節電型抽油機微機控制器的製作方法
2023-12-11 01:03:17
專利名稱：節電型抽油機微機控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於油田抽油機井電動機起動和運行控制的節電型微機控制器。
抽油機是目前國內外油田普遍採用的一種主要採油設備。由於其用量大且長期連續運行，因而是油田「耗能大戶」之一。此外，又由於抽油機所配電動機是根據起動條件(即重負荷起動)而定，所選用電動機的額定功率必須大於其正常運轉時所需功率的一倍以上。因而，當油井正常生產時，電動機處於輕載或空載運行(即「大馬拉小車」)狀態，造成浪費，從而降低設備的工作效率，並直接影響到採油成本。為了解決上述問題，節約用電，目前國內多採用在電動機控制箱內加裝電力電容補償的辦法。但此種控制箱只能改善電動機用電功率因數，不能改變電動機的運行效率，即只解決了抽油機節電的一個方面。有的油田則採用「角形接法起動、星形接法運轉」的節電方法，這樣，雖可達到部分節電的目的，但仍不能達到根據抽油機負荷變化隨時改變電動機端電壓和電流大小達到全面節電的要求。美國研製的節能電動機可根據油井負荷大小人為地改變電動機的輸出功率，然而，當輸出功率一旦選定後，則不能隨油井負荷的改變自動無級調節其電動機輸出功率的大小，故也未能理想地解決全面節電的問題。
本實用新型的任務是提供一種節電型抽油機微機控制器，利用它可以對電動機的負載進行隨時檢測，同時根據負載變化自動地調節晶閘管的導通角，當電動機輕載或空載運行時相應地降低電動機的端電壓，從而大大提高電動機的運行效率和功率因數，達到全面節約電能的目的。
本實用新型由電氣部分和箱體兩部分構成。電氣部分由電源開關1、雙向晶閘管2、微電腦3、微動開關4、控制電路插板5、電動機接線端子6、電源接線端子7和控制迴路電源變壓器8組成。電動機在微電腦3預先輸入的起動程序控制下(即降壓、延長起動時間)直接合上電源開關1起動。短路、缺相、過載、漏電保護由微電腦3和控制系統完成。主迴路的接通、斷開由三相對稱的雙向晶閘管2實現。該裝置工作時各主要元件動作過程如下首先，根據油井負荷利用微動開關4搬把選擇適當的起動延時秒數。然後，關合電源開關1，接通控制迴路電源變壓器8和雙向晶閘管2。這時，控制電路插板5上的電壓、電流、相位檢測系統檢測到油井的負荷大小，並將其信號進行相位比較，積分、放大後輸入微電腦3進行運算處理，發出指令，指示矩形波發生器發出矩形波，致使晶閘管2在不同時間內觸發導通。這樣，便可實現根據油井負荷大小改變電動機端電壓、電流從而提高電動機運行效率和功率因數達到節電之目的。該裝置的箱體部分主要起容納和保護電氣元件的作用。
本實用新型可以節約大量電能(平均為裝機容量的15％)，並且具有保護性能多(具有缺相、短路、過載、漏電保護)、體積小、重量輕、安裝維修方便、使用壽命長等多方面優點，宜於在抽油機井推廣採用。
圖1(a)為本實用新型電氣原理框圖，(b)為雙向晶閘管2對電動機控制調節原理圖。
圖2為本實用新型電氣元件平面布置示意圖。
以下結合附圖對本實用新型的實施作進一步說明。
本實用新型控制電路插板5上由光電耦合器、集成電路、電晶體和電阻、電容等元件組合，形成各種信號檢測系統。控制迴路電源變壓器8將380V的電源變壓為12V，然後由連接線引入控制電路插板5，經整流變為直流電源，做為控制電路插板5上所有電氣元件的電源。微動開關4上的上四位、下四位搬把開關扭可組合成14組數字，形成電動機14種延時起動的延時秒數供選用。電動機的起動和運行控制均由微電腦3、雙向晶閘管2等元件協同配合，發出指令來實現。該裝置電氣部分主要元件可採用下列規格型號電源開關1 DZ10－100／300型自動空氣開關；雙向晶閘管2 SCR－1200V／120A；微電腦3 MC68705；
微動開關4 D11；控制電路插板5為印刷線路板，其上採用N30型光電耦合器、2S201型電晶體、MC7805型集成電路和MZ－3型脈衝變壓器；電動機接線端子6、電源接線端子7採用銅質ZX－100／4型；控制迴路電源變壓器8 380V／10－12V上述電氣元件按圖2布置於箱體內。箱體用厚1.2mm鋼板壓制而成，其長、寬、高分別為500、400、220mm。該裝置可形成系列產品，與相應容量的電動機配合使用。
權利要求1.一種節電型抽油機微機控制器，其特徵在於其電氣部分由電源開關1、雙向晶閘管2、微電腦3、微動開關4、控制電路插板5、電動機接線端子6、電源接線端子7和控制迴路電源變壓器8組成。
2.根據權利要求1所述的抽油機微機控制器，其特徵在於雙向晶閘管2採用SCR－1200V／120A型。
3.根據權利要求1所述的抽油機微機控制器，其特徵在於控制電路插板5為印刷線路板，其上由N30型光電耦合器、2S201型電晶體、MC7805型集成電路和MZ－3型脈衝變壓器組成信號檢測系統。
專利摘要一種節電型抽油機微機控制器，由雙向晶閘管2、微電腦3、微動開關4、控制電路插板5、控制迴路電源變壓器8等組成。利用它可以對抽油機電動機的負載隨時檢測，同時根據負載變化自動地調節晶閘管的導通角，當電動機輕載或空載運行時相應地降低電動機的端電壓、電流，從而提高電動機的運行效率和功率因數，達到全面節電的目的。該控制器還具有保護性能多、體積小、重量輕、安裝維修方便、使用壽命長等多方面優點，宜於在抽油機井推廣採用。
文檔編號E21B43/00GK2067750SQ9021332
公開日1990年12月19日 申請日期1990年5月16日 優先權日1990年5月16日
發明者曹煥光 申請人:遼河石油勘探局茨榆坨採油廠