控制抽油机变频器运行的装置制造方法及图纸

本申请公开了一种控制抽油机变频器运行的装置，属于石油装备领域。所述装置包括：速度传感器、采集电路、单片机和控制电路；所述速度传感器设置在电动机上，所述速度传感器、所述采集电路、所述单片机、所述控制电路和变频器依次相连，所述变频器与所述电动机相连。该装置可以控制变频器仅在电动机静止状态下启动及在启动过程中自适应调整运行频率，避免电动机出现过流或过载的问题，以延长电动机的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
控制抽油机变频器运行的装置
本申请涉及石油装备领域，特别涉及一种控制抽油机变频器运行的装置。
技术介绍
在油田生产作业过程中，为了降低抽油机出现故障的可能性，延长抽油机的使用寿命，在抽油机上广泛应用了变频器。通过调整变频器的频率，可以改变电动机的转速。相关技术中，变频器与电动机之间通过单向电缆连接，变频器的频率可以由人为调整设定。然而，目前变频器在抽油机井频繁自动启动时，是按照固定加速度启动的，由于变频器无法得知电动机是否处于静止状态，也无法获取抽油机停机位置，因而如果电动机仍处于运动状态或者抽油机处于负载重的阶段时启动变频器，易造成电动机出现过流或过载的问题，进而影响电动机的使用寿命。
技术实现思路
鉴于此，本申请提供一种控制抽油机变频器运行的装置，使得变频器可以仅在电动机静止状态下启动及在启动过程中自适应调整运行频率，以延长电动机的使用寿命。具体而言，包括以下的技术方案：本申请实施例提供了一种控制抽油机变频器运行的装置，所述装置包括：速度传感器、采集电路、单片机和控制电路；所述速度传感器设置在电动机上，所述速度传感器、所述采集电路、所述单片机、所述控制电路和变频器依次相连，所述变频器与所述电动机相连；其中，所述速度传感器，用于获取电动机的运行速度，将所述运行速度转换成第一速度信号，并将所述第一速度信号传送给所述采集电路；所述采集电路，用于放大所述第一速度信号，得到第二速度信号，并将所述第二速度信号传送给所述单片机；所述单片机，用于调制所述第二速度信号，得到第一运行指令信号和第一速度指令信号，并将所述第一运行指令信号和所述第一速度指令信号传送至所述控制电路；所述控制电路，用于放大所述第一运行指令信号和所述第一速度指令信号，得到第二运行指令信号和第二速度指令信号，并将所述第二运行指令信号和所述第二速度指令信号传送至所述变频器。在一种可能的设计中，所述速度传感器包括：齿圈和传感头；所述齿圈套设在所述电动机的转轴上；所述传感头固定在所述电动机的外壳上，并位于所述齿圈的上部。在一种可能的设计中，所述传感头与所述齿圈之间的距离小于1mm。在一种可能的设计中，所述速度传感器为双头型高精度速度传感器，所述第一速度信号为正交方波信号。在一种可能的设计中，所述采集电路包括：第一开漏输出电路和第二开漏输出电路；所述第一开漏输出电路的输入端与所述速度传感器的第一输出端连接，所述第一开漏输出电路的输出端与所述单片机的第一输入端连接；所述第二开漏输出电路的输入端与所述速度传感器的第二输出端连接，所述第二开漏输出电路的输出端与所述单片机的第二输入端连接。在一种可能的设计中，所述第一开漏输出电路包括第一电阻、第二电阻和第一三极管；所述第一电阻的一端与所述速度传感器的第一输出端连接；所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端均与所述第一三极管的栅极连接，所述第一三极管的第一极与所述单片机的第一输入端连接，所述第一三极管的第二极和所述第二电阻的另一端与地端连接。在一种可能的设计中，所述第二开漏输出电路包括第三电阻、第四电阻和第二三极管；所述第三电阻的一端与所述速度传感器的第二输出端连接；所述第三电阻的另一端和所述第四电阻的一端均与所述第二三极管的栅极连接，所述第二三极管的第一级与所述单片机的第二输入端连接，所述第二三极管的第二极和所述第四电阻的另一端与地端连接。在一种可能的设计中，所述控制电路包括第三开漏输出电路和模拟量放大跟随电路；所述第三开漏输出电路的输入端与所述单片机的第一输出端连接，所述第三开漏输出电路的输出端与所述变频器的第一输入端连接；所述模拟量放大跟随电路的输入端与所述单片机的第二输出端连接，所述模拟量放大跟随电路的输出端与所述变频器的第二输入端连接。在一种可能的设计中，所述第三开漏输出电路包括第五电阻、第六电阻和第三三极管；所述第五电阻的一端与所述单片机的第一输出端连接；所述第五电阻的另一端和所述第六电阻的一端均与所述第三三极管的栅极连接，所述第三三极管的第一极与所述变频器的第一输入端连接，所述第三三极管的第二极和所述第六电阻的另一端与地端连接。在一种可能的设计中，所述模拟量放大跟随电路包括运算放大器；所述运算放大器的第一输入端与所述单片机的第二输出端连接，所述运算放大器的第二输入端和所述运算放大器的输出端均与所述变频器的第二输入端连接。在一种可能的设计中，所述装置还包括：控制柜；所述采集电路、所述单片机和所述控制电路设置在所述控制柜内。本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：通过速度传感器获取电动机的运行速度，速度传感器将电动机的运行速度转换成第一速度信号，采集电路将第一速度信号放大后将放大得到的第二速度信号传输至单片机，通过单片机对第二速度信号进行调制，得到第一运行指令信号和第一速度指令信号，并将第一运行指令信号和第一速度指令信号传送至控制电路，控制电路将第一运行指令信号和第一速度指令信号放大后将放大得到的第二运行指令信号和第二速度指令信号传送至变频器，变频器可以根据第二运行指令信号和第二速度指令信号确定是否启动及启动过程中的频率。通过本装置可以控制变频器仅在电动机静止状态下启动及在启动过程中自适应调整运行频率，避免电动机出现过流或过载的问题，以延长电动机的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的第一种控制抽油机变频器运行的装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的第二种控制抽油机变频器运行的装置的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种控制抽油机变频器运行的装置中速度传感器、采集电路、单片机与控制电路之间的连接关系图；图4为本申请实施例提供的第三种控制抽油机变频器运行的装置的结构示意图。图中的附图标记分别表示：1-速度传感器，11-齿圈，12-传感头，2-采集电路，21-第一开漏输出电路，211-第一电阻，212-第二电阻，213-第一三极管，22-第二开漏输出电路，221-第三电阻，222-第四电阻，223-第二三极管，3-单片机，4-控制电路，41-第三开漏输出电路，411-第五电阻，412-第六电阻，413-第三三极管，42-模拟量放大跟随电路，421-运算放大器，5-电动机，51-转轴，6-变频器，7-控制柜。通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制抽油机变频器运行的装置，其特征在于，所述装置包括：速度传感器(1)、采集电路(2)、单片机(3)和控制电路(4)；/n所述速度传感器(1)设置在电动机(5)上，所述速度传感器(1)、所述采集电路(2)、所述单片机(3)、所述控制电路(4)和变频器(6)依次相连，所述变频器(6)与所述电动机(5)相连；/n其中，所述速度传感器(1)，用于获取电动机(5)的运行速度，将所述运行速度转换成第一速度信号，并将所述第一速度信号传送给所述采集电路(2)；/n所述采集电路(2)，用于放大所述第一速度信号，得到第二速度信号，并将所述第二速度信号传送给所述单片机(3)；/n所述单片机(3)，用于调制所述第二速度信号，得到第一运行指令信号和第一速度指令信号，并将所述第一运行指令信号和所述第一速度指令信号传送至所述控制电路(4)；/n所述控制电路(4)，用于放大所述第一运行指令信号和所述第一速度指令信号，得到第二运行指令信号和第二速度指令信号，并将所述第二运行指令信号和所述第二速度指令信号传送至所述变频器(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制抽油机变频器运行的装置，其特征在于，所述装置包括：速度传感器(1)、采集电路(2)、单片机(3)和控制电路(4)；
所述速度传感器(1)设置在电动机(5)上，所述速度传感器(1)、所述采集电路(2)、所述单片机(3)、所述控制电路(4)和变频器(6)依次相连，所述变频器(6)与所述电动机(5)相连；
其中，所述速度传感器(1)，用于获取电动机(5)的运行速度，将所述运行速度转换成第一速度信号，并将所述第一速度信号传送给所述采集电路(2)；
所述采集电路(2)，用于放大所述第一速度信号，得到第二速度信号，并将所述第二速度信号传送给所述单片机(3)；
所述单片机(3)，用于调制所述第二速度信号，得到第一运行指令信号和第一速度指令信号，并将所述第一运行指令信号和所述第一速度指令信号传送至所述控制电路(4)；
所述控制电路(4)，用于放大所述第一运行指令信号和所述第一速度指令信号，得到第二运行指令信号和第二速度指令信号，并将所述第二运行指令信号和所述第二速度指令信号传送至所述变频器(6)。


2.根据权利要求1所述的控制抽油机变频器运行的装置，其特征在于，所述速度传感器(1)包括：齿圈(11)和传感头(12)；
所述齿圈(11)套设在所述电动机(5)的转轴(51)上；
所述传感头(12)固定在所述电动机(5)的外壳上，并位于所述齿圈(11)的上部。


3.根据权利要求2所述的控制抽油机变频器运行的装置，其特征在于，所述传感头(12)与所述齿圈(11)之间的距离小于1mm。


4.根据权利要求1所述的控制抽油机变频器运行的装置，其特征在于，所述速度传感器(1)为双头型高精度速度传感器，所述第一速度信号为正交方波信号。


5.根据权利要求1所述的控制抽油机变频器运行的装置，其特征在于，所述采集电路(2)包括：第一开漏输出电路(21)和第二开漏输出电路(22)；
所述第一开漏输出电路(21)的输入端与所述速度传感器(1)的第一输出端连接，所述第一开漏输出电路(21)的输出端与所述单片机(3)的第一输入端连接；
所述第二开漏输出电路(22)的输入端与所述速度传感器(1)的第二输出端连接，所述第二开漏输出电路(22)的输出端与所述单片机(3)的第二输入端连接。


6.根据权利要求5所述的控制抽油机变频器运行的装置，其特征在于，所述第一开漏输出电路(21)包括第一电阻(211)、第二电阻(212)和第一三极管(213)；
所述第一电阻(211)的一端与所述速度传感器(1)的第一输出端连接；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春保，刘新宇，韩名廷，马金旭，兰海涛，张玉冰，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11