调控，为永磁电动机提供最佳的运行电压，确保抽油机永磁电动机始终处于高效经济运行状态。应用PMDC永磁电机自适应控制柜对油田已有的抽油机永磁电机进行升级改造，可使抽油机运行功率因数始终保持在0.95以上，综合节电率可达20％以上。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，包括箱体，所述箱体前后两个端面上各开一口，所述箱体前端的开口上可旋转的安装有前门，所述箱体后端的开口上可旋转的安装有后门，所述箱体内部固定有隔板，所述隔板将箱体内部分成两个空间，所述隔板的前后两个端面上均固定有横板和竖板，所述横板和所述竖板将隔板的前后两个端面分别分割成四块区域，每块所述区域内都固定有一安装板，所述安装板上分别固定有电路元器件，所述电路元器件组成控制系统，所述箱体的侧面固定有控制盒，所述控制盒内装有启停开关和节能控制开关，所述控制系统包括控制器，所述控制器分别于CPU集成控制模块、数采模块、数据传输模块、触发驱动模块和电源模块相电连接。
2.根据权利要求1所述的一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，所述箱体上端固定有箱盖。
3.根据权利要求2所述的一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，所述箱盖上端固定有锥状箱顶。
4.根据权利要求1所述的一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，所述箱体底部的每个角上固定有一支腿。
5.根据权利要求1所述的一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，所述箱体的侧面设有若干散热孔。
6.根据权利要求1所述的一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，所述数据传输模块通过无线进行远距离数据传输。
7.根据权利要求1所述的一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，所述数采模块用于采集电动机运行过程中的电压、电流及功率。
8.根据权利要求1所述的一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，所述触发驱动模块用于进行开机判断。
9.根据权利要求1所述的一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，所述前门与所述后门均通过合页安装在箱体上。
10.根据权利要求1所述的一种PMDC永磁电机自适应控制柜，其特征在于，所述隔板前端的一安装板上固定有调压装置，所述调压装置采用低容量的补偿变压器，所述补偿变压器包括双绕组变压器，所述补偿变压器的次级线圈与电机定子绕组之间正反串接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112689423A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-04-20 | 盐城工业职业技术学院 | 智能化的多功能机电控制设备 |
| CN113030729A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-06-25 | 山东凯信德电子科技有限公司 | 一种永磁电机退磁在线检测方法及系统 |
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- 2019-06-06 CN CN201920851170.9U patent/CN210297589U/zh active Active
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| CN113030729A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-06-25 | 山东凯信德电子科技有限公司 | 一种永磁电机退磁在线检测方法及系统 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: Room 303, 123 Qinhuangdao Road, Rizhao Economic Development Zone, Shandong Province Patentee after: RIZHAO ZHENGZE AUTOMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 276800 Shandong Province, Rizhao City Donggang District No. seven high tech electronic information industrial park Patentee before: RIZHAO ZHENGZE AUTOMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210926 Address after: 276800 1st floor, R & D building 2, service outsourcing base Park, 177 Gaoxin 6th Road, high tech Zone, Rizhao City, Shandong Province Patentee after: Yu Zhihua Address before: 276800 Room 303, No. 123, Qinhuangdao Road, Rizhao Economic Development Zone, Shandong Province Patentee before: RIZHAO ZHENGZE AUTOMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |