电泵电机工作参数记录及控制器制造技术

本实用新型专利技术主要由线绕电阻（１）、线绕电阻（２）、线绕电阻（３）、三相电压互感器（４）、整形放大电路（５）、功率因数处理电路（６）、模数转换及处理电路（７）、控制电路（８）、显示键盘电路（１０）以及指示灯电路（１１）组成，在模数转换及处理电路（７）单片机Ｕ７的ＴＸＤ端连接了标准ＲＳ－２３２Ｃ电平转换接口电路（９）；主要用于电泵机组的自动控制，采集、记录和回放电泵机组工作时的三相电流、电压和功率因数，为电泵机组的工况分析和诊断提供基础数据。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电泵电机工作参数记录及控制器，属于石油工程自动控制仪器类。电动潜油离心泵(简称电泵)，是石油工程用于采油的主要设备之一，要使电泵良好地工作，有效地延长其工作寿命，除了对电泵电机进行自动控制(包括过载、欠载、单相保护和自动启动)外，还需要连续采集、存贮电泵电机工作时的三相电流、三相电压和三相功率因数，用以及时、全面地进行电泵机组的工况诊断。目前国内电泵电机工况控制仪器一直沿用电泵井电机保护控制仪(简称PCC)。该仪器主要由电流互感器、整形放大电路、多路模拟开关、模数转换器、单片机、EPROM、RAM存贮芯片、键盘、数码管显示器、光耦合双向可控硅驱动器、双向可控硅、后备电源、发光二极管、光电耦合器组成，不能连续存贮所采集的三相电流值，也不能对电机工作时的三相电压和三相功率因数进行采集和存贮，没有和外界的通讯口，不能实现与计算机之间的数据通讯。根据现场需要，电泵电机的工况监测方面还存在以下问题1、电流曲线能直接反映电泵和电机的工况，但电流的记录目前仍采用卡片，它的缺点主要表现在(1).需要定期更换电流卡片，上电流记录仪发条，否则记录不准。(2).因电流卡片的规格不一和所采用刻度的局限，无法将电流量数字化和进行定量分析。(3).卡片只能记录单相电流，实际上电泵电机在三相电流下工作。2、不能采集和记录电压及功率因数，因此无法对电泵电机的输入输出功率、电压的波动情况进行分析。本技术的目的是提供一种电泵电机工作参数记录及控制器，用于电泵机组工作时对其工作参数进行记录和对电泵机组的工况进行自动控制的石油专业化智能仪器。其功能除对电泵机组进行自动控制外，根据现场的不同需要，可以对电机工作时的三相电流进行采集、存贮、回放，也可以对电机工作时的三相电流、三相电压和三相功率因数进行采集、存贮和回放。除具有PCC的功能外，该技术还有以下特点1、可以存贮所采集的三相电流；2、如果需要，还可以采集和存贮三相电压和三相功率因数；3、所存贮的数据可通讯到有标准串行通讯口RS-232C的设备。实现以上目的所采用的方法是本技术主要由线绕电阻、三相电压互感器、整形放大电路、功率因数处理电路、模数转换及处理电路、控制电路、显示和键盘电路以及指示灯电路等组成。在模数转换及处理电路单片机U7的TXD端连接了标准RS-232C电平转换接口电路，将U7的TXD输出的TTL电平转换成标准RS-232C电平，实现与有标准串行通讯口RS-232C的设备之间的通讯。电泵电机工作参数记录及控制器采用了三相电压互感器，其三个输入端和电泵工作的三相电压VAI、VBI、VCI相接，三相电压互感器把电机的三相电压转换成三相电压信号，由三个输出端分别输出。其中，IAI、IBI、ICI是电泵控制屏内三相电流互感器输出的电流信号，分别连接到三个线绕电阻1、2、3，线绕电阻的另一端接地，经线绕电阻后形成电压信号IAX、IBX、ICX，IAX、IBX和ICX接到整形放大电路和功率因数处理电路；VAI、VBI、VCI是电泵工作的三相电压，和三相电压互感器的输入端相接，三相电压互感器把电机工作的三相电压转换成三相电压信号VAX、VBX和VCX，分别由三相电压互感器的输出端输出，并连接到整形放大电路和功率因数处理电路。控制电路上的ZD0、SD0、JSC1和JSC2接到控制屏上，JSC1接110V交流电源，JSC2接到控制屏真空接触器电源输入端，ZD0和SD0接控制屏的开关位置信号，如果控制屏开关在“手动”位，则SD0上有电压信号输入，如果控制屏开关在“自动”位，则ZD0上有电压信号输入，如果控制屏开关在“停”位，则ZD0和SD0上均无信号输入；JSC2接通时，真空接触器闭合，电泵运行，否则，电泵停止运行。功率因数处理电路由模拟开关U4(4066)、运放U5、U6(LM324)、电阻R37～R57、电容C7、C8、C9和电位器P9、P7、P8构成。A相功率因数的处理电路和方法由R38、R39、R40和U5A构成的零比较电路把IAX转换成方波，对U4A起开关作用，使VAX通过或截止，连结方法为R38一端接IAX信号，另一端接U5A的负端，U5A的正端接地，U5A的输出端接电阻R39，R39的另一端接到R40的一端和U4A的控制端，R40的另一端与R41的一端和地相连，R37的一端和VAX相连；另一端接U4A的输入端，U4A的输出端和R49的一端相连；由R42、R41、R49、P7、C7和U5B构成的积分滤波电路对通过U4A的VAX信号进行处理，连结方法为R49的一端与U4A输出端相连，另一端与U5B的负端、R42的一端和C7的负极相连，R42的另一端和电位器P7相连，电位器的可变端和电位器的另一端、C7的正极和运放U5B的输出端相连，R41的一端和R40相连，R41的另一端和U5B的正极相连。IAX和VAX经过处理后，形成A相电流和A相电压的相位差信号PAO(功率因数信号)，送到电路7的模数转换器U8进行处理，处理后计算出A相功率因数(A相功率因数为PAO模数转换后的值和VAO模数转换后的值之比)。B相和C相的功率因数处理电路和方法与A相完全相同，U4B和U4C分别相当于U4A，R43和R51分别相当于R37，R44和R52分别相当于R38，R45和R53分别相当于R39，R46和R54分别相当于R40，R57和R48分别相当于R42，R50和R56分别相当于R49，R47和R55分别相当于R41，U5C和U6A分别相当于U5A，U5D和U6B分别相当于U5B，C8和C9分别相当于C7，P8和P9分别相当于P7；IBX、VBX、ICX、VCX经处理后形成PBO和PCO，分别由U5B和U6B的输出端输出。在系统软件方面采取了以下措施1、防干扰中值处理模块对同一参数连续采集三个样，并进行比较，舍去上下数，取中间数进行处理，以软件的方式实现抗干扰数字滤波。2、在数据处理模块中，对所采集的三相电流值分别和上次的三相电流值进行比较，其绝对值超出整定的电流波动幅值，则存本次采集的数据。即如果| Io(i)-In(i)|＞ε，则存贮数据。式中i＝1，2，3相序；Io(i)----上次采集的i相电流；In(i)----本次采集的i相电流；ε--------整定的电流波动幅值。这样，可以对电流的波动情况进行记录，克服了定时记录时不能记录电流波动的不足，也克服了对所采集的数据全部进行记录时所需要内存太大的问题。3、在数据存贮模块中，存贮任一数据的地址＝上次存贮地址+1，存贮地址初始化为100H。这样，保证所存数据在地址空间上的连续和互不覆盖。存贮方法设定为定时存，即经过一定的时间间隔存一组数据，在存贮每一组数据的同时，也存仪器相应的工作时间。工作过程如下将三相电压互感器和线绕电阻1、2、3形成的三相电压信号VAX、VBX、VCX和三相电流信号IAX、IBX、ICX经整形放大电路、功率因数处理电路后，形成三相电流、三相电压和三相功率因数信号，送往模数转换及处理电路，由模数转换器U8完成模数转换(如果单片机具有模数转换器，则不再需要外接模数转换器)，将转换过的数字信号送到单片机U7，然后，对该信号进行运算，处理；当发现电泵机组在工作中出现如过载、欠载、缺相等本文档来自技高网...

【技术保护点】
电泵电机工作参数记录及控制器，它主要由线绕电阻（１）、线绕电阻（２）、线绕电阻（３）、三相电压互感器（４）、整形放大电路（５）、功率因数处理电路（６）、模数转换及处理电路（７）、控制电路（８）、显示键盘电路（１０）以及指示灯电路（１１）组成，其特征在于：在模数转换及处理电路（７）单片机Ｕ７的ＴＸＤ端连接了标准ＲＳ－２３２Ｃ电平转换接口电路（９）。

【技术特征摘要】
CN 1994-8-31 94221051.41.电泵电机工作参数记录及控制器，它主要由线绕电阻(1)、线绕电阻(2)、线绕电阻(3)、三相电压互感器(4)、整形放大电路(5)、功率因数处理电路(6)、模数转换及处理电路(7)、控制电路(8)、显示键盘电路(10)以及指示灯电路(11)组成，其特征在于在模数转换及处理电路(7)单片机U7的TXD端连接了标准RS-232C电平转换接口电路(9)。2.根据权利要求1所说的电泵电机工作参数记录及控制器，其特征在于标准RS-232C电平转换接口电路(9)由电平转换器U17，9针插头JP2、电容C13～C16等构成；U17的R1IN和T1OUT与JP2相连，U17的R1OUT和单片机U7的RXD端相连，U17的T1IN和单片机U7的TXD端相连；U17的V-端接C16的负极；C16的正极接电源，U17的V+端接电容C15的正极，C15的负极接地，U17的C2-和C14的正极相连，C2+和C14的负极相连，U17的C1-和C13的正极相连，U17的C1+和C13的负极相连；JP2的一脚接地。3.根据权利要求1或2所说的电泵电机工作参数记录及控制器，其特征在于，该控制器所采用的三相电压互感器(4)的三个输入端和电泵工作的三相电压VAI、VBI、VCI相接。4.根据权利要求3所说的电泵电机工作参数记录及控制器，其特征在于功率因数处理电路(6)由模拟开关U4、运放U5、U6、电阻R37～R57、电容C7、C8、C...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈合堂，周江，石步乾，祝川玉，
申请(专利权)人：河南石油勘探局采油工艺研究所，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]