抽油机电机节能减耗技术研究1

1、抽油机电机节能(ji nn)减耗技术研究姓名(xngmng)： 指导教师： 共十七页1、毕业论文题目研究的目的及意义 抽油机是石油行业的用电大户(dh)，其用电量约占油田总用电量的40% 左右，其节能前景十分可观。由于抽油机负载一般呈周期性波动，负载率又低， 因而抽油机系统的效率很低， 据统计最高不过30%， 电能浪费严重。本论文的目的在于结合目前抽油机电机节能减耗的需求设计出抽油机电机节能的技术方法。共十七页 我国电机系统运行效率低，能耗高，主要是电动机及被拖动设备本身效率低，另外系统匹配和调节方式(fngsh)不合理造成系统效率低。共十七页2 毕业论文(b y ln wn)任务概况（1）调

2、研分析抽油机电机的工作特性，重点是传统的常规游梁抽油机用电机；（2）研究分析抽油机电机耗能的原因；（3）研究抽油机电机节能的技术方法和措施；（4）节能减耗的技术要求及其分析，选择一到两种有效(yuxio)的方案并仿真验证；（5）编写程序验证，比较得出较好的节能方法；（6）撰写设计报告（论文）并准备毕业答辩。共十七页3 主要研究内容(nirng)及研究方法3.1抽油机电机的工作特性 游梁抽油机就是将曲柄的圆周运动抽油机的往复直线运动。当上冲程时，抽油机要提升原油和抽油杆柱，抽油机的载荷很大；当下冲程时，抽油杆柱的动力拉动抽油机运动。由于(yuy)游梁抽油机机械机构的限制，抽油机在一个工作循环中，

3、电动机负载转矩波动很大。在一个工作循环中，负载转矩有较高的“峰值”和较深的“低谷”。低估中横轴下面部分即为负转矩，负转矩将拖动电动机运行，使点电动机进入发电状态。共十七页3.2 抽油机电机(dinj)耗能原因游梁式抽油机是石油开采的主要设备，也是主要耗能设备，其驱动电机负载率通常都小于30。这种情况的存在，使电能的利用率降低，增加了电能的损耗。 抽油机要求电动机（1）要有较大的起动转矩(q dn zhun j)，以便克服平衡块的惯性，使抽油机能够顺利起动。（2）抽油机一旦运行起来，只需要较小的运动功率，一般是电动机额定功率的1/3左右。因此要求电动机有较宽的效率曲线和功率因数曲线。 共十七页上

4、面（1）和（2）的要求是一个矛盾，选用功率较大的电动机能够满足起动要求，但电动机运行时负载率就很低，电动机处于“大马拉小车(xioch)”的状态，造成运行效率和功率因数都很低。这就是游梁抽油机系统效率低的主要原因。共十七页3.3 机械特性配合(pih)的节能原理超高转差电动机有较高起动转矩，降低功率等级，提高负载(fzi)率超高转差率电动机的软特性可以改善系统配合，提高系统效率通过电动机与负载机械特性的合理配合，改善系统配合，提高系统效率，在电动机能耗不变的情况下，增加产量，这就是机械特性配合的节能原理。共十七页3.4 串级调速节能(ji nn)原理现代串级调速把逆变角固定下来并设在最小值，产

5、生一恒定的附加直流反电势，等效电势大小的调节由斩波器来完成。通过调节斩波器导通时间与斩波周期的比率(即占空比或PWM调制脉宽)，来改变串人转子回路的等效电势的大小，从而改变转子电流和转差率，达到调节电机的目的。串级调速的功率控制(kngzh)原理是：从转子入手控制异步机的电磁功率，从而改变理想空载转速。当转子的部分功率被移出，总的电磁功率减小，理想空载转速降低，是一种低同步调速系统。共十七页串接调速优点(1)属于无级调速，调速范围宽、机械特性好。(2)串级调速是在电机转子侧施加控制，其控制电压低、控制容量小。(3)调速装置(zhungzh)自身功耗小，效率高。(4)直流回路斩波控制技术，与传统

6、移相控制相比，其谐波和功率因数等指标具有明显的优势。共十七页3.5 变频器调节的节能(ji nn)原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。它是按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度或幅度，以调节输出量和波形的,从而实现电动机电压和频率的平滑变化(binhu)。变频器的调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系： n=60f(1-s)/p（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数），通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。共十七页节能原理(yunl)分析1.变频降速节能2.动态调整节能3.通过变频自身的V/F

7、功能节电4.变频器自带软启动节能5.提高功率因数节能变频调速节能的缺点 变频调速虽然具有了较好的节能减耗效果， 但是其还存在一些缺点有待改进；变频调速成本较高；输出的PWM波，会造成电机、电缆的额外( wi)发热；共模电压的产生有可能会降低电机轴的寿命。共十七页4 预期(yq)结果(1)完成开题报告和开题答辩；(2)按照任务要求完成抽油机电机能耗原因分析(fnx)并研究抽油机电机节能技术方法；(3)提出一至两种有效的节能方案，完成各种参数计算和仿真验证;(4)按照西南石油大学本科毕业设计（论文）撰写规范的要求和格式，完成设计报告，提交按照要求装订规范的报告和电子文档；共十七页5 时间进程(jn

8、chng)安排表1 设计（论文）的进程(jnchng)安排序号设计（论文）各阶段内容起止日期1认真仔细阅读设计任务书，充分准确理解设计要求和意图，广泛查阅、收集资料，确定方案，开题报告；2013.3.31-2013.4.142学习常规游梁抽油机电机的工作特性，分析其能耗原因及其节能措施；2013.4.15-2012.4.283节能减耗的技术要求及其分析，选择一种有效的方案并仿真验证；2013.4.29-2013.5.194编程验证、撰写设计报告（论文）2013.5.20-2013.6.55提交毕业设计报告（论文）2013.6.6共十七页6 参考文献1MATLAB书籍、电机节能相关书籍和文献 2CNKI抽油机电机的学术论文和学位论文3电机学、控制电机4指导教师(jiosh)提供的相关文献5三相异步电动机节能技术研究共十七页谢谢(xi xie)！共十七页内容摘要抽油机电机节能减耗技术研究。（4）节能减耗的技术要求及其分析，选择一到两种有效的方案并仿真验证。3 主要研究内容及研究方法。(1)属于无级调速，调速范围宽、机械特性好。(2)串级调速是在电机转子侧施加控制，其控制电压低、控制容量小。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率(pnl)的电能控