抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能減耗技術(shù)研究1

1、抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能(ji nn)減耗技術(shù)研究姓名(xngmng)： 指導(dǎo)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(jī)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(jī)負(fù)載一般呈周期性波動，負(fù)載率又低， 因而抽油機(jī)系統(tǒng)的效率很低， 據(jù)統(tǒng)計最高不過30%， 電能浪費(fèi)嚴(yán)重。本論文的目的在于結(jié)合目前抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能減耗的需求設(shè)計出抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能的技術(shù)方法。共十七頁 我國電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率低，能耗高，主要是電動機(jī)及被拖動設(shè)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(wù)概況（1）調(diào)

2、研分析抽油機(jī)電機(jī)的工作特性，重點(diǎn)是傳統(tǒng)的常規(guī)游梁抽油機(jī)用電機(jī)；（2）研究分析抽油機(jī)電機(jī)耗能的原因；（3）研究抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能的技術(shù)方法和措施；（4）節(jié)能減耗的技術(shù)要求及其分析，選擇一到兩種有效(yuxio)的方案并仿真驗(yàn)證；（5）編寫程序驗(yàn)證，比較得出較好的節(jié)能方法；（6）撰寫設(shè)計報告（論文）并準(zhǔn)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(jī)電機(jī)的工作特性 游梁抽油機(jī)就是將曲柄的圓周運(yùn)動抽油機(jī)的往復(fù)直線運(yùn)動。當(dāng)上沖程時，抽油機(jī)要提升原油和抽油桿柱，抽油機(jī)的載荷很大；當(dāng)下沖程時，抽油桿柱的動力拉動抽油機(jī)運(yùn)動。由于(yuy)游梁抽油機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的限制，抽油機(jī)在一個工作循環(huán)中，

3、電動機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動很大。在一個工作循環(huán)中，負(fù)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(fù)轉(zhuǎn)矩，負(fù)轉(zhuǎn)矩將拖動電動機(jī)運(yùn)行，使點(diǎn)電動機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)。共十七頁3.2 抽油機(jī)電機(jī)(dinj)耗能原因游梁式抽油機(jī)是石油開采的主要設(shè)備，也是主要耗能設(shè)備，其驅(qū)動電機(jī)負(fù)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(jī)要求電動機(jī)（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(jī)能夠順利起動。（2）抽油機(jī)一旦運(yùn)行起來，只需要較小的運(yùn)動功率，一般是電動機(jī)額定功率的1/3左右。因此要求電動機(jī)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(jī)能夠滿足起動要求，但電動機(jī)運(yùn)行時負(fù)載率就很低，電動機(jī)處于“大馬拉小車(xioch)”的狀態(tài)，造成運(yùn)行效率和功率因數(shù)都很低。這就是游梁抽油機(jī)系統(tǒng)效率低的主要原因。共十七頁3.3 機(jī)械特性配合(pih)的節(jié)能原理超高轉(zhuǎn)差電動機(jī)有較高起動轉(zhuǎn)矩，降低功率等級，提高負(fù)載(fzi)率超高轉(zhuǎn)差率電動機(jī)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(jī)與負(fù)載機(jī)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(jī)能耗不變的情況下，增加產(chǎn)量，這就是機(jī)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(shè)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(dǎo)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(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)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(jī)的電磁功率，從而改變理想空載轉(zhuǎn)速。當(dāng)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(diǎn)(1)屬于無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬、機(jī)械特性好。(2)串級調(diào)速是在電機(jī)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(shù)，與傳統(tǒng)

6、移相控制相比，其諧波和功率因數(shù)等指標(biāo)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(dǎo)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(shí)現(xiàn)電動機(jī)電壓和頻率的平滑變化(binhu)。變頻器的調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)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(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對數(shù)），通過改變電動機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)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(diǎn) 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(diǎn)有待改進(jìn)；變頻調(diào)速成本較高；輸出的PWM波，會造成電機(jī)、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(jī)軸的壽命。共十七頁4 預(yù)期(yq)結(jié)果(1)完成開題報告和開題答辯；(2)按照任務(wù)要求完成抽油機(jī)電機(jī)能耗原因分析(fnx)并研究抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能技術(shù)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(yàn)證;(4)按照西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范的要求和格式，完成設(shè)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(jìn)程(jn

8、chng)安排表1 設(shè)計（論文）的進(jìn)程(jnchng)安排序號設(shè)計（論文）各階段內(nèi)容起止日期1認(rèn)真仔細(xì)閱讀設(shè)計任務(wù)書，充分準(zhǔn)確理解設(shè)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(xué)習(xí)常規(guī)游梁抽油機(jī)電機(jī)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(shù)要求及其分析，選擇一種有效的方案并仿真驗(yàn)證；2013.4.29-2013.5.194編程驗(yàn)證、撰寫設(shè)計報告（論文）2013.5.20-2013.6.55提交畢業(yè)設(shè)計報告（論文）2013.6.6共十七頁6 參考文獻(xiàn)1MATLAB書籍、電機(jī)節(jié)能相關(guān)書籍和文獻(xiàn) 2CNKI抽油機(jī)電機(jī)的學(xué)術(shù)論文和學(xué)位論文3電機(jī)學(xué)、控制電機(jī)4指導(dǎo)教師(jiosh)提供的相關(guān)文獻(xiàn)5三相異步電動機(jī)節(jié)能技術(shù)研究共十七頁謝謝(xi xie)！共十七頁內(nèi)容摘要抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能減耗技術(shù)研究。（4）節(jié)能減耗的技術(shù)要求及其分析，選擇一到兩種有效的方案并仿真驗(yàn)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(jī)械特性好。(2)串級調(diào)速是在電機(jī)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(dǎo)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