專利名稱：潛油電泵智能節(jié)電控制器的制作方法
技術領域：
潛油電泵智能節(jié)電控制器技術領域-本實用新型涉及油田采油領域中應用于潛油電泵驅動系統(tǒng)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(jié)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 是由于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(fā)生大功率帶動小負載的現(xiàn)象。 同時隨著抽油時間的增加，油面將不斷下降，負荷就會越來越低，最 終形成所謂的"大馬拉小車"現(xiàn)象，由此而導致電泵功率因數(shù)很低， 產(chǎn)生的無功損耗較大，耗電量多。 實用新型內容為了解決現(xiàn)有潛油電泵驅動系統(tǒng)中存在的電動機長時間工作在 低負荷狀態(tài)而導致電泵功率因數(shù)低、耗電量大的問題，本實用新型提 供一種潛油電泵智能節(jié)電控制器，該種潛油電泵智能節(jié)電控制器能夠 在潛油電泵的負載發(fā)生變化時自動調整電機的供電電壓，以實現(xiàn)較高 的功率因數(shù)，從而降低了電動機本身的功率消耗，實現(xiàn)了節(jié)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(jié)電控制器，由置 于殼體內的數(shù)字信號處理器、電壓電流采樣電路、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(shù)字信號處理器上的三相電壓電流采樣信號輸入 端經(jīng)電阻與電壓電流采樣電路上的三相電壓電流采樣信號輸入端連 接，所述數(shù)字信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(shù)字信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(jié)電控制器 接入潛油電泵驅動系統(tǒng)后，主要控制有載調壓變壓器，當負載發(fā)生變化或供電電壓波動時，本控制器會根據(jù)電壓、電流互感器傳來的信號 通過數(shù)字信號處理器處理后自動發(fā)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(jié)電力變壓器的輸出電壓，從而讓電機 時刻處于最佳效率運行狀態(tài)上，最終實現(xiàn)降低電能消耗、提高整個電 網(wǎng)功率因數(shù)的目的。
圖1是本實用新型連入潛油電泵驅動系統(tǒng)中的組成示意圖。 圖2是本實用新型的電氣系統(tǒng)原理圖。 圖3是本實用新型中的電流采樣電路圖。圖4是本實用新型中的電壓采樣電路圖。 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(jié)電控制器，由置于殼體內的數(shù) 字信號處理器DSP、電壓電流采樣電路、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(shù)字信號處理器上的三相電壓電流采樣信號輸入端經(jīng)電阻與電壓電流采樣電路上的三相電壓電流采樣信號輸入端U1、 U2、 U3、 II、 12、 13連接，所述數(shù)字信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(shù)字信號處理器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(chǎn)的TMS320LF2402A型數(shù)字芯片， 電流、電壓采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(fā)生變化時，就會引起電流變化或者電網(wǎng)電壓波動，這時由電 壓、電流互感器傳來的感應信號經(jīng)過電壓、電流采樣電路被送入數(shù)字 信號處理器上DSP內，經(jīng)預存的程序處理后，DSP就會向數(shù)字信號處 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(fā)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，讓電機時刻處于最佳效率運行狀態(tài) 上，最終實現(xiàn)降低電能消耗、提高整個電網(wǎng)功率因數(shù)的目的。在本例中，具體的工作過程如下電流、電壓經(jīng)電流、電壓互感 器和采樣電路調理后，將強電信號轉換為數(shù)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(shù)字 處理芯片中。當電機處于輕載運行時，DSP根據(jù)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(shù)字處理芯片DSP根據(jù)實時的電 流、電壓信號計算后需要降壓時，數(shù)字處理芯片DSP的2、 3引腳 發(fā)出高電平，使升降壓控制電路中晶體管導通，晶體管導通控制繼電 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(shù)字處理芯片DSP 根據(jù)實時的電流、電壓信號計算后需要升壓，數(shù)字處理芯片DSP的 2、 4引腳發(fā)出高電平，使升降壓控制電路中晶體管導通，晶體管導 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(jīng)電纜送到本節(jié)電控制器，對信號用 TPL521芯片進行光電隔離，光電隔離作用是防止供電電路的干擾信 號通過檔位信號傳入節(jié)電器，對節(jié)電器形成干擾。檔位信號經(jīng)光電隔 離后進入74HC165移位芯片，把并行數(shù)據(jù)轉為串行數(shù)據(jù)送入DSP， DSP 處理后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(jù)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(shù)，顯示電路會根據(jù)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(shù)。DSP根據(jù)鍵盤電路信號選擇自動或手動工作模式和設置節(jié)電器 參數(shù)。手動模式時，DSP根據(jù)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(jié)電控制器，由置于殼體內的數(shù)字信號處理器(DSP)、電壓電流采樣電路、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，其特征在于所述數(shù)字信號處理器(DSP)上的三相電壓電流采樣信號輸入端經(jīng)電阻與電壓電流采樣電路上的三相電壓電流采樣信號輸入端(U1，U2，U3，I1，I2，I3)連接，所述數(shù)字信號處理器(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(shù)字信號處理器(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(jù)權利要求l所述的潛油電泵智能節(jié)電控制器，其特征在 于所述數(shù)字信號處理器(DSP)為TMS320LF2402A型數(shù)字芯片。
專利摘要一種潛油電泵智能節(jié)電控制器。主要解決現(xiàn)有技術中潛油電泵功率因數(shù)低、耗電量大的問題。其特征在于所述數(shù)字信號處理器(DSP)上的三相電壓電流采樣信號輸入端經(jīng)電阻與電壓電流采樣電路上的三相電壓電流采樣信號輸入端(U1，U2，U3，I1，I2，I3)連接，所述數(shù)字信號處理器(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(shù)字信號處理器(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(fā)生變化時自動調整電機供電電壓的特點，實現(xiàn)了節(jié)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(yōu)先權日2007年11月27日
發(fā)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(yè)有限公司