游梁式抽油機是石油開采的主要設備,也是主要耗能設備,其驅動電機負載率通常都小于30%。這種情況的存在,使電能的利用率降低,增加了電能的損耗。針對 上述情況,本文對一種應用于游梁式抽油機拖動電動機的高效節(jié)能控制系統(tǒng)進行了研究。

論文介紹了國內外抽油機的發(fā)展概況及游梁式抽油機的工作原理,闡述了游梁式抽油機系統(tǒng)效率低下的原因。在此基礎上,介紹了油田抽油機常用的節(jié)能方法并對其 優(yōu)缺點進行了分析,提出了一種基于變頻調速和功率因數(shù)閉環(huán)控制的節(jié)能方桉。游梁式抽油機節(jié)能裝置的硬件部分以AT89C51單片機為核心,包括主電路、控 制電路、驅動電路、保護電路、功率因數(shù)檢測電路和能量回饋電路等部分。主電路采用交-直-交電壓型結構;控制電路部分由脈寬調制芯片SA866AE產生 SPWM控制信號。AT89C51單片機控制部分由顯示電路、鍵盤電路、復位電路、記憶電路、功率因數(shù)計算電路和頻率輸出電路等組成;驅動電路選用 IGBT專用驅動模塊EXB841進行控制信號的放大;保護電路實現(xiàn)過流過壓保護、短路保護等功能。軟件部分包括SA866AE外接EEPROM初始化參 數(shù)的設計、單片機控制程序和電機軟啟動程序,軟件采用匯編語言編程。

論文最后對所設計的部分電路進行了實驗分析。勝利油田現(xiàn)場運行測試結果表明,該裝置可以使三相交流異步電動機功率因數(shù)大幅提高,綜合節(jié)電率達到 26.58%,節(jié)能效果明顯。