專利名稱：抽油機用一拖多變頻控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種變頻控制裝置，尤其涉及一種適用于抽油機群井或區(qū)域內多臺電機同時變頻控制工作需求的變頻控制裝置。
背景技術：
目前，我國油田分布廣泛，群井現象比較普遍。抽油機的電氣部分主要是由三相異步電動機和控制電路組成，但是抽油機工作在輕載狀態(tài)，“大馬拉小車”的現象很嚴重，而輕載和空載時的功率因數只有O. 2 O. 3，因而電動機的負載率低，功率因數更低，電能的浪費很嚴重。在每個沖次運行過程中存在倒發(fā)電現象。對于單臺抽油機可以安裝抽油機專用四象限變頻器控制抽油機的運行，解決功率因數低、載荷率低以及電機啟動時沖擊大的問題，但是對于群井存在嚴重的浪費現象群井抽油機單臺電機功率都比較小，大概為 5.5kW llkW，每臺一臺四象限變頻控制裝置占地體積大，材料浪費多，裝置內部消耗也相應較高。并且每臺變頻器都根據單臺裝置進行了比較大的裕量設計，成本高，浪費嚴重，設備利用率低，維護復雜。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種抽油機專用一抱多變頻控制裝置，能夠同時使多個抽油機實現變頻控制，提高功率因數、降低電能損失。本實用新型采用下述技術方案一種抽油機用一抱多變頻控制裝置，包括整流裝置、逆變控制単元，整流裝置的輸入端與電網連接，整流裝置的直流輸出端與每個逆變控制単元的直流輸入端連接，每個逆變控制単元的交流輸出端分別連接每個抽油機電機。所述的整流裝置包括整流控制器、六個電カ電子器件IGBT構成三相整流橋、電壓電流采集単元，電壓電流采集單元的信號輸出端與整流控制器的信號輸入端連接，整流控制器的信號輸出端與三相整流橋的信號控制端連接。所述的逆變控制單元包括逆變控制器與逆變單元，所述的逆變單元采用六個電カ電子器件IGBT構成三相逆變橋，逆變控制器的信號輸出端與三相逆變橋的信號控制端連接，相鄰的逆變控制単元中的兩個控制器之間通訊連接。所述的逆變控制単元的交流輸出端與電機之間還連接有電流傳感器和出線開關，電流傳感器的信號輸出端與逆變控制器的信號輸入端連接，出線開關的控制端與逆變控制器的信號輸出端連接。所述的逆變控制単元內還設置有旁路開關，旁路開關連接在電網與抽油機電機之間，旁路開關的控制端與控制器的信號輸出端連接。所述的控制器內設置有定時器。所述的出線開關的控制端還通過啟動/停止按鈕連接電源。本實用新型提出了一種抽油機用一抱多變頻控制裝置，在提高網側功率因數的前提下，實現一臺裝置對群井抽油機的集中控制，提高設備的利用率，減小設備體積，并實現抽油機的最優(yōu)沖次控制?？墒謩涌刂坪妥詣涌刂茊訒r間，能夠減少控制系統(tǒng)自用電，平抑群井功率波動，可區(qū)分各井エ況分別調頻，簡化用戶使用；在運行過程中某一臺機器退出運行和重新運行并不影響其他機器正常運行，獨立性高。本裝置自身產生的諧波含量極低，對電網無干擾，并且也提高了電網質量，大大減小了供電電流，從而減輕了電網及變壓器的負擔，減低了線損，節(jié)約了電能，既減少了能耗又提高了出油率，節(jié)能高效。

圖I為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型一種抽油機用一抱多變頻控制裝置，包括整流裝置、逆變控制單元，所述的整流裝置包括整流控制器和六個電カ電子器件IGBT構成三相整流橋I、以及電壓電流采集單元，三相整流橋I的輸入端與電網連接，電壓電流采集單元用來采集·三相整流橋I的輸入端以及輸出端的電壓和電流，并把采集到的信號輸出給整流控制器，整流控制器根據采集到的信號經過SPWM計算處理后輸出信號給三相整流橋1，從而控制各個IGBT的開關狀態(tài)，使三相整流橋I輸出合適的直流電，三相整流橋I的直流輸出端與每個逆變控制單元的直流輸入端連接。所述的逆變控制単元包括逆變控制器與逆變單元2，所述的逆變單元2采用六個電カ電子器件IGBT構成三相逆變橋，逆變控制器的信號輸出端與三相逆變橋的信號控制端連接，逆變控制器根據負載工作所需要的工作頻率進行實時SVPWM算法計算來控制IGBT的開斷。相鄰的逆變控制単元中的兩個逆變控制器之間通訊連接(通過RS485進行通訊)，每個逆變控制器內均設置有定時器。每個三相逆變橋的交流輸出端分別均通過電流傳感器3和出線開關4與每個抽油機的電機M連接，每個電流傳感器3的信號輸出端與每個逆變控制器的信號輸入端連接，電流傳感器3檢測電流發(fā)送給逆變控制器，確保抽油機電機正常工作，防止出現過載。每個出線開關4是接觸器的常開觸點，接觸器的線圈通過啟動/停止按鈕連接電源，接觸器的線圈還與逆變控制器的信號控制端連接，實現逆變控制器自動控制出線開關4的閉合。出線開關4用來控制逆變單元與抽油機電機的連接，當某個逆變単元開始工作時控制相應的出線開關閉合；每個出線開關閉合時間不同，根據エ況不同錯開時間，避免抽油機工作時同時消耗電能和回饋電能，使得在一部分消耗電能的時候另一部分回饋電能，提高電能利用率。除此之外，自動控制與手動控制還可通過切換開關進行選擇。所述的逆變控制単元內還設置有旁路開關5，旁路開關5連接在電網與抽油機電機M之間，旁路開關5的控制端與逆變控制器的信號輸出端連接，旁路開關5能夠防止逆變控制単元故障期間而影響抽油機正常工作。如圖I所示，在IOkV :400V變壓器處，安裝本實用新型中的與變壓器容量相當的SPWM整流裝置，改為直流輸電，然后在各井安裝逆變控制単元，電機側通過直流母線組成逆變控制単元群，逆變控制単元之間采取RS485進行通訊協調控制。SPWM整流裝置可補償沖擊性負載的無功功率，平衡三相有功電流，提高供電質量；逆變控制単元能夠使抽油機持續(xù)不斷地抽油，又能使抽油機根據油量而間歇性運行或降頻運行，自動動態(tài)調整抽取速度，減少了無功損耗，還可以提高設備的有功，提高了功率因數，降低電能損失。通過控制每臺抽油機啟動時間，可以將抽油機運行在發(fā)電狀態(tài)時的電能在相鄰抽油機運行時消耗掉，即合理控制群井抽油機運行狀態(tài)，使得某臺多某幾臺抽油機處于發(fā)電狀態(tài)時其他抽油機正處于電動運行狀態(tài)，其產生的能量經過相應的逆變單元在直流母線處匯合，同時被其他處于電動狀態(tài)運行的抽油機吸收，減少了與電網電能的交換，從而提高了電網的供電質量，并且降低了整流裝置的內部損耗?？刂瞥橛蜋C的啟動時間可通過手動控制或是自動控制，自動控制時的控制方式如下逆變控制単元之間通過通訊控制啟動時間將每個逆變控制単元一次按設備編號，上電后，網側整流裝置首先自檢，判斷正常后整流裝置開始工作，輸出的直流電壓控制穩(wěn)定在670V。逆變控制單元檢測直流電壓在啟動范圍內滿足啟動條件后,第一逆變控制單元啟動，同時給第二臺逆變控制単元發(fā)送已經啟動信號，此時第二臺逆變控制単元內部計時器開始工作，當到設定時間時第二臺逆變控制単元開始工作，依次類推，直到最后一臺逆變控制單元開始工作。若電流傳感器檢測到某一逆變控制單元啟動出現故障，則此逆變控制器在接收到上一臺啟動信號后仍然啟動內部定時器，只是在定時器到設定時間時自身不啟動或者啟動旁路，同時傳送給下ー単元啟動信號以保證其他抽油機正常運行，實現分時啟動的目 的。手動控制方式控制方式如下首先要將所有啟動/停止按鈕都選在停止位置，在需要檢修機器時或者在選擇機器運行時，然后根據需要將需要啟動的逆變控制単元的啟動/停止按鈕選在啟動位置即可，不啟動的選在停止位置即可。這樣啟動時即只選擇性的啟動在啟動位置上的逆變控制単元，此時不啟動的逆變控制器仍然處于工作狀態(tài)，在接到上一級的啟動信號時立即將信號傳送給下一臺裝置，從而實現了分時啟動的目的。
權利要求1.一種抽油機用一抱多變頻控制裝置，其特征在于包括整流裝置、逆變控制単元，整流裝置的輸入端與電網連接，整流裝置的直流輸出端與每個逆變控制単元的直流輸入端連接，每個逆變控制単元的交流輸出端分別連接每個抽油機電機。
2.根據權利要求I所述的抽油機用一抱多變頻控制裝置，其特征在于所述的整流裝置包括整流控制器、六個電カ電子器件IGBT構成三相整流橋、電壓電流采集単元，電壓電流采集單元的信號輸出端與整流控制器的信號輸入端連接，整流控制器的信號輸出端與三相整流橋的信號控制端連接。
3.根據權利要求2所述的抽油機用一抱多變頻控制裝置，其特征在于所述的逆變控制単元包括逆變控制器與逆變單元，所述的逆變單元采用六個電カ電子器件IGBT構成三相逆變橋，逆變控制器的信號輸出端與三相逆變橋的信號控制端連接，相鄰的逆變控制單元中的兩個控制器之間通訊連接。
4.根據權利要求I或2或3所述的抽油機用一抱多變頻控制裝置，其特征在于所述的逆變控制単元的交流輸出端與電機之間還連接有電流傳感器和出線開關，電流傳感器的信號輸出端與逆變控制器的信號輸入端連接，出線開關的控制端與逆變控制器的信號輸出端連接。
5.根據權利要求4所述的抽油機用一抱多變頻控制裝置，其特征在于所述的逆變控制単元內還設置有旁路開關，旁路開關連接在電網與抽油機電機之間，旁路開關的控制端與控制器的信號輸出端連接。
6.根據權利要求5所述的抽油機用一抱多變頻控制裝置，其特征在于所述的控制器內設置有定時器。
7.根據權利要求6所述的抽油機用一抱多變頻控制裝置，其特征在于所述的出線開關的控制端還通過啟動/停止按鈕連接電源。
專利摘要本實用新型公開了一種抽油機用一拖多變頻控制裝置，包括整流裝置、逆變控制單元，整流裝置的輸入端與電網連接，整流裝置的直流輸出端與每個逆變控制單元的直流輸入端連接，每個逆變控制單元的交流輸出端分別連接每個抽油機電機。本實用新型能夠在提高網側功率因數的前提下，實現一臺裝置對群井抽油機的集中控制，提高設備的利用率，減小設備體積，并實現抽油機的最優(yōu)沖次控制。
文檔編號H02J3/18GK202634359SQ20122011317
公開日2012年12月26日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權日2012年3月23日
發(fā)明者武偉偉, 陸繼明, 龍翔, 楊繼兵, 張觀祥 申請人:河南恩耐基電氣有限公司