[精选]节能电控设备的研究现状及发展趋势概述16399.pptx

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1、长江大学机械工程学院节能电控设备的研究现状及发展趋势节能电控设备的研究现状及发展趋势 u 间抽控制器的特点及应用间抽控制器的特点及应用u 软起动及调压节能型电控装置的应用范围软起动及调压节能型电控装置的应用范围u 无功补偿节能型电控系统特点及应用无功补偿节能型电控系统特点及应用u 超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用u 变频调速电机的节能特点及应用范围变频调速电机的节能特点及应用范围u 交流伺服系统电机的节能特点及应用交流伺服系统电机的节能特点及应用u 永磁同步电机系统节能的特点及应用范围永磁同步电机系统节能的特点及应用范围u 开关磁阻电机节能的特点

2、及应用范围开关磁阻电机节能的特点及应用范围长江大学机械工程学院 抽抽抽抽油油油油机机机机的的的的设设设设计计计计能能能能力力力力是是是是按按按按照照照照油油油油井井井井最最最最大大大大抽抽抽抽取取取取量量量量考考考考虑虑虑虑的的的的,一一一一般般般般留留留留有有有有采采采采油油油油能能能能力力力力的的的的设设设设计计计计余余余余量量量量。另另另另外外外外,随随随随着着着着油油油油井井井井由由由由浅浅浅浅入入入入深深深深的的的的抽抽抽抽取取取取,井井井井中中中中液液液液面面面面逐逐逐逐渐渐渐渐下下下下降降降降,泵泵泵泵的的的的充充充充满满满满度度度度越越越越来来来来越越越越不不不不足足足足,直直

3、直直到到到到最最最最后后后后发发发发生生生生空空空空抽抽抽抽的的的的现象。如果不加以控制现象。如果不加以控制现象。如果不加以控制现象。如果不加以控制,会浪费大量的电能。会浪费大量的电能。会浪费大量的电能。会浪费大量的电能。对对对对于于于于这这这这种种种种油油油油井井井井,最最最最简简简简单单单单的的的的方方方方法法法法是是是是实实实实行行行行间间间间抽抽抽抽,即即即即:当当当当油油油油井井井井出出出出液液液液量量量量不不不不足足足足或或或或发发发发生生生生空空空空抽抽抽抽时时时时,就就就就关关关关闭闭闭闭抽抽抽抽油油油油机机机机,等等等等待待待待井井井井下下下下液液液液量量量量蓄蓄蓄蓄积积积积

4、;当当当当液液液液面面面面超超超超过过过过一一一一定定定定深深深深度度度度时时时时,再再再再开开开开启启启启抽抽抽抽油油油油机机机机进进进进行行行行抽抽抽抽吸吸吸吸。这这这这样样样样提提提提高高高高了了了了抽抽抽抽油油油油机机机机的的的的工工工工作作作作效效效效率率率率且且且且避避避避免免免免了了了了大大大大量量量量电电电电能能能能的的的的浪浪浪浪费费费费。间间间间抽抽抽抽控控控控制制制制的的的的原原原原始始始始做做做做法法法法是是是是派派派派人人人人定定定定时时时时到到到到油油油油井井井井去去去去开开开开停停停停抽抽抽抽油油油油机机机机,这这这这种种种种做做做做法法法法费费费费工工工工费费费

5、费时时时时。间间抽抽控控制制器器已已用用于江苏、长庆、青海及大庆等油田于江苏、长庆、青海及大庆等油田一、间抽控制器的特点及应用一、间抽控制器的特点及应用长江大学机械工程学院 1.1.1 1液面探测器液面探测器液面探测器液面探测器 如果能直接测出井中的液面如果能直接测出井中的液面如果能直接测出井中的液面如果能直接测出井中的液面,那么就可以用它来控制抽油那么就可以用它来控制抽油那么就可以用它来控制抽油那么就可以用它来控制抽油机的运行。机的运行。机的运行。机的运行。1.1.2 2流量传感器流量传感器流量传感器流量传感器 在井口通过流量传感器检测油井的出液量在井口通过流量传感器检测油井的出液量在井口通

6、过流量传感器检测油井的出液量在井口通过流量传感器检测油井的出液量,是实现抽油机是实现抽油机是实现抽油机是实现抽油机控制最直接控制最直接控制最直接控制最直接,也是最有效的力一法。也是最有效的力一法。也是最有效的力一法。也是最有效的力一法。1.1.3 3电机电流传感器电机电流传感器电机电流传感器电机电流传感器 应当说应当说应当说应当说,电机电流的检测是最方便、最可靠电机电流的检测是最方便、最可靠电机电流的检测是最方便、最可靠电机电流的检测是最方便、最可靠,也是最为廉价也是最为廉价也是最为廉价也是最为廉价的方法。的方法。的方法。的方法。1.4 1.4 抽油杆载荷传感器抽油杆载荷传感器抽油杆载荷传感器

7、抽油杆载荷传感器 普遍采用的方法是通过特制的载荷传感器普遍采用的方法是通过特制的载荷传感器普遍采用的方法是通过特制的载荷传感器普遍采用的方法是通过特制的载荷传感器,对抽油杆的载荷对抽油杆的载荷对抽油杆的载荷对抽油杆的载荷进行检测。进行检测。进行检测。进行检测。一、间抽控制器的特点及应用一、间抽控制器的特点及应用长江大学机械工程学院 抽油机井智能间抽控制装置具有以下功能:1)根据抽油机井的出液情况和压力变化合理确定启停时间;2)防盗开关可以提供信号判断是否有偷油事件发生;3)实时监控油井生产的冲次及油压、流量、电流和液面的变化,保存并自动绘制曲线,且予以保留和远程传输;4)通过中间继电器控制接触

8、器通断,实现对电动机的工作状态控制,在启动电动机或电动机缺相运行时,以声光方式报警,同时提供电动机缺项自动保护功;5)可读取、显示、保存和加载历史启停机数据,数据格式为电子表格,可读取和显示当前停机和启机时间;6)可实现 数据远输:应用多个设备与数据中心的PC 机构成分布式数据采集系统,各种信息数据被现场的DTU 设备上传到数据中心,数据中心的命令也通过现场的DTU 送达采集点。一、间抽控制器的特点及应用一、间抽控制器的特点及应用长江大学机械工程学院 早早早早期期期期的的的的控控控控制制制制是是是是引引引引入入入入了了了了定定定定时时时时钟钟钟钟,只只只只需需需需设设设设定定定定开开开开、停停

9、停停机机机机时时时时间间间间,便便便便能能能能自自自自动动动动地地地地进进进进行行行行间间间间抽抽抽抽控控控控制制制制。但但但但仍仍仍仍然然然然无无无无法法法法解解解解决决决决令令令令抽抽抽抽油油油油机机机机的的的的工工工工作作作作能能能能力力力力动动动动态态态态地地地地响响响响应应应应油油油油井井井井负负负负荷荷荷荷的的的的变变变变化化化化,达达达达到到到到最最最最佳佳佳佳节节节节能能能能控控控控制制制制的的的的目目目目的的的的,同同同同时时时时还还还还有有有有可可可可能能能能影影影影响响响响油油油油井井井井的的的的产产产产量量量量。为为为为了了了了解解解解决决决决上上上上述述述述问问问问题

10、题题题,通通通通过过过过安安安安装装装装相相相相关关关关的的的的传传传传感感感感器器器器,精精精精确确确确感感感感知知知知油油油油井井井井负负负负荷荷荷荷的的的的动动动动态态态态变变变变化化化化,实实实实现现现现智智智智能能能能间间间间抽抽抽抽控控控控制制制制(IPOC)(IPOC)(IPOC)(IPOC)。可采用各种不同的传感器达到节能控制的目的。可采用各种不同的传感器达到节能控制的目的。可采用各种不同的传感器达到节能控制的目的。可采用各种不同的传感器达到节能控制的目的。小小小小结结结结：间间间间抽抽抽抽控控控控制制制制器器器器在在在在低低低低产产产产油油油油井井井井上上上上节节节节能能能能

11、效效效效果果果果明明明明显显显显（超超超超过过过过50%50%50%50%）,同同同同时时时时因因因因为为为为其其其其投投投投资资资资少少少少、体体体体积积积积小小小小,便便便便于于于于安安安安装装装装,因因因因此此此此对对对对于于于于“三三三三低低低低”油田推广应用的经济性很好。油田推广应用的经济性很好。油田推广应用的经济性很好。油田推广应用的经济性很好。一、间抽控制器的特点及应用一、间抽控制器的特点及应用长江大学机械工程学院 由由由由于于于于抽抽抽抽油油油油机机机机的的的的功功功功率率率率档档档档次次次次有有有有限限限限,而而而而每每每每一一一一口口口口油油油油井井井井的的的的参参参参数数

12、数数都都都都不不不不一一一一样样样样,在在在在选选选选配配配配抽抽抽抽油油油油机机机机时时时时,不不不不可可可可能能能能做做做做到到到到量量量量身身身身定定定定做做做做,刚刚刚刚好好好好和和和和抽抽抽抽油油油油机机机机的的的的功功功功率率率率档档档档次次次次相相相相匹匹匹匹配配配配,一一一一般般般般均均均均留留留留有有有有一一一一定定定定的的的的功功功功率率率率余余余余量量量量。各各各各型型型型抽抽抽抽油油油油机机机机在在在在配配配配用用用用电电电电动动动动机机机机时时时时,为为为为了了了了保保保保证证证证抽抽抽抽油油油油机机机机在在在在各各各各种种种种工工工工况况况况下下下下正正正正常常常常

13、运运运运行行行行,也也也也留留留留有有有有一一一一定定定定的的的的功功功功率率率率余余余余量量量量。随随随随着着着着油油油油井井井井由由由由浅浅浅浅入入入入深的抽取深的抽取深的抽取深的抽取,油井的产液量越来越少油井的产液量越来越少油井的产液量越来越少油井的产液量越来越少,抽油机的负荷也相应减小。抽油机的负荷也相应减小。抽油机的负荷也相应减小。抽油机的负荷也相应减小。由由由由于于于于上上上上述述述述原原原原因因因因,造造造造成成成成了了了了抽抽抽抽油油油油机机机机的的的的实实实实际际际际负负负负载载载载率率率率普普普普遍遍遍遍偏偏偏偏低低低低,大大大大部部部部分分分分抽抽抽抽油油油油机机机机的的

14、的的负负负负载载载载率率率率在在在在2020202030%30%30%30%之之之之间间间间,最最最最高高高高也也也也不不不不会会会会超超超超过过过过50%,50%,50%,50%,形形形形成成成成了了了了大大大大马马马马拉拉拉拉小小小小车车车车的的的的现现现现象象象象。而而而而当当当当电电电电动动动动机机机机处处处处于于于于轻轻轻轻载载载载运运运运行行行行时时时时,其其其其效效效效率率率率和和和和功功功功率率率率因因因因数数数数都都都都较较较较低低低低,此此此此时时时时若若若若适适适适当当当当调调调调节节节节电电电电动动动动机机机机定定定定子子子子的的的的端端端端电电电电压压压压,使使使使之

15、之之之与与与与电电电电动动动动机机机机的的的的负负负负载载载载率率率率合合合合理理理理匹匹匹匹配配配配,这这这这样样样样就就就就降降降降低低低低了了了了电电电电动动动动机机机机的的的的励励励励磁磁磁磁电电电电流流流流,从从从从而而而而降降降降低低低低电电电电动动动动机机机机的的的的铁铁铁铁耗耗耗耗和和和和从从从从电电电电网网网网吸吸吸吸收收收收的的的的无功功率无功功率无功功率无功功率,可以提高电动机的运行效率和功率因数可以提高电动机的运行效率和功率因数可以提高电动机的运行效率和功率因数可以提高电动机的运行效率和功率因数,达到节能的目的。达到节能的目的。达到节能的目的。达到节能的目的。二、软起动

16、及调压节能型电控装置的应用范围二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围长江大学机械工程学院2.1 2.1 2.1 2.1 电动机定子绕组星电动机定子绕组星电动机定子绕组星电动机定子绕组星/三角转换降压节能三角转换降压节能三角转换降压节能三角转换降压节能 由由由由于于于于低低低低压压压压电电电电动动动动机机机机在在在在正正正正常常常常工工工工作作作作时时时时,定定定定子子子子三三三三相相相相绕绕绕绕组组组组是是是是接接接接成成成成“”接接接接法法法法后后后后接接接接入入入入380V380V380V380V电电电电网网网网的的的的,这这这这样样样样每每每每相相相相绕绕绕绕组组组组承承承承受受受受3

17、80V380V380V380V的的的的线线线线电电电电压压压压,电电电电动动动动机机机机可可可可额额额额定定定定的的的的输输输输出出出出机机机机械械械械功功功功率率率率。电电电电动动动动机机机机的的的的转转转转矩矩矩矩是是是是与与与与电电电电压压压压的的的的平平平平方方方方成成成成正正正正比比比比的的的的,当当当当电电电电动动动动机机机机轻轻轻轻载载载载时时时时(负负负负载载载载率率率率33%,33%,33%,33%33%33%33%时时时时,再再再再将将将将电电电电动动动动机机机机绕绕绕绕组组组组改改改改为为为为 接接接接法法法法运运运运行行行行,否否否否则则则则会会会会因因因因电电电电流流

18、流流过过过过大大大大而烧毁电动机。电动机在进行星而烧毁电动机。电动机在进行星而烧毁电动机。电动机在进行星而烧毁电动机。电动机在进行星/三角转换时会产生冲击电流。三角转换时会产生冲击电流。三角转换时会产生冲击电流。三角转换时会产生冲击电流。二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围长江大学机械工程学院 星星星星形形形形/三三三三角角角角形形形形接接接接法法法法的的的的实实实实现现现现一一一一般般般般采采采采用用用用交交交交流流流流接接接接触触触触器器器器实实实实现现现现,也也也也可可可可以以以以通通通通过过过过可可可可控控控控硅硅硅硅开开开开关关关关实实实实

19、现现现现,两两两两种种种种方方方方法法法法在在在在节节节节能能能能效效效效果果果果上上上上并并并并无无无无多多多多大大大大差差差差异异异异,而而而而转转转转换换换换控控控控制制制制电电电电路路路路转转转转换换换换时时时时的的的的负负负负载载载载率率率率则则则则会会会会对对对对节节节节能能能能效效效效果果果果产产产产生生生生较较较较大大大大的的的的影影影影响响响响。当当当当负负负负载载载载率率率率33%33%33%33%33%33%33%时时时时,不能及时进行不能及时进行不能及时进行不能及时进行 切切切切换换换换,会会会会使使使使电电电电流流流流过过过过大大大大,铜铜铜铜耗耗耗耗增增增增加加加加

20、,反反反反而而而而费费费费电电电电,同同同同样样样样影影影影响响响响节节节节能能能能效效效效果果果果。为为为为了了了了不不不不使使使使转转转转换换换换频频频频繁繁繁繁进进进进行行行行,一一一一般般般般在在在在转转转转换换换换点点点点的的的的负负负负载载载载率率率率之之之之间间间间设设设设置置置置一一一一定定定定的的的的回回回回差差差差,常常常常采采采采用用用用负负负负载载载载率率率率30%30%30%35%,35%,35%,35%,进行进行进行进行 转换。转换。转换。转换。二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围长江大学机械工程学院 通通通通过过过过降降

21、降降压压压压对对对对电电电电动动动动机机机机实实实实现现现现软软软软起起起起动动动动的的的的目目目目的的的的,一一一一是是是是减减减减少少少少起起起起动动动动时时时时过过过过大大大大的的的的冲冲冲冲击电流击电流击电流击电流,二是减小全压起动时过大的机械冲击。二是减小全压起动时过大的机械冲击。二是减小全压起动时过大的机械冲击。二是减小全压起动时过大的机械冲击。那那那那么么么么在在在在抽抽抽抽油油油油机机机机上上上上使使使使用用用用降降降降压压压压软软软软起起起起动动动动装装装装置置置置,其其其其效效效效果果果果究究究究意意意意如如如如何何何何?由由由由于于于于电电电电动动动动机机机机的的的的转转

22、转转矩矩矩矩与与与与所所所所加加加加电电电电压压压压的的的的平平平平方方方方成成成成正正正正比比比比,所所所所加加加加的的的的电电电电压压压压降降降降低低低低了了了了,电电电电动动动动机机机机的的的的转转转转矩矩矩矩达达达达不不不不到到到到负负负负载载载载的的的的起起起起动动动动转转转转矩矩矩矩时时时时,电电电电动动动动机机机机是是是是转转转转不不不不起起起起来来来来的的的的,而而而而且且且且电电电电动动动动机机机机的的的的堵堵堵堵转转转转转转转转矩矩矩矩一一一一般般般般小小小小于于于于额额额额定定定定转转转转矩矩矩矩,降降降降压压压压对对对对起起起起动动动动就就就就更更更更加加加加不不不不利

23、利利利了了了了。当当当当电电电电压压压压升升升升到到到到额额额额定定定定电电电电压压压压的的的的70%70%70%70%时时时时,电电电电动动动动机机机机转转转转矩矩矩矩只只只只有有有有额额额额定定定定转转转转矩矩矩矩的的的的50%,50%,50%,50%,对对对对于于于于起起起起动动动动转转转转矩矩矩矩超超超超过过过过50%50%50%50%额额额额定定定定转转转转矩矩矩矩的的的的负负负负载载载载,是是是是转转转转不不不不起起起起来来来来的的的的。只只只只有有有有当当当当电电电电压压压压升升升升高高高高到到到到电电电电动动动动机机机机的的的的转矩足以克服负载的静转矩时转矩足以克服负载的静转矩

24、时转矩足以克服负载的静转矩时转矩足以克服负载的静转矩时,电动机才能启动。电动机才能启动。电动机才能启动。电动机才能启动。因因因因此此此此星星星星/三三三三角角角角起起起起动动动动器器器器只只只只适适适适合合合合起起起起动动动动转转转转矩矩矩矩小小小小于于于于三三三三分分分分之之之之一一一一额额额额定定定定转转转转矩矩矩矩的的的的负负负负载载载载,一一一一般般般般的的的的软软软软起起起起动动动动器器器器也也也也只只只只适适适适合合合合起起起起动动动动转转转转矩矩矩矩小小小小于于于于50%50%50%50%额额额额定定定定转转转转矩矩矩矩的的的的负负负负载载载载,对对对对于于于于重载起动的负载就降

25、低起动电流来说重载起动的负载就降低起动电流来说重载起动的负载就降低起动电流来说重载起动的负载就降低起动电流来说,软起动器也是无能为力的。软起动器也是无能为力的。软起动器也是无能为力的。软起动器也是无能为力的。二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围长江大学机械工程学院 上上上上面面面面的的的的分分分分析析析析仅仅仅仅仅仅仅仅局局局局限限限限于于于于对对对对减减减减小小小小起起起起动动动动电电电电流流流流的的的的讨讨讨讨论论论论,对对对对需需需需重重重重载载载载起起起起动动动动的的的的负负负负载载载载,虽虽虽虽然然然然使使使使用用用用软软软软起起起起动动动

26、动器器器器并并并并不不不不能能能能达达达达到到到到减减减减小小小小起起起起动动动动电电电电流流流流的的的的目目目目的的的的,当当当当然然然然更更更更不不不不能能能能达达达达到到到到节节节节省省省省起起起起动动动动能能能能量量量量的的的的作作作作用用用用;但但但但是是是是由由由由于于于于软软软软起起起起动动动动器器器器的的的的电电电电压压压压是是是是呈呈呈呈钭钭钭钭坡坡坡坡上上上上升升升升的的的的,虽虽虽虽然然然然在在在在达达达达到到到到起起起起动动动动转转转转矩矩矩矩前前前前电电电电动动动动机机机机并并并并不不不不旋旋旋旋转转转转,但但但但随随随随着着着着电电电电动动动动机机机机轴轴轴轴上上上

27、上扭扭扭扭矩矩矩矩的的的的不不不不断断断断增增增增大大大大,被被被被拖拖拖拖动动动动的的的的负负负负载载载载是是是是慢慢慢慢慢慢慢慢被被被被加加加加力力力力的的的的,所所所所以以以以用用用用软软软软起起起起动动动动器器器器起起起起动动动动需需需需重重重重载载载载起起起起动动动动的的的的负负负负载载载载时时时时,同同同同样样样样可可可可以以以以达达达达到到到到减减减减小小小小机机机机械械械械冲冲冲冲击击击击的的的的目目目目的的的的。因因因因此此此此,对对对对于于于于抽抽抽抽油油油油机机机机来来来来讲讲讲讲,使使使使用用用用软软软软起起起起动动动动器器器器起起起起动动动动,不不不不一一一一定定定定

28、能能能能达达达达到到到到减减减减小小小小冲冲冲冲击击击击电电电电流流流流的的的的目目目目的的的的,但但但但可可可可以以以以达达达达到到到到减减减减小小小小起起起起动动动动时时时时机机机机械械械械冲冲冲冲击击击击的的的的目目目目的的的的,还还还还是是是是有有有有一一一一定定定定作作作作用用用用的的的的。小小小小结结结结：对对对对于于于于负负负负载载载载率率率率在在在在30%30%30%30%以以以以下下下下的的的的油油油油井井井井,采采采采用用用用星星星星/三三三三角角角角转转转转换换换换控控控控制制制制的的的的节节节节能能能能效效效效果果果果明明明明显显显显,且控制简单且控制简单且控制简单且控

29、制简单,投资少投资少投资少投资少,具有一定的推广价值。具有一定的推广价值。具有一定的推广价值。具有一定的推广价值。二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围长江大学机械工程学院2.2 2.2 2.2 2.2 电动机可控硅软启动电动机可控硅软启动电动机可控硅软启动电动机可控硅软启动,调压节电调压节电调压节电调压节电 可可可可控控控控硅硅硅硅软软软软启启启启动动动动,调调调调压压压压节节节节电电电电控控控控制制制制框框框框图图图图如如如如下下下下图图图图所所所所示示示示。由由由由单单单单片片片片机机机机控控控控制制制制改改改改变变变变串串串串联联联联在在在在电

30、电电电动动动动机机机机定定定定子子子子主主主主回回回回路路路路中中中中的的的的可可可可控控控控硅硅硅硅的的的的导导导导通通通通角角角角,可可可可以以以以改改改改变加在定子绕组上的端电压大小变加在定子绕组上的端电压大小变加在定子绕组上的端电压大小变加在定子绕组上的端电压大小,从而起到调压节电的目的。从而起到调压节电的目的。从而起到调压节电的目的。从而起到调压节电的目的。二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围长江大学机械工程学院 其其其其优优优优点点点点是是是是可可可可以以以以动动动动态态态态跟跟跟跟踪踪踪踪电电电电动动动动机机机机的的的的功功功功率率率率

31、因因因因数数数数或或或或输输输输入入入入电电电电功功功功率率率率,达达达达到到到到最最最最佳佳佳佳节节节节能能能能效效效效果果果果。在在在在负负负负载载载载突突突突然然然然增增增增加加加加时时时时也也也也可可可可得得得得到到到到及及及及时时时时的的的的响响响响应应应应,以以以以免免免免电电电电动动动动机机机机堵堵堵堵转转转转。可可可可兼兼兼兼作作作作电电电电动动动动机机机机的的的的软软软软启启启启动动动动器器器器,同同同同时时时时由由由由于于于于采采采采用用用用单单单单片片片片机机机机控控控控制制制制,具有完善的保护功能。具有完善的保护功能。具有完善的保护功能。具有完善的保护功能。其其其其缺缺

32、缺缺点点点点是是是是造造造造价价价价较较较较高高高高,且且且且由由由由于于于于可可可可控控控控硅硅硅硅的的的的移移移移相相相相作作作作用用用用,会会会会产产产产生生生生大大大大量量量量的的的的谐谐谐谐波波波波,对对对对电电电电网网网网、电电电电机机机机以以以以及及及及通通通通讯讯讯讯控控控控制制制制系系系系统统统统造造造造成成成成不不不不良良良良的的的的影影影影响响响响,今今今今后后后后这这这这类类类类产品将因达不到电磁兼容标准而被限制使用。产品将因达不到电磁兼容标准而被限制使用。产品将因达不到电磁兼容标准而被限制使用。产品将因达不到电磁兼容标准而被限制使用。小小小小结结结结：可可可可控控控控

33、硅硅硅硅软软软软起起起起动动动动、调调调调压压压压节节节节能能能能,节节节节省省省省的的的的只只只只是是是是电电电电动动动动机机机机自自自自身身身身损损损损耗耗耗耗的的的的一一一一部部部部分分分分,节节节节能能能能效效效效益益益益与与与与其其其其投投投投资资资资不不不不成成成成比比比比例例例例,且且且且因因因因为为为为其其其其产产产产生生生生大大大大量量量量谐谐谐谐波波波波,对电网及电机均有影响对电网及电机均有影响对电网及电机均有影响对电网及电机均有影响,因此不宜推广。因此不宜推广。因此不宜推广。因此不宜推广。二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围二、软起动及调压节能型电控装置的应用范围长江

34、大学机械工程学院 交交交交流流流流异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机的的的的无无无无功功功功就就就就地地地地补补补补偿偿偿偿就就就就是是是是将将将将补补补补偿偿偿偿电电电电容容容容器器器器组组组组直直直直接接接接与与与与电电电电动动动动机机机机并并并并联联联联运运运运行行行行,电电电电动动动动机机机机启启启启动动动动和和和和运运运运行行行行时时时时所所所所需需需需的的的的无无无无功功功功功功功功率率率率由由由由电电电电容容容容器器器器提提提提供供供供,有有有有功功功功功功功功率率率率则则则则仍仍仍仍由由由由电电电电网网网网提提提提供供供供,因因因因而而而而可可可可以以以以最最最最大大大大

35、限限限限度度度度地地地地减减减减少少少少拖拖拖拖动动动动系系系系统统统统的的的的无无无无功功功功功功功功率率率率需需需需求求求求,使使使使整整整整个个个个供供供供电电电电线线线线路路路路的的的的容容容容量量量量及及及及能能能能量量量量损损损损耗耗耗耗、导导导导线线线线截截截截面面面面、有有有有色色色色金金金金属属属属消消消消耗耗耗耗量量量量以以以以及及及及开开开开关关关关设设设设备备备备和和和和变变变变压压压压器器器器的的的的容容容容量量量量都都都都相相相相应应应应减减减减小小小小,提高供电质量。提高供电质量。提高供电质量。提高供电质量。三、无功补偿节能型电控系统特点及应用三、无功补偿节能型电

36、控系统特点及应用长江大学机械工程学院 无无功功就就地地补补偿偿只只对对长长期期空空载载或或轻轻载载运运行行的的电电动动机机有有用用,对对于于重重载载运运行行的的电电动动机机,因因为为其其本本身身功功率率因因数数较较高高,没没有有补补偿偿的的必必要要。由由于于抽抽油油机机大大部部分分处处于于轻轻载载运运行行状状况况,且且由由于于其其具具有有分分散散性性,低低压压输输电电线线路路较较长长,本本身身功功率率因因数数又又偏偏低低,无无功功就就地地补补偿偿的的效效果果较较好好。对对于于抽抽油油机机这这样样的的负负载载,由由于于负负载载频频繁繁变变化化,没没有有必必要要采采用用自自动动投投切切的的电电容容

37、器器组组补补偿偿,因因为为这这样样会会增增加加成成本本,降降低低可可靠靠性性,是是得得不不偿偿失失的的。只只要要根根据据电电机机容容量量及及平平均均负负载载率率,选选配配一一只只适适当当容容量量的的电电容器进行固定补偿就行了容器进行固定补偿就行了,这样既经济又实用。这样既经济又实用。三、三、无功补偿节能型电控系统特点及应用无功补偿节能型电控系统特点及应用长江大学机械工程学院4.1 4.1 4.1 4.1 作为节能措施的应用作为节能措施的应用作为节能措施的应用作为节能措施的应用 作作作作为为为为节节节节能能能能措措措措施施施施的的的的应应应应用用用用抽抽抽抽油油油油机机机机由由由由于于于于其其其

38、其特特特特殊殊殊殊的的的的运运运运行行行行要要要要求求求求,所所所所匹匹匹匹配配配配的的的的拖拖拖拖动动动动装装装装置置置置必必必必须须须须同同同同时时时时满满满满足足足足三三三三个个个个最最最最大大大大的的的的要要要要求求求求,即即即即最最最最大大大大冲冲冲冲程程程程、最最最最大大大大冲冲冲冲次次次次、最最最最大大大大允允允允许许许许挂挂挂挂重重重重。另另另另外外外外还还还还需需需需具具具具有有有有足足足足够够够够的的的的堵堵堵堵转转转转转转转转矩矩矩矩,以以以以克克克克服服服服抽抽抽抽油油油油机机机机启启启启动动动动时时时时严严严严重重重重的的的的静静静静态态态态不不不不平平平平衡衡衡衡。

39、因因因因此此此此往往往往往往往往抽抽抽抽油油油油机机机机在在在在设设设设计计计计时时时时确确确确定定定定的的的的安安安安装装装装容容容容量量量量裕裕裕裕度度度度较较较较大大大大,世世世世纪纪纪纪80808080年年年年代代代代中中中中期期期期分分分分别别别别引引引引进进进进国国国国外外外外超超超超高高高高转转转转差差差差电电电电动动动动机机机机(CJT)(CJT)(CJT)(CJT)和和和和超超超超高高高高转转转转差差差差多多多多极极极极电电电电动动动动机机机机(CDJT)(CDJT)(CDJT)(CDJT)技技技技术术术术,对对对对抽抽抽抽油油油油机机机机拖拖拖拖动动动动装装装装置置置置进进

40、进进行行行行了了了了大大大大量量量量科科科科学学学学实实实实验验验验、测测测测试试试试和和和和分分分分析析析析,证证证证明明明明抽抽抽抽油油油油机机机机匹匹匹匹配配配配CDJTCDJTCDJTCDJT节节节节能能能能拖拖拖拖动动动动装装装装置具有显著的节能效果。置具有显著的节能效果。置具有显著的节能效果。置具有显著的节能效果。四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用长江大学机械工程学院 降降降降低低低低抽抽抽抽油油油油机机机机拖拖拖拖动动动动装装装装置置置置的的的的安安安安装装装装容容容容量量量量裕裕裕裕量量量量就就就就是是是是一一一一种种种种节

41、节节节能能能能的的的的体体体体现现现现,功功功功率率率率匹匹匹匹配配配配变变变变化化化化如如如如下下下下表表表表所所所所示示示示,所所所所匹匹匹匹配配配配功功功功率率率率下下下下降降降降,其其其其对对对对应应应应的的的的额额额额定定定定电电电电流流流流相相相相应应应应下下下下降降降降。网网网网络络络络、电电电电机机机机绕绕绕绕组组组组的的的的铜铜铜铜耗耗耗耗与与与与电电电电流流流流平平平平方方方方成成成成正正正正比比比比,电电电电流流流流的的的的下下下下降降降降自自自自然然然然会会会会带带带带来来来来损损损损耗耗耗耗的的的的降降降降低低低低,从从从从而而而而达达达达到到到到节节节节能能能能的目

42、的。的目的。的目的。的目的。四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用长江大学机械工程学院四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用4.1.1 节能原理简介由超高转差率电机和节能控制箱组成的抽油机节能拖动装置,电机和控制箱可根据要求做成分体或连体式,专门设计制造用于游梁式抽油机。超高转差率电机具有软的机械特性,较低的启动电流,较高的启动转矩;节能控制箱具有过热、过载、缺相等保护功能及功率因数补偿。长江大学机械工程学院4.1.2 4.1.2 超高转差率电机的优点超高转差率电机的优点a)超高转差率电机在抽油

43、机一个冲次内的速度变化较大,充分利用系统的动能均衡作用可使减速箱最大净扭矩降低40%,最小扭矩有所增加,扭矩变化范围小,扭矩曲线趋于平坦,如图1。减轻了齿轮的疲劳破坏,减少了减速器齿轮的事故。四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用长江大学机械工程学院b)超高转差率电机的软特性改变了光杆运行速度的规律,使光杆在重载荷期间基本上呈匀速运行状态,此时加速度趋于0,如图2。所以抽油杆r的最大应力和应力变化范围减小,减轻了疲劳和断脱。四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用长江大学机械工程学院c)若油井液量

44、增加,使用超高转差率电机,在相同工况下,抽油机最大载荷和载荷变化范围减小,抽油杆和油管的弹性变形减小,冲程终端的加速度使泵产生超位移效应,使泵的有效冲程增加,泵效得到提高,相同冲次下增加产液量5%10%。d)超高转差率电机的启动扭矩大、启动电流小，降低装机功率，使电机的固定损耗(铁损、机械损)降低。e)由于抽油机的轻载荷运行时间远多于重载荷运行时间,超高转差率电机的高效区设计在轻载荷区。虽然超高转差率电机的额定效率低,但其平均效率较普通电机高得多,如图3。四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用长江大学机械工程学院f)使用普通电机,抽油机在接近上

45、下死点时,拖动电机超过同步转速运行而进入发电状态,变电能反馈给电网,增加了系统损耗。采用超高差率电机则可消除发电状态,如图4。g)由于超高转差率电机匹配合理,功率因数可提高50%80%,无功功率降低60%以上。降低电网电流及线路损耗50%。h)在CJT节能拖动装置的基础上开发出的CDJT变极变速拖动装置,还具有多级变速的功能。可在几秒钟中内非常方便地按下按钮以实现调冲次目的(最低同步转速500 r/min),特别适用于需经常调冲次的抽油机。四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用长江大学机械工程学院四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用四、

46、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用长江大学机械工程学院 电电电电机机机机机机机机械械械械特特特特性性性性的的的的软软软软、硬硬硬硬就就就就是是是是指指指指转转转转速速速速随随随随转转转转矩矩矩矩变变变变化化化化的的的的大大大大小小小小。“硬硬硬硬”代代代代表表表表速速速速度度度度变变变变化化化化小小小小,“软软软软”代代代代表表表表速速速速度度度度变变变变化化化化大大大大。普普普普通通通通电电电电动动动动机机机机的的的的机机机机械械械械特特特特性性性性较较较较硬硬硬硬,在在在在一一一一定定定定负负负负载载载载下下下下,转转转转速速速速n(n(n(n(或或或或角角角角速速速速度度度度)较较

47、较较大大大大。CJTCJTCJTCJT电电电电动动动动机机机机机机机机械械械械特特特特性性性性较较较较软软软软,在在在在同同同同一一一一负负负负载载载载下下下下,转转转转速速速速n(n(n(n(或或或或角角角角速速速速度度度度)较较较较低低低低,即即即即转转转转差差差差率率率率较较较较大大大大,具具具具有有有有降降降降低低低低扭扭扭扭矩矩矩矩峰峰峰峰值值值值、减减减减小小小小抽抽抽抽油油油油机机机机悬悬悬悬点点点点冲冲冲冲击击击击载载载载荷荷荷荷的的的的作作作作用用用用,在某些工况下具有节能效果。在某些工况下具有节能效果。在某些工况下具有节能效果。在某些工况下具有节能效果。四、超高转差率多速节

48、能电动机及拖动装置的应用四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用长江大学机械工程学院 由由由由 图图图图 5 5 5 5可可可可 知知知知:普普普普 通通通通 电电电电 动动动动 机机机机 的的的的、coscoscoscos曲曲曲曲 线线线线 陡陡陡陡 峭峭峭峭;CJT;CJT;CJT;CJT电电电电 动动动动 机机机机 的的的的、coscoscoscos曲曲曲曲线线线线平平平平坦坦坦坦;普普普普通通通通电电电电动动动动机机机机在在在在额额额额定定定定输输输输出出出出功功功功率率率率点点点点、coscoscoscos较较较较高高高高,运运运运行行行行最最最最经经经经济济济济;在在在在轻轻轻

49、轻负负负负载载载载时时时时,普普普普通通通通电电电电动动动动机机机机的的的的、coscoscoscos较低较低较低较低,CJT,CJT,CJT,CJT电动机电动机电动机电动机、coscoscoscos较高。较高。较高。较高。四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用四、超高转差率多速节能电动机及拖动装置的应用长江大学机械工程学院 由由由由上上上上述述述述可可可可知知知知,抽抽抽抽油油油油机机机机固固固固有有有有的的的的设设设设计计计计及及及及运运运运行行行行特特特特点点点点与与与与现现现现场场场场实实实实际际际际运运运运行行行行工工工工况况况况相相相相比比比比,不不不不可可可可避避避避免免免

50、免地地地地出出出出现现现现了了了了大大大大马马马马拉拉拉拉小小小小车车车车的的的的不不不不合合合合理理理理匹匹匹匹配配配配。绝绝绝绝大大大大部部部部分分分分负负负负载载载载在在在在电电电电动动动动机机机机额额额额定定定定功功功功率率率率(指指指指输输输输出出出出功功功功率率率率)的的的的20%20%20%20%30%30%30%30%左左左左右右右右。对对对对普普普普通通通通电动机而言电动机而言电动机而言电动机而言,其效率和功率因数特低。其效率和功率因数特低。其效率和功率因数特低。其效率和功率因数特低。对对对对CJTCJTCJTCJT电电电电动动动动机机机机来来来来讲讲讲讲,由由由由于于于于曲