潛油電泵智能節電控制器的製作方法
2023-12-06 03:18:51
專利名稱：潛油電泵智能節電控制器的製作方法
技術領域：
潛油電泵智能節電控制器技術領域-本實用新型涉及油田採油領域中應用於潛油電泵驅動系統上的 一種控制裝置，具體地說是涉及一種潛油電泵智能化的節電控制裝 置。
背景技術：
-目前，國內油田的大部分潛油電泵存在著低負荷運轉的問題。這 是由於油田設計人員一般是按照電泵的最大啟動轉矩來選擇電機的， 當電泵完成啟動進入正常運行時就會發生大功率帶動小負載的現象。 同時隨著抽油時間的增加，油麵將不斷下降，負荷就會越來越低，最 終形成所謂的"大馬拉小車"現象，由此而導致電泵功率因數很低， 產生的無功損耗較大，耗電量多。 實用新型內容為了解決現有潛油電泵驅動系統中存在的電動機長時間工作在 低負荷狀態而導致電泵功率因數低、耗電量大的問題，本實用新型提 供一種潛油電泵智能節電控制器，該種潛油電泵智能節電控制器能夠 在潛油電泵的負載發生變化時自動調整電機的供電電壓，以實現較高 的功率因數，從而降低了電動機本身的功率消耗，實現了節約電能、 降低運行成本的目的。本實用新型的技術方案是該種潛油電泵智能節電控制器，由置 於殼體內的數位訊號處理器、電壓電流採樣電路、有載調壓變壓器檔 位處理電路、有載調壓變壓器升降壓控制電路以及鍵盤電路、顯示電 路等組成，其中所述數位訊號處理器上的三相電壓電流採樣信號輸入 端經電阻與電壓電流採樣電路上的三相電壓電流採樣信號輸入端連 接，所述數位訊號處理器上的變壓器升降壓控制信號輸出端與有載調 壓變壓器升降壓控制電路上的變壓器升降壓控制信號輸入端連接，所 述數位訊號處理器上的變壓器檔位控制信號輸出端與有載調壓變壓 器檔位處理電路上的變壓器檔位控制信號輸入端連接。本實用型具有如下有益效果將本種潛油電泵智能節電控制器 接入潛油電泵驅動系統後，主要控制有載調壓變壓器，當負載發生變化或供電電壓波動時，本控制器會根據電壓、電流互感器傳來的信號 通過數位訊號處理器處理後自動發出指令，驅動有載調壓變壓器上的 調壓電機以及有載分接開關調節電力變壓器的輸出電壓，從而讓電機 時刻處於最佳效率運行狀態上，最終實現降低電能消耗、提高整個電 網功率因數的目的。
圖1是本實用新型連入潛油電泵驅動系統中的組成示意圖。 圖2是本實用新型的電氣系統原理圖。 圖3是本實用新型中的電流採樣電路圖。圖4是本實用新型中的電壓採樣電路圖。 圖5是本實用新型中的有載調壓變壓器升降壓控制電路圖。 圖6是本實用新型中的有載調壓變壓器檔位處理電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖2所示，該種潛油電泵智能節電控制器，由置於殼體內的數 字信號處理器DSP、電壓電流採樣電路、有載調壓變壓器檔位處理電路、有載調壓變壓器升降壓控制電路以及鍵盤電路、顯示電路等組成， 其中，所述數位訊號處理器上的三相電壓電流採樣信號輸入端經電阻與電壓電流採樣電路上的三相電壓電流採樣信號輸入端U1、 U2、 U3、 II、 12、 13連接，所述數位訊號處理器上的變壓器升降壓控制信號輸出端與有載調壓變壓器升降壓控制電路上的變壓器升降壓控制信 號輸入端C4、 C5、 C6連接，所述數位訊號處理器DSP上的變壓器檔位控制信號輸出端與有載調壓變壓器檔位處理電路上的變壓器檔位 控制信號輸入端C1、 C2、 C3連接。在本例中，DSP選用TI公司生產的TMS320LF2402A型數字晶片， 電流、電壓採樣電路和有載調壓變壓器檔位處理電路、有載調壓變壓 器升降壓控制電路的電路圖分別如圖3、 4、 5、 6所示。當潛油電泵的負載發生變化時，就會引起電流變化或者電網電壓波動，這時由電 壓、電流互感器傳來的感應信號經過電壓、電流採樣電路被送入數字 信號處理器上DSP內，經預存的程序處理後，DSP就會向數位訊號處 理器上的變壓器升降壓控制信號輸出端和變壓器檔位控制信號輸出端發出指令，從而驅動有載調壓變壓器上的分接開關電機轉動來完成 升降壓以及轉換至合適的檔位，讓電機時刻處於最佳效率運行狀態 上，最終實現降低電能消耗、提高整個電網功率因數的目的。在本例中，具體的工作過程如下電流、電壓經電流、電壓互感 器和採樣電路調理後，將強電信號轉換為數字處理器DSP能識別的弱電信號，電流、電壓信號由引腳13， 14， 15， 16， 17， 18進入數字 處理晶片中。當電機處於輕載運行時，DSP根據實時進來的電流、電 壓信號來控制有載調壓變壓器調壓，來尋找最小輸入功率電壓，而在 功率變化不明顯時，考慮到轉差率問題，讓電機在最小定子電流下工 作。電機輕載尋找最佳供電電壓時，數字處理晶片DSP根據實時的電 流、電壓信號計算後需要降壓時，數字處理晶片DSP的2、 3引腳 發出高電平，使升降壓控制電路中電晶體導通，電晶體導通控制繼電 器K1，K2的常開觸點閉合。220V電源給有載調壓變壓器中調壓電機 供電，讓其開始正轉進行降壓操作。負載變重時，數字處理晶片DSP 根據實時的電流、電壓信號計算後需要升壓，數字處理晶片DSP的 2、 4引腳發出高電平，使升降壓控制電路中電晶體導通，電晶體導 通控制繼電器K1，K3的常開觸點閉合。220V電源給有載調壓變壓器 中調壓電機供電，讓其開始反轉進行升壓操作。有載調壓變壓器檔位信號經電纜送到本節電控制器，對信號用 TPL521晶片進行光電隔離，光電隔離作用是防止供電電路的幹擾信 號通過檔位信號傳入節電器，對節電器形成幹擾。檔位信號經光電隔 離後進入74HC165移位晶片，把並行數據轉為串行數據送入DSP， DSP 處理後把控制信號送入顯示電路，顯示電路會顯示當前有載調壓變壓 器所處檔位。DSP根據實時的電流、電壓信號計算出有功功率，無功功率和功 率因數，顯示電路會根據DSP控制信號實時顯示三相電壓、三相電流、 輸入有功功率、無功功率和功率因數。DSP根據鍵盤電路信號選擇自動或手動工作模式和設置節電器 參數。手動模式時，DSP根據鍵盤信號控制有載調壓變壓器進行升降 壓操作。
權利要求1、一種潛油電泵智能節電控制器，由置於殼體內的數位訊號處理器(DSP)、電壓電流採樣電路、有載調壓變壓器檔位處理電路、有載調壓變壓器升降壓控制電路以及鍵盤電路、顯示電路等組成，其特徵在於所述數位訊號處理器(DSP)上的三相電壓電流採樣信號輸入端經電阻與電壓電流採樣電路上的三相電壓電流採樣信號輸入端(U1，U2，U3，I1，I2，I3)連接，所述數位訊號處理器(DSP)上的變壓器升降壓控制信號輸出端與有載調壓變壓器升降壓控制電路上的變壓器升降壓控制信號輸入端(C4，C5，C6)連接，所述數位訊號處理器(DSP)上的變壓器檔位控制信號輸出端與有載調壓變壓器檔位處理電路上的變壓器檔位控制信號輸入端(C1，C2，C3)連接。
2、 根據權利要求l所述的潛油電泵智能節電控制器，其特徵在 於所述數位訊號處理器(DSP)為TMS320LF2402A型數字晶片。
專利摘要一種潛油電泵智能節電控制器。主要解決現有技術中潛油電泵功率因數低、耗電量大的問題。其特徵在於所述數位訊號處理器(DSP)上的三相電壓電流採樣信號輸入端經電阻與電壓電流採樣電路上的三相電壓電流採樣信號輸入端(U1，U2，U3，I1，I2，I3)連接，所述數位訊號處理器(DSP)上的變壓器升降壓控制信號輸出端與有載調壓變壓器升降壓控制電路上的變壓器升降壓控制信號輸入端(C4，C5，C6)連接，所述數位訊號處理器(DSP)上的變壓器檔位控制信號輸出端與有載調壓變壓器檔位處理電路上的變壓器檔位控制信號輸入端(C1，C2，C3)連接。具有可在潛油電泵的負載發生變化時自動調整電機供電電壓的特點，實現了節約電能、降低運行成本的目的。
文檔編號H02P27/02GK201118511SQ200720117499
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月27日 優先權日2007年11月27日
發明者劉宇蕾, 張洪成, 樸雪峰, 殷紅雯, 董振剛, 趙慶園, 輝 鄧, 邵永實 申請人:大慶油田力神泵業有限公司