用于游梁式抽油机电动机系统能耗分析的实用模型

受变工况动态负荷及复杂机械环节等多种因素影响,游梁式抽油机电动机系统能耗准确分析长期以来都是油田采油系统节能技术研究面临的难点问题。针对这一问题,以电流、电压、磁链方程为基础,推导出计及铁耗的电机标准形式微分方程,进一步结合曲柄轴运动方程及抽油杆波动方程,建立了用于抽油机电动机系统能耗分析的实用模型,可用于分析不同负荷大小及动态变化、平衡配重情况、抽油杆摩擦及井下动液面等多种电气及机械因素对系统能耗的影响。以一台驱动12型抽油机的37k W电机系统为例,利用文中损耗实用模型研究了电机各项损耗随井下动液面及平衡度的变化规律;通过与抽油机标准井测试平台的监测数据进行对比,验证了文中模型的正确性和实用性;进一步利用文中模型分析得出油田常见典型负荷条件下电机各项损耗的分布情况,揭示了铁耗在总损耗中所占比例可达50%以上,将这一理论成果应用于油田现场,实测节电率可达5%~15%。     

游梁式抽油机电机系统节能技术综述

采油是典型高耗能行业,由于采油系统存在重载、轻载、空载、发电运行工况,抽油机系统电源侧、驱动环节以及负荷侧均处于低能效运行状态。因此,针对性研究此类负荷的节能技术,是一种实现油田采油系统节能减排的重要途径。对驱动环节应用最为广泛的调压、节能电机、断续供电节能技术的特点与现状进行了系统研究。首先在深入分析抽油机电机（BPM）系统工况与能耗特点的基础上,对不改变BPM运行周期与冲次的非参数型节能技术,按照不同节能机理与实现方法进行了分类;其次,对应用比较广泛的调压、节能电机、断续供电等节能技术的特点进行了系统分析;最后,围绕节能效果明显且应用范围更广的节能技术,提出了系统能效精细化分析、多种节能技术融合、区域性节能综合改造等建议。     

抽油机系统中四象限变频器的研究

在很多应用场合中,电动机拖动着位能型负载,需要考虑位能释放时的能量回馈。针对油田抽油机系统这一特殊工况下的变频器直流母线电压泵升问题及其解决方案进行了研究,分析了四象限变频器在抽油机系统中的应用特点及优势,提出了一种针对抽油机工况的变频器控制策略。并对实际使用情况进行了电能质量测试及功率状态分析,验证了四象限变频器在油田工况中的优良性能。     

游梁式抽油机用电动机节能讨论

介绍游梁式抽油机用电动机的运行特点,述评了油田使用的几种电动机节能情况.游梁式抽油机用电动机的节能方法一是提高电动机的负荷率和效率,二是使电动机的机械特性变软,改善电动机机械特性与抽油机负载特性的相互配合,提高机、杆、泵系统效率.两者比较,后者的节能潜力要比前者大许多.当前最理想的途径是开发用于制造电动机转子绕组的频敏材料,其次是研制工作可靠的四象限变频器,使发电状态时的电能回馈电网.     

接于高压母线的电动机负荷等值模型

在计及配电网电抗、低压无功补偿电容器作用的条件下，对仿真计算中接在较高电压等级的电动机负荷等值模型进行了理论推导。该等值模型在不改变电动机模型的情况下，仅需调整电动机参数和电动机初始负载率，即可等值描述接于高压母线的电动机的静态和动态特性。研究结果对电动机负荷模型参数选择提供参考。     

抽油机异步电机节能控制系统的研究

此处在对油田抽油机在不同冲程的负载特性及能耗进行分析的基础上,使用晶闸管调压技术来匹配供电电压。同时通过对电网实时参数的精确测量,利用晶闸管投切电容器(TSC)技术对系统进行动态无功补偿。当系统三相负载不平衡时,提出采用基于平衡分量法分解的无功功率补偿方法,实现了不平衡负载的平衡化补偿。实物实验和工业现场测试验证了所设计的抽油机节能控制系统的有效性,达到了预期的节能效果。     

油田游梁式抽油机节能控制系统

抽油机是油田上耗能最多的设备,约占油田总用电负荷的40%。抽油机载荷参数变化非常大,造成电能的巨大浪费。为降低能耗,对抽油机进行调速节能改造显得尤为重要。针对抽油机功率小、数量多,电动机间歇性处于发电状态,对控制性能要求高等特点,本文采用共用直流母线,单独配置逆变部分,平衡各电动机间电能需求及能量反馈,采用有速度矢量控制算法稳定位势负载上升下降,节约电能的同时平稳电动机运行。     

开关磁阻电机在游梁抽油机的应用与分析

分析了游梁抽油机的负载特性,介绍了开关磁阻电机(SRM)的工作原理及其应用于抽油机电机的特点和优势,并分析探讨了SRM的控制结构及应用于抽油机系统的控制策略。基于模拟抽油机负荷特性建立的SRM试验平台进行了测试,结果表明SRM应用于抽油机有很高的运行效率和节能效果。SRM本身具有结构简单、可靠性高、控制灵活、调速性能好、运行效率高、温升低等优点,将其应用于抽油机系统有其独特的先天优势,能提高整个抽油机系统的运行效率和实现较好的节能效果。应用于新疆油田采油厂现场的测试结果进一步验证了该结论。     

关口电能表动态误差实验室测试方法

提出了电能表动态性能测试技术的研究状况和存在的问题,从电能表内部的计量工作原理和外部动态负荷运行工况的影响两个方面,分析了影响电能表测量误差的因素;给出了OOK动态负荷测试激励信号模型,基于此模型,提出了关口电能表实验室动态误差测试实验方法和测试系统的构建方案,建立了电能表动态误差测试系统,采用该系统对不同型号关口电能表进行动态误差测试;最后分析了动态误差测试数据,指出了关口电能表动态误差存在的问题。     

关口电能表动态误差实验室测试方法北大核心

提出了电能表动态性能测试技术的研究状况和存在的问题,从电能表内部的计量工作原理和外部动态负荷运行工况的影响两个方面,分析了影响电能表测量误差的因素;给出了OOK动态负荷测试激励信号模型,基于此模型,提出了关口电能表实验室动态误差测试实验方法和测试系统的构建方案,建立了电能表动态误差测试系统,采用该系统对不同型号关口电能表进行动态误差测试;最后分析了动态误差测试数据,指出了关口电能表动态误差存在的问题。     

综合负荷特性的分类综合方法及其应用

针对当前负荷建模研究和工程应用中存在的问题,研究了动态负荷特性分类和综合的问题。分析了感应电动机综合负荷模型参数灵敏度,提出了基于模糊c均值聚类的负荷特性分类方法,其中提出了多种特征量,采用直接综合和加权平均综合两种综合方法对分类结果进行综合建模。现场实测数据建模实例证明了方法的有效性。     

数字PID调节器在电机模拟负载控制系统中的应用

介绍一种基于数字PID调节器的电机模拟负载控制系统应用于电机试验,调节和稳定被试验电机的负载,详细介绍了该系统的硬件组成、PID调节器模式及其算法、PID参数整定等,并对控制效果和应用情况进行了分析。     

多级电机同步驱动控制系统

本文对多电机同步调速控制的特点进行了分析,提出了对多级独立电机及多级柔性连接电机同步驱动的速度补偿、电流补偿方案。介绍了用此同步控制技术在钢厂边铸机、彩显管生产线以及邮政包裹分拣机等多电机同步驱动系统中的应用。     

轨道车辆牵引电机负载模拟方法的研究

在分析了轨道车辆运行过程中牵引电机与传动齿轮、轮对以及轮轨之间力的作用关系的基础上,分别从力和功率的角度建立牵引电机——轮对传动机构的数学模型,得到牵引电机实际负载转矩的表达式;将牵引电机的实际负载等效为阻力负载和惯性负载两个部分,提出了用负载电机转矩模拟阻力负载,用飞轮或负载电机转矩模拟惯性负载的方法;结合CRH2型...     

大容量无换向器电机研究动向

无换向器电机在 2 0世纪 70～ 80年代研究非常活跃 ,并在 90年代后期陷入低潮 ,本文首先分析其原因 ,然后从转子位置检测、主回路结构、负载模拟器等几个方面探讨了无换向器电机的研究现状 ,并给出结论 ,指出大容量无换向器电机的研究方向     

上海电网负荷低电压释放问题的研究

对影响上海电网低电压释放的诸因素作了全面细致的分析,提出了相应的对策.对低电压不释放对系统的影响也作了定性讨论.研究的结论对城市密集型电网具有普遍指导意义.     

基于单点最优辨识的综合负荷广义感应电动机模型

基于现场实测负荷数据的动态辨识,在三阶感应电动机动态模型的基础上,提出一种基于单点最优辨识策略的综合负荷广义感应电动机模型.将实测响应与基本感应电动机模型响应在同时刻的差值作为内反馈附加到模型输出,构成一种广义感应电动机模型,实现了模型响应对实测响应的最佳拟合.建模实践表明,该模型对暂态过程的描述能力强、辨识效率高、参数分散性小.其优良的性能对负荷建模的实用化具有重要意义.     

可控加载装置的研究

介绍了可控加载装置的工作原理 ,利用异步电动机同轴连接直流电动机 ,通过控制直流电动机的电磁转矩改变异步电动机的负载 ,研究异步电动机的拖动性能。并介绍了加载装置的硬件实现和软件的基本结构。     

异步电动机的功率选择与节电

文章从节电的角度对异步电动机的功率选择进行论述,指出按效率最高时的负载率选择电动机功率是一种近似的计算方法,作者提出了一种以临界功率为参数的电动机功率计算法,用此法选择电动机功率能确保电机损耗最小。     

挠性负载条件下步进电机特性测试

介绍了一种步进电动机在挠性负载条件下的特性测试装置,测得了步进电动机在挠性负载和刚性负载条件下的惯频特性和矩频特性曲线,结合测试结果分析了在设计此类系统时应注意的问题。