【正文】 于這類油井 ,就要采用其它的節(jié)能方法 。 四、超高轉(zhuǎn)差率多速節(jié)能電動(dòng)機(jī)及拖動(dòng)裝置的應(yīng)用 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 小結(jié)：高轉(zhuǎn)差率多極電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng) ,節(jié)能效果明顯 ,且能適應(yīng)油井調(diào)參要求 ,軟的機(jī)械特性對(duì)延長抽油機(jī)壽命有利 。過去和現(xiàn)在均采用較笨重的辦法 ,即由專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)拆換皮帶輪的方法來實(shí)現(xiàn)。 對(duì) CJT電動(dòng)機(jī)來講 ,由于曲線平坦 ,η 、 cosψ 在負(fù)載變化情況下 ,其值變化不大 ,從而相對(duì)來講其 η 、 cosψ 高于普通電動(dòng)機(jī),致使有功功率降低 ,功率因數(shù)提高 。在輕負(fù)載時(shí) ,普通電動(dòng)機(jī)的 η 、cosψ 較低 ,CJT電動(dòng)機(jī) η 、 cosψ 較高 。CJT電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性較軟 ,在同一負(fù)載下 ,轉(zhuǎn)速n(或角速度 ω )較低 ,即轉(zhuǎn)差率較大 ,具有降低扭矩峰值 、 減小抽油機(jī)懸點(diǎn)沖擊載荷的作用 ,在某些工況下具有節(jié)能效果 ?？稍趲酌腌娭袃?nèi)非常方便地按下按鈕以實(shí)現(xiàn)調(diào)沖次目的 (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(jī)。采用超高差率電機(jī)則可消除發(fā)電狀態(tài) ,如圖 4。 ? d) 超高轉(zhuǎn)差率電機(jī) 的啟動(dòng)扭矩大、啟動(dòng)電流小，降低裝機(jī)功率， 使電機(jī)的固定損耗 (鐵損、機(jī)械損 )降低。減輕了齒輪的疲勞破壞 ,減少了減速器齒輪的事故。 四、超高轉(zhuǎn)差率多速節(jié)能電動(dòng)機(jī)及拖動(dòng)裝置的應(yīng)用 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 四、超高轉(zhuǎn)差率多速節(jié)能電動(dòng)機(jī)及拖動(dòng)裝置的應(yīng)用 ? 節(jié)能原理簡介 ? 由超高轉(zhuǎn)差率電機(jī)和節(jié)能控制箱組成的抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置 ,電機(jī)和控制箱可根據(jù)要求做成分體或連體式 ,專門設(shè)計(jì)制造用于游梁式抽油機(jī)。 另外還需具有足夠的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 ,以克服抽油機(jī)啟動(dòng)時(shí)嚴(yán)重的靜態(tài)不平衡 。由于抽油機(jī)大部分處于輕載運(yùn)行狀況 ,且由于其具有分散性 ,低壓輸電線路較長 ,本身功率因數(shù)又偏低 ,無功就地補(bǔ)償?shù)男Ч^好 。 其缺點(diǎn)是造價(jià)較高 ,且由于可控硅的移相作用 ,會(huì)產(chǎn)生大量的諧波 ,對(duì)電網(wǎng) 、 電機(jī)以及通訊控制系統(tǒng)造成不良的影響 ,今后這類產(chǎn)品將因達(dá)不到電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)而被限制使用 。 由單片機(jī)控制改變串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)定子主回路中的可控硅的導(dǎo)通角 β ,可以改變加在定子繞組上的端電壓大小 ,從而起到調(diào)壓節(jié)電的目的 。但是由于軟起動(dòng)器的電壓是呈鈄坡上升的 ,雖然在達(dá)到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩前電動(dòng)機(jī)并不旋轉(zhuǎn) ,但隨著電動(dòng)機(jī)軸上扭矩的不斷增大 ,被拖動(dòng)的負(fù)載是慢慢被加力的 ,所以用軟起動(dòng)器起動(dòng)需重載起動(dòng)的負(fù)載時(shí) ,同樣可以達(dá)到減小機(jī)械沖擊的目的 。 當(dāng)電壓升到額定電壓的 70%時(shí) ,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的 50%,對(duì)于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩超過 50%額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載 ,是轉(zhuǎn)不起來的 。 當(dāng)負(fù)載率 β 33%時(shí) ,不能及時(shí)進(jìn)行 切換 ,會(huì)影響節(jié)能效果 ,而當(dāng)負(fù)載率 β 33%時(shí) ,不能及時(shí)進(jìn)行 切換 ,會(huì)使電流過大 ,銅耗增加 ,反而費(fèi)電 ,同樣影響節(jié)能效果 。 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是與電壓的平方成正比的,當(dāng)電動(dòng)機(jī)輕載時(shí) (負(fù)載率 33%,可以將電動(dòng)機(jī)的繞組由 “ △ ” 接法改成 “ Y” 接法 ),使每相繞組只承受 220V的電壓 ,即為額定電壓的 ， 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也就僅為額定轉(zhuǎn)矩的三分之一 。 隨著油井由淺入深的抽取 ,油井的產(chǎn)液量越來越少 ,抽油機(jī)的負(fù)荷也相應(yīng)減小 ?？刹捎酶鞣N不同的傳感器達(dá)到節(jié)能控制的目的 。6)可實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)輸 : 應(yīng)用多個(gè)設(shè)備與數(shù)據(jù)中心的 PC 機(jī)構(gòu)成分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) , 各種信息數(shù)據(jù)被現(xiàn)場(chǎng)的 DTU 設(shè)備上傳到數(shù)據(jù)中心 , 數(shù)據(jù)中心的命令也通過現(xiàn)場(chǎng)的 DTU 送達(dá)采集點(diǎn)。 2)防盜開關(guān)可以提供信號(hào)判斷是否有偷油事件發(fā)生 。 在井口通過流量傳感器檢測(cè)油井的出液量 ,是實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)控制最直接 ,也是最有效的力一法。當(dāng)液面超過一定深度時(shí) ,再開啟抽油機(jī)進(jìn)行抽吸 。長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 節(jié)能電控設(shè)備的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ? 間抽控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用 ? 軟起動(dòng)及調(diào)壓節(jié)能型電控裝置的應(yīng)用范圍 ? 無功補(bǔ)償節(jié)能型電控系統(tǒng)特點(diǎn)及應(yīng)用 ? 超高轉(zhuǎn)差率多速節(jié)能電動(dòng)機(jī)及拖動(dòng)裝置的應(yīng)用 ? 變頻調(diào)速電機(jī)的節(jié)能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 ? 交流伺服系統(tǒng)電機(jī)的節(jié)能特點(diǎn)及應(yīng)用 ? 永磁同步電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 ? 開關(guān)磁阻電機(jī)節(jié)能的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 抽油機(jī)的設(shè)計(jì)能力是按照油井最大抽取量考慮的 ,一般留有采油能力的設(shè)計(jì)余量 。 對(duì)于這種油井 ,最簡單的方法是實(shí)行間抽 ,即 :當(dāng)油井出液量不足或發(fā)生空抽時(shí) ,就關(guān)閉抽油機(jī) ,等待井下液量蓄積 。 間抽控制器已用于江蘇 、 長慶 、 青海及大慶等油田 一、間抽控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 如果能直接測(cè)出井中的液面 ,那么就可以用它來控制抽油機(jī)的運(yùn)行。 一、間抽控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 抽油機(jī)井智能間抽控制裝置具有以下功能 : ?? 1)根據(jù)抽油機(jī)井的出液情況和壓力變化合理確定啟停時(shí)間。 5)可讀取、顯示、保存和加載歷史啟停機(jī)數(shù)據(jù) , 數(shù)據(jù)格式為電子表格 , 可讀取和顯示當(dāng)前停機(jī)和啟機(jī)時(shí)間 。 為了解決上述問題 ,通過安裝相關(guān)的傳感器 ,精確感知油井負(fù)荷的動(dòng)態(tài)變化 ,實(shí)現(xiàn)智能間抽控制 (IPOC)。 各型抽油機(jī)在配用電動(dòng)機(jī)時(shí) ,為了保證抽油機(jī)在各種工況下正常運(yùn)行 ,也留有一定的功率余量 。 二、軟起動(dòng)及調(diào)壓節(jié)能型電控裝置的應(yīng)用范圍 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 電動(dòng)機(jī)定子繞組星 /三角轉(zhuǎn)換降壓節(jié)能 由于低壓電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí) ,定子三相繞組是接成 “ ”接法后接入 380V電網(wǎng)的 ,這樣每相繞組承受 380V的線電壓 ,電動(dòng)機(jī)可額定的輸出機(jī)械功率 。 二、軟起動(dòng)及調(diào)壓節(jié)能型電控裝置的應(yīng)用范圍 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 星形 /三角形接法的實(shí)現(xiàn)一般采用交流接觸器實(shí)現(xiàn) ,也可以通過可控硅開關(guān)實(shí)現(xiàn) ,兩種方法在節(jié)能效果上并無多大差異 ,而轉(zhuǎn)換控制電路轉(zhuǎn)換時(shí)的負(fù)載率則會(huì)對(duì)節(jié)能效果產(chǎn)生較大的影響 。 那么在抽油機(jī)上使用降壓軟起動(dòng)裝置 ,其效果究意如何 ?由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與所加電壓的平方成正比 ,所加的電壓降低了 ,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩達(dá)不到負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí) ,電動(dòng)機(jī)是轉(zhuǎn)不起來的 ,而且電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩一般小于額定轉(zhuǎn)矩 ,降壓對(duì)起動(dòng)就更加不利了 。 二、軟起動(dòng)及調(diào)壓節(jié)能型電控裝置的應(yīng)用范圍 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 上面的分析僅僅局限于對(duì)減小起動(dòng)電流的討論 ,對(duì)需重載起動(dòng)的負(fù)載 ,雖然使用軟起動(dòng)器并不能達(dá)到減小起動(dòng)電流的目的 ,當(dāng)然更不能達(dá)到節(jié)省起動(dòng)能量的作用 。 二、軟起動(dòng)及調(diào)壓節(jié)能型電控裝置的應(yīng)用范圍 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 電動(dòng)機(jī)可控硅軟啟動(dòng) ,調(diào)壓節(jié)電 可控硅軟啟動(dòng) ,調(diào)壓節(jié)電控制框圖如下圖所示 。 可兼作電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)器 ,同時(shí)由于采用單片機(jī)控制,具有完善的保護(hù)功能 。 三、無功補(bǔ)償節(jié)能型電控系統(tǒng)特點(diǎn)及應(yīng)用 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 無功就地補(bǔ)償只對(duì)長期空載或輕載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)有用 ,對(duì)于重載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī) ,因?yàn)槠浔旧砉β室驍?shù)較高 ,沒有補(bǔ)償?shù)谋匾?。 三、 無功補(bǔ)償節(jié)能型電控系統(tǒng)特點(diǎn)及應(yīng)用 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 作為節(jié)能措施的應(yīng)用 作為節(jié)能措施的應(yīng)用抽油機(jī)由于其特殊的運(yùn)行要求 ,所匹配的拖動(dòng)裝置必須同時(shí)滿足三個(gè)最大的要求 ,即最大沖程 、 最大沖次 、 最大允許掛重 。 網(wǎng)絡(luò) 、 電機(jī)繞組的銅耗與電流平方成正比 ,電流的下降自然會(huì)帶來損耗的降低 ,從而達(dá)到節(jié)能的目的 。 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 超高轉(zhuǎn)差率電機(jī)的優(yōu)點(diǎn) a) 超高轉(zhuǎn)差率電機(jī)在抽油機(jī)一個(gè)沖次內(nèi)的速度變化較大 ,充分利用系統(tǒng)的動(dòng)能均衡作用可使減速箱最大凈扭矩降低 40%,最小扭矩有所增加 ,扭矩變化范圍小 ,扭矩曲線趨于平坦 ,如圖 1。 四、超高轉(zhuǎn)差率多速節(jié)能電動(dòng)機(jī)及拖動(dòng)裝置的應(yīng)用 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 ? c) 若油井液量增加 ,使用超高轉(zhuǎn)差率電機(jī) ,在相同工況下 ,抽油機(jī)最大載荷和載荷變化范圍減小 ,抽油桿和油管的彈性變形減小 ,沖程終端的加速度使泵產(chǎn)生超位移效應(yīng) ,使泵的有效沖程增加 ,泵效得到提高 ,相同沖次下增加產(chǎn)液量 5%~10%。 四、超高轉(zhuǎn)差率多速節(jié)能電動(dòng)機(jī)及拖動(dòng)裝置的應(yīng)用 長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 ? f) 使用普通電機(jī) ,抽油機(jī)在接近上下死點(diǎn)時(shí) ,拖動(dòng)電機(jī)超過同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行而進(jìn)入發(fā)電狀態(tài) ,變電能反饋給電網(wǎng) ,增加了系統(tǒng)損耗。 ? h) 在 CJT節(jié)能拖動(dòng)裝置的基礎(chǔ)上開發(fā)出的 CDJT變極變速拖動(dòng)裝置 ,還具有多級(jí)變速的功能。 普通電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性較硬 ,在一定負(fù)載下 ,轉(zhuǎn)速 n(或角速度 ω )較大 。普通電動(dòng)