【正文】 的轉(zhuǎn)矩足以克服負(fù)載的靜轉(zhuǎn)矩時 ,電動機才能啟動 。 為了不使轉(zhuǎn)換頻繁進(jìn)行 ,一般在轉(zhuǎn)換點的負(fù)載率之間設(shè)置一定的回差 ,常采用負(fù)載率 β 30%時進(jìn)行 轉(zhuǎn)換 ,而當(dāng) β 35%,進(jìn)行 轉(zhuǎn)換 。 當(dāng)負(fù)載率 33%時 ,再將電動機繞組改為 接法運行 ,否則會因電流過大而燒毀電動機 。 由于上述原因 ,造成了抽油機的實際負(fù)載率普遍偏低 ,大部分抽油機的負(fù)載率在 20～ 30%之間 ,最高也不會超過 50%,形成了大馬拉小車的現(xiàn)象 。 小結(jié)：間抽控制器在低產(chǎn)油井上節(jié)能效果明顯 （ 超過 50%）,同時因為其投資少 、 體積小 ,便于安裝 ,因此對于 “ 三低 ” 油田推廣應(yīng)用的經(jīng)濟性很好 。 一、間抽控制器的特點及應(yīng)用 長江大學(xué)機械工程學(xué)院 早期的控制是引入了定時鐘 ,只需設(shè)定開 、 停機時間 ,便能自動地進(jìn)行間抽控制 。3)實時監(jiān)控油井生產(chǎn)的沖次及油壓、流量、電流和液面的變化 , 保存并自動繪制曲線 , 且予以保留和遠(yuǎn)程傳輸 。 應(yīng)當(dāng)說 ,電機電流的檢測是最方便、最可靠 ,也是最為廉價的方法。 這樣提高了抽油機的工作效率且避免了大量電能的浪費 。 另外 ,隨著油井由淺入深的抽取 ,井中液面逐漸下降 ,泵的充滿度越來越不足 ,直到最后發(fā)生空抽的現(xiàn)象 。 如果不加以控制 ,會浪費大量的電能 。 間抽控制的原始做法是派人定時到油井去開停抽油機 ,這種做法費工費時 。 抽油桿載荷傳感器 普遍采用的方法是通過特制的載荷傳感器 ,對抽油桿的載荷進(jìn)行檢測。4)通過中間繼電器控制接觸器通斷 , 實現(xiàn)對電動機的工作狀態(tài)控制 , 在啟動電動機或電動機缺相運行時 , 以聲光方式報警 , 同時提供電動機缺項自動保護(hù)功 。 但仍然無法解決令抽油機的工作能力動態(tài)地響應(yīng)油井負(fù)荷的變化 ,達(dá)到最佳節(jié)能控制的目的 ,同時還有可能影響油井的產(chǎn)量 。 一、間抽控制器的特點及應(yīng)用 長江大學(xué)機械工程學(xué)院 由于抽油機的功率檔次有限 ,而每一口油井的參數(shù)都不一樣 ,在選配抽油機時 ,不可能做到量身定做 ,剛好和抽油機的功率檔次相匹配 ,一般均留有一定的功率余量 。 而當(dāng)電動機處于輕載運行時 ,其效率和功率因數(shù)都較低 ,此時若適當(dāng)調(diào)節(jié)電動機定子的端電壓 ,使之與電動機的負(fù)載率合理匹配 ,這樣就降低了電動機的勵磁電流 ,從而降低電動機的鐵耗和從電網(wǎng)吸收的無功功率 ,可以提高電動機的運行效率和功率因數(shù) ,達(dá)到節(jié)能的目的 。 電動機在進(jìn)行星 /三角轉(zhuǎn)換時會產(chǎn)生沖擊電流 。 二、軟起動及調(diào)壓節(jié)能型電控裝置的應(yīng)用范圍 長江大學(xué)機械工程學(xué)院 通過降壓對電動機實現(xiàn)軟起動的目的 ,一是減少起動時過大的沖擊電流 ,二是減小全壓起動時過大的機械沖擊 。 因此星 /三角起動器只適合起動轉(zhuǎn)矩小于三分之一額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載 ,一般的軟起動器也只適合起動轉(zhuǎn)矩小于 50%額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載 ,對于重載起動的負(fù)載就降低起動電流來說 ,軟起動器也是無能為力的 。小結(jié)：對于負(fù)載率在 30%以下的油井 ,采用星 /三角轉(zhuǎn)換控制的節(jié)能效果明顯 ,且控制簡單 ,投資少 ,具有一定的推廣價值 。 在負(fù)載突然增加時也可得到及時的響應(yīng) ,以免電動機堵轉(zhuǎn) 。 二、軟起動及調(diào)壓節(jié)能型電控裝置的應(yīng)用范圍 長江大學(xué)機械工程學(xué)院 交流異步電動機的無功就地補償就是將補償電容器組直接與電動機并聯(lián)運行 ,電動機啟動和運行時所需的無功功率由電容器提供 ,有功功率則仍由電網(wǎng)提供 ,因而可以最大限度地減少拖動系統(tǒng)的無功功率需求 ,使整個供電線路的容量及能量損耗 、導(dǎo)線截面 、 有色金屬消耗量以及開關(guān)設(shè)備和變壓器的容量都相應(yīng)減小 ,提高供電質(zhì)量 。 只要根據(jù)電機容量及平均負(fù)載率 ,選配一只適當(dāng)容量的電容器進(jìn)行固定補償就行了 ,這樣既經(jīng)濟又實用 。 四、超高轉(zhuǎn)差率多速節(jié)能電動機及拖動裝置的應(yīng)用 長江大學(xué)機械工程學(xué)院 降低抽油機拖動裝置的安裝容量裕量就是一種節(jié)能的體現(xiàn) ,功率匹配變化如下表所示 ,所匹配功率下降 ,其對應(yīng)的額定電流相應(yīng)下降 。節(jié)能控制箱具有過熱、過載、缺相等保護(hù)功能及功率因數(shù)補償。所以抽油桿 r的最大應(yīng)力和應(yīng)力變化范圍減小 ,減輕了疲勞和斷脫。雖然超高轉(zhuǎn)差率電機的額定效率低 ,但其平均效率較普通電機高得多 ,如圖 3。降低電網(wǎng)電流及線路損耗 50%。 “ 硬 ” 代表速度變化小 ,“ 軟 ”代表速度變化大 。CJT電動機的 η 、cosψ 曲線平坦 。 絕大部分負(fù)載在電動機額定功率 (指輸出功率 )的 20%～ 30%左右 。 軟的機械特性造成了抽油機懸點最大負(fù)荷降低 ,抽油泵上行速度緩慢 ,抽油桿的彈性變形減小 ,從而使抽油泵的填充系數(shù)增加 ,吸液量增大 ,每沖次來油量增加 ,使單位液耗電能降低 。采用 CDJT變極變速拖動裝置 ,則可由采油工在幾秒鐘內(nèi)非常方便地按下按鈕就可實現(xiàn)調(diào)沖目的 (最低同步轉(zhuǎn)速 500 r/min),特別適用于需經(jīng)常調(diào)沖次的抽油機。 但是大多數(shù)的油井是不允許間歇性工作的 ,因為如果長時間停機的話 ,輕則會影響產(chǎn)油量 ,重則會使油井無法再開啟 。 低壓變頻器已是十分成熟的電氣產(chǎn)品 。 但是 ,將變頻器用于抽油機拖動時 ,也有幾個問題需要解決 ,主要是沖擊電流問題和再生能量的處理問題 。光桿載荷傳感器也能用來檢測井下液量的多少，與間抽控制不同的是，閉環(huán)調(diào)速控制只要求載荷的變化趨勢，不需要標(biāo)定空抽設(shè)定值。由于交 直 交變頻器的直流母線采用普通二級管整流橋供電，不能向電網(wǎng)回饋電能，所以反饋到直流母線的再生能量只能對濾波電容器充電而使直流母線電壓升高，稱作 泵升電壓 。 通過對抽油機曲柄配重塊的調(diào)整，可以使沖擊電流降到電機額定電流之內(nèi)，沖擊電流與正常工作電流之比在 倍以內(nèi)。變頻器是一個很強的電磁騷擾源，變頻器中的開關(guān)器件，以及 SPWM電壓波形 ,會對控制及通信系造成很大的干擾。 五、變頻調(diào)速電機的節(jié)能特點及應(yīng)用范圍 長江大學(xué)機械工程學(xué)院 小結(jié)：變頻調(diào)速拖動系統(tǒng) ,通過調(diào)速使抽油機動態(tài)適應(yīng)油井負(fù)荷變化 ,也可方便地進(jìn)行調(diào)參 。 是抽油機節(jié)能電控裝置的發(fā)展方向 。伺服系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，其可以實現(xiàn)位置控制和零速控制，從而能大幅度降低電機運行中的能耗，在交流伺服控制器驅(qū)動下，能量轉(zhuǎn)換效率高于異步電機。 系統(tǒng)組成 油田抽油機用的驅(qū)動系統(tǒng)主要是由一套交流伺服控制系統(tǒng)及一臺三相交流異步感應(yīng)電動機組成 。 當(dāng)抽油機由于自重而加速運轉(zhuǎn)時 ,驅(qū)動系統(tǒng)即停止提供動力并放任電動機自由旋轉(zhuǎn) ,從而最大限度地利用抽油機自身的慣性或勢能 ,實現(xiàn)了電能的零浪費 。 兩種驅(qū)動方式可通過指令自動切換 ,也可根據(jù)需要由操作員手動切換 ,最大限度地減少油井因抽油機的故障導(dǎo)致的停工時間 ,大大提高驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性 。 (9)無論啟動或正常運轉(zhuǎn)狀態(tài) ,伺服系統(tǒng)的輸出功率和輸入電流呈完全的線性關(guān)系 ,真正實現(xiàn)了軟啟動 ,徹底解決了 “ 大馬拉小車 ” 問題 。 六、交流伺服系統(tǒng)電機的節(jié)能特點及應(yīng)用 長江大學(xué)機械工程學(xué)院 運動控制程序功能 系統(tǒng)內(nèi)置的運動控制程序是將讀取的瞬時轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速作為輸入變量 ,然后與設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較和運算 ,再進(jìn)行邏輯分析和判斷 ,隨即調(diào)整電動機的工作狀態(tài) 。 六、交流伺服系統(tǒng)電機的節(jié)能特點及應(yīng)用 長江大學(xué)機械工程學(xué)院 小結(jié) (1)伺服驅(qū)動系統(tǒng)可對抽油機沖次和上下沖程速比進(jìn)行無級調(diào)節(jié) ,達(dá)到優(yōu)選參數(shù) ,提高泵效 、 增加產(chǎn)量的目的 。 該系統(tǒng)可以采用現(xiàn)有的抽油機電動機 ,且抽油機的結(jié)構(gòu)無須改動 ,因此很容易被納入油田的技術(shù)改造工作 。 因此 ,定子邊勵磁電流大量減少 ,轉(zhuǎn)子邊的銅 、 鐵損耗亦大量減少 ,大幅度提高了功率因數(shù)與效率 ,降低了電機的溫升和配電設(shè)備的容量 。 b)功率因數(shù)高 功率因數(shù)由 1/4負(fù)載到額定負(fù)載時 ,均保持在 。 永磁同步電機節(jié)能效果分析 a)降低電耗 ,提高功率因數(shù) ,抽油機單耗下降了 15%以上 ,功率因數(shù)平均達(dá)到 上 。目前已有多個廠家開發(fā)出配套保護(hù)裝置 ,此問題已得到解決 。 c) 在修理永磁同步電機過程中發(fā)現(xiàn) ,永磁同步電機燒壞后轉(zhuǎn)子褪磁 ,電機空載電流增大 (新電機空載電流為 7～ 8 A,轉(zhuǎn)子褪磁后則高達(dá) 42 A,無法正常使用 ),需要更換轉(zhuǎn)子中的永磁材料 。D39。1 定子和轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)； 2 定子上空間相對的兩個極上的線圈串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相繞組 3 定子集中繞阻、繞組為單方向通電 4 轉(zhuǎn)子上無繞組 5 最常見的組合為 6/4極，8/6極或 12/8極。 從左面圖起 ， A相線圈接通電源產(chǎn)生磁通 ， 磁