抽油機電機節(jié)能減耗技術研究1

1、抽油機電機節(jié)能(ji nn)減耗技術研究姓名(xngmng)： 指導教師： 共十七頁1、畢業(yè)論文題目研究的目的及意義 抽油機是石油行業(yè)的用電大戶(dh)，其用電量約占油田總用電量的40% 左右，其節(jié)能前景十分可觀。由于抽油機負載一般呈周期性波動，負載率又低， 因而抽油機系統(tǒng)的效率很低， 據(jù)統(tǒng)計最高不過30%， 電能浪費嚴重。本論文的目的在于結(jié)合目前抽油機電機節(jié)能減耗的需求設計出抽油機電機節(jié)能的技術方法。共十七頁 我國電機系統(tǒng)運行效率低，能耗高，主要是電動機及被拖動設備本身效率低，另外系統(tǒng)匹配和調(diào)節(jié)方式(fngsh)不合理造成系統(tǒng)效率低。共十七頁2 畢業(yè)論文(b y ln wn)任務概況（1）調(diào)

2、研分析抽油機電機的工作特性，重點是傳統(tǒng)的常規(guī)游梁抽油機用電機；（2）研究分析抽油機電機耗能的原因；（3）研究抽油機電機節(jié)能的技術方法和措施；（4）節(jié)能減耗的技術要求及其分析，選擇一到兩種有效(yuxio)的方案并仿真驗證；（5）編寫程序驗證，比較得出較好的節(jié)能方法；（6）撰寫設計報告（論文）并準備畢業(yè)答辯。共十七頁3 主要研究內(nèi)容(nirng)及研究方法3.1抽油機電機的工作特性 游梁抽油機就是將曲柄的圓周運動抽油機的往復直線運動。當上沖程時，抽油機要提升原油和抽油桿柱，抽油機的載荷很大；當下沖程時，抽油桿柱的動力拉動抽油機運動。由于(yuy)游梁抽油機機械機構(gòu)的限制，抽油機在一個工作循環(huán)中，

3、電動機負載轉(zhuǎn)矩波動很大。在一個工作循環(huán)中，負載轉(zhuǎn)矩有較高的“峰值”和較深的“低谷”。低估中橫軸下面部分即為負轉(zhuǎn)矩，負轉(zhuǎn)矩將拖動電動機運行，使點電動機進入發(fā)電狀態(tài)。共十七頁3.2 抽油機電機(dinj)耗能原因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(qū)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。 抽油機要求電動機（1）要有較大的起動轉(zhuǎn)矩(q dn zhun j)，以便克服平衡塊的慣性，使抽油機能夠順利起動。（2）抽油機一旦運行起來，只需要較小的運動功率，一般是電動機額定功率的1/3左右。因此要求電動機有較寬的效率曲線和功率因數(shù)曲線。 共十七頁上

4、面（1）和（2）的要求是一個矛盾，選用功率較大的電動機能夠滿足起動要求，但電動機運行時負載率就很低，電動機處于“大馬拉小車(xioch)”的狀態(tài)，造成運行效率和功率因數(shù)都很低。這就是游梁抽油機系統(tǒng)效率低的主要原因。共十七頁3.3 機械特性配合(pih)的節(jié)能原理超高轉(zhuǎn)差電動機有較高起動轉(zhuǎn)矩，降低功率等級，提高負載(fzi)率超高轉(zhuǎn)差率電動機的軟特性可以改善系統(tǒng)配合，提高系統(tǒng)效率通過電動機與負載機械特性的合理配合，改善系統(tǒng)配合，提高系統(tǒng)效率，在電動機能耗不變的情況下，增加產(chǎn)量，這就是機械特性配合的節(jié)能原理。共十七頁3.4 串級調(diào)速節(jié)能(ji nn)原理現(xiàn)代串級調(diào)速把逆變角固定下來并設在最小值，產(chǎn)

5、生一恒定的附加直流反電勢，等效電勢大小的調(diào)節(jié)由斬波器來完成。通過調(diào)節(jié)斬波器導通時間與斬波周期的比率(即占空比或PWM調(diào)制脈寬)，來改變串人轉(zhuǎn)子回路的等效電勢的大小，從而改變轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)差率，達到調(diào)節(jié)電機的目的。串級調(diào)速的功率控制(kngzh)原理是：從轉(zhuǎn)子入手控制異步機的電磁功率，從而改變理想空載轉(zhuǎn)速。當轉(zhuǎn)子的部分功率被移出，總的電磁功率減小，理想空載轉(zhuǎn)速降低，是一種低同步調(diào)速系統(tǒng)。共十七頁串接調(diào)速優(yōu)點(1)屬于無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬、機械特性好。(2)串級調(diào)速是在電機轉(zhuǎn)子側(cè)施加控制，其控制電壓低、控制容量小。(3)調(diào)速裝置(zhungzh)自身功耗小，效率高。(4)直流回路斬波控制技術，與傳統(tǒng)

6、移相控制相比，其諧波和功率因數(shù)等指標具有明顯的優(yōu)勢。共十七頁3.5 變頻器調(diào)節(jié)的節(jié)能(ji nn)原理變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。它是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度或幅度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的,從而實現(xiàn)電動機電壓和頻率的平滑變化(binhu)。變頻器的調(diào)速技術的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關系： n=60f(1-s)/p（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù)），通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。共十七頁節(jié)能原理(yunl)分析1.變頻降速節(jié)能2.動態(tài)調(diào)整節(jié)能3.通過變頻自身的V/F

7、功能節(jié)電4.變頻器自帶軟啟動節(jié)能5.提高功率因數(shù)節(jié)能變頻調(diào)速節(jié)能的缺點 變頻調(diào)速雖然具有了較好的節(jié)能減耗效果， 但是其還存在一些缺點有待改進；變頻調(diào)速成本較高；輸出的PWM波，會造成電機、電纜的額外( wi)發(fā)熱；共模電壓的產(chǎn)生有可能會降低電機軸的壽命。共十七頁4 預期(yq)結(jié)果(1)完成開題報告和開題答辯；(2)按照任務要求完成抽油機電機能耗原因分析(fnx)并研究抽油機電機節(jié)能技術方法；(3)提出一至兩種有效的節(jié)能方案，完成各種參數(shù)計算和仿真驗證;(4)按照西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范的要求和格式，完成設計報告，提交按照要求裝訂規(guī)范的報告和電子文檔；共十七頁5 時間進程(jn

8、chng)安排表1 設計（論文）的進程(jnchng)安排序號設計（論文）各階段內(nèi)容起止日期1認真仔細閱讀設計任務書，充分準確理解設計要求和意圖，廣泛查閱、收集資料，確定方案，開題報告；2013.3.31-2013.4.142學習常規(guī)游梁抽油機電機的工作特性，分析其能耗原因及其節(jié)能措施；2013.4.15-2012.4.283節(jié)能減耗的技術要求及其分析，選擇一種有效的方案并仿真驗證；2013.4.29-2013.5.194編程驗證、撰寫設計報告（論文）2013.5.20-2013.6.55提交畢業(yè)設計報告（論文）2013.6.6共十七頁6 參考文獻1MATLAB書籍、電機節(jié)能相關書籍和文獻 2CNKI抽油機電機的學術論文和學位論文3電機學、控制電機4指導教師(jiosh)提供的相關文獻5三相異步電動機節(jié)能技術研究共十七頁謝謝(xi xie)！共十七頁內(nèi)容摘要抽油機電機節(jié)能減耗技術研究。（4）節(jié)能減耗的技術要求及其分析，選擇一到兩種有效的方案并仿真驗證。3 主要研究內(nèi)容及研究方法。(1)屬于無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬、機械特性好。(2)串級調(diào)速是在電機轉(zhuǎn)子側(cè)施加控制，其控制電壓低、控制容量小。變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率(pnl)的電能控