[实用新型]一种抽油机电动机节能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动机节能控制技术领域，尤其涉及一种抽油机电动机节能控制系统。

背景技术

抽油机电动机的抽油泵安装于抽油井中，通常位于地面下数百米深，甚至一、两千米深的位置，抽油泵与地面上驱动机构之间通过钢质的细长杆(抽油杆)连接。一般来说，长度一千米的抽油杆的重量达到4-5吨，抽油杆完成一个工作冲程，即完成一个向上再向下的工作循环，可以抽出几公斤液体。

抽油杆上升的过程中，抽油机电动机需要很大的功率，而抽油杆下降的过程中，根本不需要抽油机电动机驱动，仅仅靠抽油杆的自重就会加速向下运动，并且带动抽油机电动机的转子也相应地加速运动。当抽油机电动机的转速超过电动机同步速后，抽油机电动机就进入发电机工作状态。抽油机电动机工作于发电机工况时，自身需要消耗更多的有功功率和无功功率，而剩余的输送到电网的功率又会在线路与变压器上产生能耗。

可见，抽油机电动机的一个工作循环中存在一个需要消耗电功率的时间段与一个不需要消耗电功率的时间段。抽油机电动机断续供电的原理是根据抽油机电动机在一个冲程中实际消耗功率的变化情况对抽油机电动机进行通电与断电的控制。在抽油机电动机需要功率时，让抽油机电动机通电运行，在抽油机电动机不需要功率时，让抽油机电动机断电运行。抽油机断电运行是靠自身的重力势能释放及机构的惯性继续运行。

现有技术中，抽油机电动机的节能控制主要是断续供电与星三角变换相结合。

但是，在实际的应用当中，因为抽油机的启动困难，为了保证顺利启动，安装的电动机额定功率很大。例如，所安装的电动机的额定功率是45千瓦，而上冲程的最大功率是15～20千瓦，下冲程的功率为-1～-5千瓦，一个完整的冲程的平均功率往往只有8～10千瓦。因而即使采用这种断续供电与星三角变换相结合的节能控制方法，其平均功率因数一般也只有0.5-0.7左右，仍然不能满足抽油机电动机的节能运行要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种抽油机电动机节能控制方法和系统，以解决现有技术中平均功率因数偏低的问题。技术方案如下：

本实用新型提供一种抽油机电动机节能控制系统，应用于抽油机电动机的三相定子绕组上，包括：

第一判断单元，判断所述抽油机电动机是否适合星接；

第一动作单元，当所述第一判断单元的判断结果为是时，将所述抽油机电动机的三相定子绕组转换为星接，且将与所述三相定子绕组并联的电容器转换为星接；

第二判断单元，当所述第一动作单元动作完成后，判断所述抽油机电动机是否适合星接断续供电；

第二动作单元，当所述第二判断单元的判断结果为是时，将所述抽油机电动机进行星接断续供电；

第三判断单元，当所述第二动作单元的动作完成后，判断所述抽油机电动机是否应该角接；

第三动作单元，当所述第三判断单元的判断结果为是时，将所述抽油机电动机的三相定子绕组转换为角接，且将与所述三相定子绕组并联的电容器转换为角接；

第四判断单元，当所述第三动作单元的动作完成后，判断所述抽油机电动机是否适合角接断续供电；

第四动作单元，当所述第四判断单元的判断结果为是时，将所述抽油机电动机进行角接断续供电；

第五判断单元，当所述第四动作单元的动作完成后，判断所述抽油机电动机是否适合星接；

第五动作单元，当所述第五判断单元的判断结果为是时，由第一动作单元将所述抽油机电动机的三相定子绕组转换为星接，且将与所述三相定子绕组并联的电容器转换为星接；当所述第五判断单元的判断结果为否时，由第四判断单元继续判断所述抽油机电动机是否适合角接断续供电。

优选地，所述第一动作单元包括：

第一断电子单元，当有功功率的最大值与额定功率的比值小于预定阀值时，先断开电容器与三相定子绕组的连接，再断开三相定子绕组与电源的连接；

第一通电子单元，当所述抽油机电动机的转速与旋转磁场同步转速的差值小于预定阀值时，将抽油机电动机的三相定子绕组转换为星接，接通三相定子绕组的电源；将与三相定子绕组并联的电容器转换为星接，接通电容器与三相定子绕组的连接。

优选地，所述第二动作单元包括：

第二断电子单元，当所述有功功率的负功率或零功率的持续时长大于或等于预定时长时，先断开电容器与星接三相定子绕组的连接，再断开星接三相定子绕组的电源；

第二通电子单元，当所述抽油机电动机的转速与旋转磁场同步转速的差值小于预定阀值时，先接通星接三相定子绕组的电源；再接通电容器与星接三相定子绕组的连接。

优选地，所述第三动作单元包括：