抽油机变频节能控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种抽油机变频节能控制装置，包括逆变器、电机、输入电抗器、输入滤波器、整流电路、能量回馈装置、平波电抗器、输出电抗器、输出滤波器；输入电抗器、输入滤波器、整流电路、能量回馈装置依次电连接在逆变器的输入端，能量回馈装置与平波电抗器电连接，在逆变器的输出端和电机之间依次电连接有输出电抗器、输出滤波器；能量回馈装置与交流电网电连接，将电机发电状态产生的电能反馈到交流电网中。提供了一种有效处理抽油机下冲程时电机发电状态产生的电能，将其反馈到交流电网中，并利用高、低通滤波器有效抑制电力电子装置和其它谐波源的谐波污染问题，提高交流电网质量和系统效率，增加油产量，达到节能和提高交流电网功率因数的抽油机变频节能控制装置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种油田专用变频节能技术，特别是涉及一种将变频节能控制技术用在油田抽油机中的变频节能控制装置。
技术介绍
变频器自20世纪80年代在中国推出以来，在国民经济和日常生活中发挥着日益重要的作用，已经被广泛用于企业的工业生产以及人们的日常生活中。变频器的广泛运用，主要得益于其优良的节能特性和调速特性。中国产值能耗是世界上最高的国家之一。要解决产品能耗问题，除其它相关的技术问题需要改进外，变频调速已成为节能及提高产品质量的有效措施。油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，以风机、泵类负载为主。而我国的油田绝大部分为低能、低产油田，不像国外的油田有很强的自喷能力，大部分油要靠注水来压油入井，靠抽油机(磕头机)把油从地层中提升上来，以水换油、以电换油是目前油田的现实，耗电费用在我国的石油开采成本中占了相当大的比例。节省电耗就是直接降低石油的开采成本。目前，抽油机在采油设备中应用最为普遍，其工作原理是反复地上下提升运动，上升冲程是抽油过程，下降冲程负荷减轻，电机由于位能或惯性，其转速会超过同步速度，电机处于发电状态，电机拖动产生的能量无法被负载吸收，-->普通变频器的输入是二极管整流，能量不可能反方向流动，没有流回电网的通道，必需用电阻来就地消耗，而往复过程中势能将以再生反电势的形式冲击电网，构成内耗，污染电网，不利于电网的使用，也白白的浪费，以多耗电能为代价。这种普通变频器不但节电率低，通过调节抽油机的冲程节省的电能可能不能抵消变频器制动单元消耗的电能，与节能的目标背道而驰，而且谐波含量高，污染电网质量，降低供电系统的功率因数，达不到有效的节电效果。
技术实现思路
本技术针对现有技术的上述缺陷，提供了一种有效处理抽油机下冲程时电机发电状态产生的电能，将其反馈到交流电网中，并利用高、低通滤波器有效抑制电力电子装置和其它谐波源的谐波污染问题，提高交流电网质量和系统效率，增加油产量，达到节能和提高交流电网功率因数的抽油机变频节能控制装置。为了解决上述技术问题，本技术包括逆变器、电机、输入电抗器及滤波器、整流电路、能量回馈装置及平波电抗器和输出电抗器及滤波器；输入电抗器及滤波器包括输入电抗器和输入滤波器，能量回馈装置及平波电抗器包括能量回馈装置和平波电抗器，输出电抗器及滤波器包括输出电抗器和输出滤波器；输入电抗器、输入滤波器、整流电路、能量回馈装置依次电连接在逆变器的输入端，能量回馈装置与平波电抗器电连接，在逆变器的输出端和电机间依次电连接有输出电抗器和输出滤波器；能量回馈装置与交流电网电连接，将电机发电状-->态产生的电能反馈到交流电网中。上述输入电抗器前还设有雷击及漏电保护器。上述逆变器的输出端还接有线路滤波器。作为本技术的一种优选实施例，输出滤波器和电机间还接有噪声滤波器。本技术相对于现有技术的有益效果在于：提供了一种有效处理抽油机下冲程时电机发电状态产生的电能，将其反馈到交流电网中，并利用高、低通滤波器有效抑制电力电子装置和其它谐波源的谐波污染问题，提高交流电网质量和系统效率，增加油产量，达到节能和提高交流电网功率因数的抽油机变频节能控制装置。【附图说明】图1是本技术的方框原理示意图；图2是本技术一种优选实施例的电路原理示意图；图3是本技术另一种优选实施例的电路原理示意图；图4是未使用本技术前的交流波形图；图5是本技术输出的交流波形图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1所示，本技术包括逆变器5、电机8、输入电抗器及滤波器1、整-->流电路2、能量回馈装置及平波电抗器3和输出电抗器及滤波器6；输入电抗器及滤波器1包括输入电抗器11和输入滤波器12，能量回馈装置及平波电抗器3包括能量回馈装置31和平波电抗器32，输出电抗器及滤波器6包括输出电抗器61和输出滤波器62；输入电抗器11、输入滤波器12、整流电路2、能量回馈装置31依次电连接在逆变器5的输入端，能量回馈装置31与平波电抗器32电连接，在逆变器5的输出端和电机8间依次电连接有输出电抗器61和输出滤波器62；能量回馈装置与交流电网电连接，将电机8发电状态产生的电能反馈到交流电网中。逆变器5就是变频器，输入电抗器2的输入为交流电网。如图1所示，上述输入电抗器11前还设有雷击及漏电保护器9。雷击及漏电保护器9的输入为交流电网。雷击及漏电保护器9中的漏电保护器起漏电保护的作用，减少系统的误动作；雷击及漏电保护器9中的雷电保护器用于减少雷电冲击保护系统正常运行。如图1所示，上述逆变器5的输出端还接有线路滤波器10。作为本技术的一种优选实施例，如图2所示，输入电抗器及滤波器1包括十二个电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、三个电阻R1、R2、R3、三个不带铁芯的电感L1、L2、L3和三个带有铁芯的电感LA、LB、LC；三个电感LA、LB、LC的输入分别为交流电网的三相输出，其输出为整流电路2输入；电感L1与电容C2串联后再和电容C1并联，其一端接在交流电网的一相输出上，电感L2与电容C4串联后再和电容C3并联，其一端接在交流电网的-->另一相输出上，电感L3与电容C6串联后再和电容C5并联，其一端接在交流电网的第三相输出上，它们的另一端接在一起；电阻R1与电容C8串联后再和电容C7并联，其一端接在电感LA的输出上，电阻R2与电容C10串联后再和电容C9并联，其一端接在电感LB的输出上，电阻R3与电容C12串联后再和电容C11并联，其一端接在电感LC的输出上，它们的另一端与六个电容C1、C2、C3、C4、C5、C6接在一起；如图2所示，整流电路2采用六个二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6构成整流电路；其输入分别为三个电感LA、LB、LC的输出，其输出为平波电抗器32的输入；如图2所示，平波电抗器32包括两个带有铁芯的电感Lp1、Lp2、两个电容C13、C14和储能电容Cp，电容C13并联在两个电感Lp1、Lp2的输入端，电容C14并联在两个电感Lp1、Lp2的输出端，储能电容Cp接在两个电感Lp1、Lp2的抽头端，两个电感Lp1、Lp2的输入为整流电路2的输出，其输出为能量回馈装置31的输入；能量回馈装置31包括六个晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6和变压器T，六个所述晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6构成有源逆变器电路，变压器T为升压电压器，六个晶闸管SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6的输入为两个电感Lp1、Lp2的输出，其输出给变压器T提供输入，变压器T的输出与交流电网电连接；如图2所示，逆变器5包括六个双晶体管Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12，六个-->双晶体管Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12的输入接储能电容Cp的两端，其输出为输出电抗器及滤波器6的输入；如图2所示，输出电抗器及滤波器6包括三个不带铁芯的电感L4、L5、L6、六个电容C18、C19、C20、C21、C22、C23和三个电阻R7、R8、R9；三个电感L4、L5、L6的输入为逆变器5的输出，其输出给电机8提供输入；三个电容C19本文档来自技高网...

【技术保护点】
抽油机变频节能控制装置，包括逆变器（５）和电机（８），其特征在于：还包括输入电抗器及滤波器（１）、整流电路（２）、能量回馈装置及平波电抗器（３）和输出电抗器及滤波器（６）；所述输入电抗器及滤波器（１）包括输入电抗器（１１）和输入滤波器（１２），所述能量回馈装置及平波电抗器（３）包括能量回馈装置（３１）和平波电抗器（３２），所述输出电抗器及滤波器（６）包括输出电抗器（６１）和输出滤波器（６２）；所述输入电抗器（１１）、所述输入滤波器（１２）、所述整流电路（２）、所述能量回馈装置（３１）依次电连接在所述逆变器（５）的输入端，所述能量回馈装置（３１）与所述平波电抗器（３２）电连接，在所述逆变器（５）的输出端和所述电机（８）之间依次电连接有所述输出电抗器（６１）和所述输出滤波器（６２）；所述能量回馈装置与交流电网电连接，将所述电机（８）发电状态产生的电能反馈到所述交流电网中。

【技术特征摘要】
1.抽油机变频节能控制装置，包括逆变器(5)和电机(8)，其特征在于：还包括输入电抗器及滤波器(1)、整流电路(2)、能量回馈装置及平波电抗器(3)和输出电抗器及滤波器(6)；所述输入电抗器及滤波器(1)包括输入电抗器(11)和输入滤波器(12)，所述能量回馈装置及平波电抗器(3)包括能量回馈装置(31)和平波电抗器(32)，所述输出电抗器及滤波器(6)包括输出电抗器(61)和输出滤波器(62)；所述输入电抗器(11)、所述输入滤波器(12)、所述整流电路(2)、所述能量回馈装置(31)依次电连接在所述逆变器(5)的输入端，所述能量回馈装置(31)与所述平波电抗器(32)电连接，在所述逆变器(5)的输出端和所述电机(8)之间依次电连接有所述输出电抗器(61)和所述输出滤波器(62)；所述能量回馈装置与交流电网电连接，将所述电机(8)发电状态产生的电能反馈到所述交流电网中。2.根据权利要求1所述的抽油机变频节能控制装置，其特征在于：所述输入电抗器(11)前还设有雷击及漏电保护器(9)。3.根据权利要求1所述的抽油机变频节能控制装置，其特征在于：所述逆变器(5)的输出端还接有线路滤波器(10)。4.根据权利要求1所述的抽油机变频节能控制装置，其特征在于：所述输入电抗器及滤波器(1)包括十二个电容(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12)、三个电阻(R1、R2、R3)、三个不带铁芯的电感(L1、L2、L3)和三个带有铁芯的电感(LA、LB、LC)；三个所述电感(LA、LB、LC)的输入分别为所述交流电网的三相输出，其输出为所述整流电路(2)输入；所述电感(L1)与所述电容(C2)串联后再和所述电容(C1)并联，其一端接在所述交流电网的一相输出上，所述电感(L2)与所述电容(C4)串联后再和所述电容(C3)并联，其一端接在所述交流电网的另一相输出上，所述电感(L3)与所述电容(C6)串联后再和所述电容(C5)并联，其一端接在所述交流电网的第三相输出上，它们的另一端接在一起；所述电阻(R1)与所述电容(C8)串联后再和所述电容(C7)并联，其一端接在所述电感(LA)的输出上，所述电阻(R2)与所述电容(C10)串联后再和所述电容(C9)并联，其一端接在所述电感(LB)的输出上，所述电阻(R3)与所述电容(C12)串联后再和所述电容(C11)并联，其一端接在所述电感(LC)的输出上，它们的另一端与六个所述电容(C1、C2、C 3、C4、C5、C6)接在一起；所述整流电路(2)采用六个二极管(D1、D2、D3、D4、D5、D6)构成整流电路；其输入分别为三个所述电感(LA、LB、LC)的输出，其输出为所述平波电抗器(32)的输入；所述平波电抗器(32)包括两个带有铁芯的电感(Lp1、Lp2)、两个电容(C13、C14)和储能电容(Cp)，所述电容(C13)并联在两个所述电感(Lp1、Lp2)的输入端，所述电容(C14)并联在两个所述电感(Lp1、Lp2)的输出端，所述储能电容(Cp)接在两个所述电感(Lp1、Lp2)的抽头端，两个所述电感(Lp1、Lp2)的输入为所述整流电路(2)的输出，其输出为所述能量回馈装置(31)的输入；所述能量回馈装置(31)包括六个晶闸管(SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6)和变压器(T)，六个所述晶闸管(SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6)构成有源逆变器电路，所述变压器(T)为升压电压器，六个所述晶闸管(SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6)的输入为两个电感(Lp1、Lp2)的输出，其输出给所述变压器(T)提供输入，所述变压器(T)的输出与所述交流电网电连接；所述逆变器(5)包括六个双晶体管(Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12)，六个所述双晶体管(Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12)的输入接所述储能电容(Cp)的两端，其输出为所述输出电抗器及滤波器(6)的输入；所述输出电抗器及滤波器(6)包括三个不带铁芯的电感(L4、L5、L6)、六个电容(C18、C19、...

【专利技术属性】
技术研发人员：许光旭，颜晓英，张元，饶腊根，金赫，
申请(专利权)人：东莞市友美电源设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]