RU61066U1 - Система электропривода погружной насосной установки и станция управления электроприводом - Google Patents
Система электропривода погружной насосной установки и станция управления электроприводом Download PDFInfo
- Publication number
- RU61066U1 RU61066U1 RU2006118159/22U RU2006118159U RU61066U1 RU 61066 U1 RU61066 U1 RU 61066U1 RU 2006118159/22 U RU2006118159/22 U RU 2006118159/22U RU 2006118159 U RU2006118159 U RU 2006118159U RU 61066 U1 RU61066 U1 RU 61066U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric drive
- pump installation
- submersible pump
- inverter
- electric motor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Группа полезных моделей относится к области электротехники, в частности, к системам электропривода погружных насосных установок, используемых при нефтедобыче, и к станциям управления такими установками. Система электропривода погружной насосной установки состоит из погружного вентильного электродвигателя, подключенного к источнику переменного тока через последовательно соединенные выпрямитель, импульсным стабилизатором постоянного тока с индуктивным фильтром, инвертор, повышающий трансформатор и кабельную линию. Станция управления электроприводом погружной насосной установки с вентильным электродвигателем состоит из последовательно соединенных блока ввода с коммутационной арматурой, импульсного стабилизатора постоянного тока с индуктивным фильтром, выпрямителя и инвертора. Технический результат, достигаемый системой электропривода, заключается в получении оптимальных регулировочных характеристик этой системы, позволяющих решить задачу адаптации погружной насосной установки к изменяющимся условиям работы пласта, а технический результат, достигаемый станцией управления, заключается в упрощении ее конструкции. 2 н.п. ф-лы., 1 илл.
Description
Область техники, к которой относится группа полезных моделей
Группа полезных моделей относится к области электротехники, в частности, к системам электропривода погружных насосных установок, используемых при нефтедобыче, и к станциям управления такими установками.
Уровень техники
Из уровня техники известны системы электропривода погружных насосных установок, используемых при нефтедобыче, включающие погружной асинхронный электродвигатель, подключенный к источнику переменного тока через последовательно соединенные станцию управления, повышающий трансформатор и кабельную линию (А.А.Богданов "Погружные центробежные насосы для добычи нефти", Москва, изд. "Недра", 1968, стр.226-243, рис.169, 172, 173, 174).
Недостатком данных систем электропривода является то, что при их использовании сложно создать погружную насосную установку, режим работы которой мог бы подстраиваться под возможности конкретной скважины. В асинхронном электродвигателе скорость вращения вала всегда меньше частоты питания на величину скольжения, которая в свою очередь зависит от тока нагрузки, а следовательно по частоте питания нельзя однозначно судить о скорости вращения электродвигателя. В асинхронном электродвигателе момент и cosφ имеют ярко выраженный нелинейный характер, поэтому для определения нагрузки и мощности на валу требуется создание математических моделей, в которых возможный разброс длины кабеля и передаточного отношения трансформатора может привести к значительной погрешности. Управление электродвигателем в таких системах осуществляется от источника напряжения на базе электролитических конденсаторов, а необходимый закон управления напряжением на электродвигателе обеспечивается инвертором с широтно-импульсной модуляцией силовыми ключами, поэтому такая система требует установки фильтров во входных и выходных цепях станции управления.
Наиболее близким аналогом заявленной системы электропривода и станции управления электроприводом является система электропривода погружной насосной установки включающая погружной вентильный электродвигатель, подключенный к источнику переменного тока через последовательно соединенные согласующий трансформатор, выпрямитель,
сглаживающий фильтр, транзисторный защитный ключ, инвертор с широтно-импульсной модуляцией, повышающий трансформатор и кабельную линию. При этом станции управления электроприводом включает в себя последовательно соединенные блок ввода с коммутационной арматурой и согласующим трансформатором, выпрямитель, сглаживающий фильтр, транзисторный защитный ключ и инвертор (см. патент RU 367750 U1 кл. Н 02 М 5/12 публ. 20.03.2004).
Недостатком этой системы электропривода является то, что, несмотря на использование вентильного электродвигателя, управление электродвигателем осуществляется как и у асинхронных электродвигателе при помощи источника напряжения, а необходимый закон управления электродвигателем обеспечивается инвертором с широтно-импульсной модуляцией силовыми ключами и эта система тоже требует использования дополнительных элементов (согласующего трансформатора, сглаживающего фильтра, защитного ключа) в цепях станции управления.
Задача, на решение которой направлены предлагаемые полезные модели, заключается в создании системы электропривода погружных насосных установок, используемых при нефтедобыче, которая бы обладала регулировочными характеристиками, обеспечивающими управление погружной насосной установкой с адаптацией режима ее работы к реальным возможностям пласта.
Сущность полезных моделей
Технический результат, достигаемый системой электропривода, заключается в получении оптимальных регулировочных характеристик этой системы, а технический результат, достигаемый станцией управления, заключается в упрощении ее конструкции.
Указанные технические результаты достигается за счет того, что система электропривода погружной насосной установки включающая погружной вентильный электродвигатель, подключенный к источнику переменного тока через последовательно соединенные выпрямитель, инвертор, повышающий трансформатор и кабельную линию, снабжена установленным между выпрямителем и инвертором управляемым по скорости вращения электродвигателя импульсным стабилизатором постоянного тока с индуктивным фильтром, а станция управления электроприводом включающая последовательно соединенные блок ввода с коммутационной арматурой, выпрямитель и инвертор снабжена установленным между выпрямителем и инвертором управляемым по скорости вращения электродвигателя импульсным стабилизатором постоянного тока с индуктивным фильтром.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели
На рисунке представлена принципиальная схема системы электропривода и диаграммы тока в различных ее частях.
Системы электропривода погружной насосной установки состоит из погружного вентильного электродвигателя 6, который подключен к источнику
переменного тока (на схеме не показан) через последовательно соединенные полупроводниковый выпрямитель 1, управляемый по скорости вращения электродвигателя импульсный стабилизатор постоянного тока 2 с индуктивным фильтром, инвертор 3, повышающий трансформатор 4 и кабельную линию 5. Станция управления электроприводом 7 включает в себя последовательно соединенные блок ввода с коммутационной арматурой (на схеме не показан), полупроводниковый выпрямитель 1, управляемый по скорости вращения электродвигателя импульсный стабилизатор постоянного тока 2 с индуктивным фильтром и инвертор 3.
Как видно из приведенных на рисунке диаграмм, основанных на реальных осциллограммах, токи в заявляемой системе электропривода постоянны по амплитуде, как и в коллекторной машине постоянного тока, чем и обусловлены ее преимущества. Поскольку во входной и выходной цепи управления протекают токи постоянные по амплитуде не требуется установка дополнительных фильтров, а питание электродвигателя постоянным по амплитуде током обеспечивает получение наилучших регулировочных характеристик системы.
Экспериментально установлено, что частота питания электродвигателя и скорость вращения вала совпадают во всем диапазоне нагрузок поэтому, замеряя частоту переключения фаз, можно однозначно определить скорость вращения вала электродвигателя.
В вентильном электродвигателе величина момента (Мдв) определяется известным уравнением:
Мдв=К*Фдв*Iдв
где: К - коэффициент пропорциональности;
Фдв - поток, создаваемый магнитами;
Iдв - ток якоря.
Из этого уравнения следует, что момент на валу электродвигателя пропорционален току (Iдв). Экспериментальное определение момента на валу электродвигателя при изменении тока (от тока холостого хода - 2,4 А до номинального тока - 25 А), показало, что поток (Фдв) практически не зависит от реакции тока якоря (Iдв) и момент имеет линейную зависимость от тока. Величина тока может быть зафиксирована станцией управления с точностью 0,1 А, а следовательно момент может быть зарегистрирован с погрешностью не превышающей 0,4%.
Экспериментальное определение зависимости мощности и cosφ от тока нагрузки у заявляемой системы электропривода показало, что cosφ у близок к 1 и на характеристику мощности практически не влияет. Мощность двигателя, пропорциональная произведению момента и скорости вала двигателя, имеет тот же характер зависимости от тока нагрузки, что и момент. Поскольку момент имеет линейную зависимость от тока, то и величина мощности на валу электродвигателя имеет линейную зависимости от тока и может быть точно определена по току нагрузки и скорости вращения вала электродвигателя.
Испытания погружных установок с центробежными и винтовыми насосами, оснащенных заявляемой системой электропривода и анализ их работы показал, что наличие трансформатора и кабельной линии не приводит к искажению формы тока электродвигателя и позволяет по величине тока и скорости довольно точно определить момент и мощность на валу двигателя, а следовательно и мощность на валу насоса.
Изменение мощности на валу насоса является первой реакцией системы на изменение характеристики пласт-насос, а следовательно изменение тока и мощности на валу электродвигателя, служит самым первым сигналом об изменении условий работы пласта. Задача адаптации погружной насосной установки к новым условиям работы пласта может быть решена за счет изменения частоты вращения электродвигателя или за счет изменения времени включения и отключения установки. Возможность плавного изменения частоты вращения и разгона вентильного электродвигателя и неограниченные возможности полупроводниковых ключей по количеству пусков и остановов электродвигателя, позволяют с помощью станции управления подобрать режим, который обеспечивает максимальный отбор пластовой жидкости, исходя из реальных возможностей пласта.
Claims (2)
1. Система электропривода погружной насосной установки, включающая погружной вентильный электродвигатель, подключенный к источнику переменного тока через последовательно соединенные выпрямитель, инвертор, повышающий трансформатор и кабельную линию, отличающаяся тем, что она снабжена установленным между выпрямителем и инвертором управляемым по скорости вращения электродвигателя импульсным стабилизатором постоянного тока с индуктивным фильтром.
2. Станция управления электроприводом погружной насосной установки с вентильным электродвигателем, включающая последовательно соединенные блок ввода с коммутационной арматурой, выпрямитель и инвертор, отличающаяся тем, что она снабжена установленным между выпрямителем и инвертором управляемым по скорости вращения электродвигателя импульсным стабилизатором постоянного тока с индуктивным фильтром.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006118159/22U RU61066U1 (ru) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Система электропривода погружной насосной установки и станция управления электроприводом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006118159/22U RU61066U1 (ru) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Система электропривода погружной насосной установки и станция управления электроприводом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU61066U1 true RU61066U1 (ru) | 2007-02-10 |
Family
ID=37862994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006118159/22U RU61066U1 (ru) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | Система электропривода погружной насосной установки и станция управления электроприводом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU61066U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2673477C2 (ru) * | 2013-12-30 | 2018-11-27 | Кэмерон Текнолоджиз Лимитед | Система винтового насоса с гидромуфтой |
-
2006
- 2006-05-26 RU RU2006118159/22U patent/RU61066U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2673477C2 (ru) * | 2013-12-30 | 2018-11-27 | Кэмерон Текнолоджиз Лимитед | Система винтового насоса с гидромуфтой |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103259487B (zh) | 变频器控制电机的方法和变频器 | |
CN106787988A (zh) | 一种无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法 | |
US9985565B2 (en) | Sensorless motor drive vector control with feedback compensation for filter capacitor current | |
CA2529458A1 (en) | Drive circuit and electric motor for submersible pumps | |
CA2740401C (en) | Predictive pulse width modulation for an open delta h-bridge driven high efficiency ironless permanent magnet machine | |
Hussain et al. | A control method for linear permanent magnet electric submersible pumps in a modified integrated drive-motor system | |
RU61066U1 (ru) | Система электропривода погружной насосной установки и станция управления электроприводом | |
CN104253534A (zh) | 借部分功率控制的升压型直流电能输出控制电路装置 | |
CN104506049B (zh) | 一种抑制逆变电源输出电压瞬态波动的装置的控制方法 | |
CN105141200A (zh) | 一种永磁同步电机的驱动电路及驱动方法 | |
Bachchhav et al. | Energy conservation by energy efficient drive | |
CN209458055U (zh) | 直驱型海浪发电机的最大负载功率跟踪控制装置 | |
Benhaddadi et al. | Energy efficiency electric Premium motor-driven systems | |
Gandhi et al. | Simulation of PWM inverter for VFD application Using MATLAB | |
CN105048804B (zh) | 用于具有高电流需求的小型耗电器的电容器式电源 | |
Umadi et al. | Dc Motor Speed Control Using Microcontroller | |
CN103199768A (zh) | 交流异步电机有级变频起动方法和控制器 | |
Mwanza et al. | Motor Speed Control Kits Using a Microcontroller. | |
RU136261U1 (ru) | Электропривод постоянного тока с экстремальным управлением | |
Burman et al. | Design an Efficient Cuk Converter for a BLDC Motor Drive | |
Prathap et al. | Implementation of FPGA based DPWM-Digital PI closed loop controller for voltage regulation | |
CN102227095A (zh) | 高效率的航空发动机专用电源系统 | |
RU2589719C1 (ru) | Способ регулирования возбуждения асинхронных вентильных генераторов | |
CN205725552U (zh) | 变频器远控调速电路 | |
RU2116517C1 (ru) | Способ регулирования скорости асинхронного двигателя центробежного гидравлического насоса и трехфазный преобразователь напряжения для его реализации |