游梁式抽油機節(jié)能控制器的設計與實現

【摘要】： 常規(guī)游梁式抽油機是機械采油應用最廣泛的抽油設備,在機械采油中占有舉足輕重的地位;但其運行效率低、耗能大,是油田電耗的第二位,僅次于注水,已成為各油田耗電的主要設備之一。此外,我國油田的主要油區(qū)已處于高含水階段,原油開采效果變差,石油開采的成本過高。因此,長期以來石油行業(yè)的專家、技術人員一直致力于如何在不降低產量的前提下減少抽油機電耗,研制出了許多新型抽油機和節(jié)能電機,但實際效果不是很理想。從系統(tǒng)角度考慮出發(fā),采用機電控制技術來改變抽油機驅動電機的機械特性,以避免“大馬拉小車”現象的發(fā)生,使整個機、桿、泵的系統(tǒng)得以較好的平衡,消除發(fā)電問題,降低能耗,提高系統(tǒng)效率,因而,本課題的開展有助于油田實現增產節(jié)能,對石油行業(yè)具有重要的經濟意義。 本論文以常規(guī)游梁式抽油機為被控對象,對變頻調速的基本原理和抽油機的工作原理及負載特性進行了詳細的闡述和分析。針對游梁式抽油機拖動系統(tǒng)實際運行中存在的一系列問題,結合電氣傳動和智能控制技術等知識,研制開發(fā)一種基于MCU芯片XC164CS的抽油機變頻節(jié)能控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)能較好地抑制游梁式抽油機的發(fā)電狀態(tài),使抽油機的機械特性變軟,可以與工作載荷特性相匹配。通過對抽油機控制系統(tǒng)的調試和實驗,實現了對抽油機的控制功能,其實驗結果表明:本控制方案切實可行且控制性能良好,可達到節(jié)能增效的目的。 【關鍵詞】：游梁式抽油機 變頻調速 節(jié)能 SPWM
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TM571
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-6
• 第一章 緒論6-10
• 1.1 抽油機的國內外發(fā)展概況6-9
• 1.2 本課題的目的及意義9-10
• 第二章 游梁式抽油機的工作特性與節(jié)能10-17
• 2.1 游梁式抽油機的基本結構和工作原理10-12
• 2.2 抽油機節(jié)能的主要類型和存在問題12-13
• 2.3 抽油機節(jié)能控制器的關鍵技術13-17
• 第三章 異步電動機變頻調速控制17-30
• 3.1 變頻調速控制系統(tǒng)的概述17-19
• 3.2 異步電動機的電壓頻率協(xié)調控制19-23
• 3.3 異步電機的轉差頻率控制系統(tǒng)23-27
• 3.4 異步電動機的矢量控制系統(tǒng)27-30
• 第四章 控制器的硬件結構30-43
• 4.1 節(jié)能控制器的硬件組成30-31
• 4.2 主回路結構31-32
• 4.3 微處理器XC164CS 的特點和功能模塊32-35
• 4.4 節(jié)能控制器的外圍電路35-40
• 4.5 硬件的可靠性設計40-43
• 第五章 控制器的算法與軟件實現43-59
• 5.1 總體軟件結構43-45
• 5.2 SPWM 調制模塊45-50
• 5.3 通用定時器中斷模塊50-51
• 5.4 A/D 轉換模塊51-53
• 5.5 故障監(jiān)測和處理53-55
• 5.6 抽油機控制系統(tǒng)的特殊驅動算法55-57
• 5.7 軟件的可靠性設計57-59
• 第六章 節(jié)能控制器的調試與井上試驗59-67
• 6.1 節(jié)能控制器硬件電路板的調試59-60
• 6.2 節(jié)能控制器的軟件調試60-62
• 6.3 節(jié)能控制器的現場試驗62-67
• 第七章 總結與展望67-69
• 7.1 工作總結67-68
• 7.2 完善和發(fā)展68-69
• 參考文獻69-71
• 致謝71-72
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文72-74

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