北京超同步抽油机伺服操纵system.ppt

变频控制原理 －－用变频器调节电动机转速，实现对冲程、充次的无级调节，并可节能 抽油机的变频控制 原理框图 电源输入 M 抽油杆 位置检测 起/停 控制 冲次 冲程 调节 变频器 可编程 控制器 制动 单元 变频器接线图 抽油机的变频控制 电源输入 M 可编程 控制器 制动 电阻 制动 单元 K1 K2 K3 MCCB 变频器运转 R S T U V W P N 冲程控制 变频器故障 ! 当变频器故障时，抽油机可切换到工频运行 变频控制分析 抽油机的变频控制 优点 1 冲程、冲次无级可调 ◆ 解决了低产井，抽油泵充液不足，依靠间抽的问题 ◆ 冲程调节，提高泵效，节能明显 优点 2 提高电网的功率因数 ◆ 电网功率因数可提高到0.9 以上 ◆ 减少电网的无功损耗，具有一定的节能效果 优点 3 抽油机实现了软起动/软停止 ◆ 减少了抽油机起停示的机械冲击 ◆ 减少对电网的冲击 变频控制分析 抽油机的变频控制 问题 1 自动化程度低 ◆ 尽管系统里设计了可编程控制器（PLC），单无法实现冲程/冲次的自动调节 ◆ 人工调节，很难达到控制最优化 ! 问题 2 控制系统结构复杂 ◆ 系统里设计的可编程控制器（PLC），功能单一，但必须配置 ◆ 需安装两个油杆位置开关，特别是上限开关，安装不便。 ◆ 系统必须配置制动单元，将电机所发电能通过电阻耗掉，将损失部分电能 问题 3 成本较高 ◆ 变频器，PLC均为通用工业控制产品，成本较高 ◆ 制动单元也增加了系统成本 有节能效果，但未达到最优化。 过渡产品 CTB抽油机伺服控制系 ☆ 交流伺服驱动原理 ☆ CTB抽油机伺服控制系统 ☆ CTB抽油机伺服控制柜的使用 交流伺服驱动系统的构成 交流伺服驱动原理 能耗电阻 伺服电机 伺服驱动器 编码器反馈 驱动伺服电机 伺服驱动器 伺服电机 编码器 交流伺服 驱动系统 交流伺服电机 交流伺服驱动原理 编码器 铁心 线圈 转子 交流感应伺服电机 Y系列伺服电机 Z系列伺服电机 交流永磁伺服电机 磁钢 铁心 线圈 转子 编码器 交流感应伺服电机结构 交流永磁伺服电机结构 交流伺服电机 交流伺服驱动原理 常用伺服电机的性能比较 外观精致， 内置编码器 外观精美， 内置编码器 同Y系列电机， 编码器外置 结构设计 维护空难，成本高 维护简单，成本低 维护简单，成本低 维护及成本 难于实现 可以，1：4 可以，1：2.5 弱磁运转 小 较小 大 转动惯量 永磁铁产生 感应电流 感应电流 励磁方式 困难 容易 容易 起 动 高 取决于驱动系统 取决于驱动系统 控制精度 受磁钢及生产工艺限制 不受限制 不受限制 容量范围 永磁铁磁钢 铸铝鼠笼结构 铸铝鼠笼结构 转子结构 永磁同步伺服电机 Z系列伺服电机 Y系列伺服电机 项 目 交流伺服驱动器结构 交流伺服驱动原理 主回路 IM PG CPU I/O 接 口 编码器 接口 电流传感器接口 PWM 输出 直流电源输入 开关电源 PWM驱动 操作器 控制板 驱动板 电流检测 ～ 熔断器 接触器 缓冲电阻 交流伺服驱动器主回路 交流伺服驱动原理 IM 电流检测 ～ 电源 整流电路 缓冲电路 滤波电路 制动电路 逆变电路 保护电路 交流伺服驱动器原理 交流伺服驱动原理 速度给定 位置给定 加减速 速度 变换 P I 控制 速度 变换 力矩极限 力矩电流 矢量计算 滑差计算 差动放大 发生 IGBT 逆变 霍尔电流检测 电机 PWM 编码器 Im sinwt- i2 coswt i2 wt iu iv 给 定 反馈电流 + + - - + - 交流伺服驱动器功能－－实现对交流伺服电机的速度、位置、转矩的精确控制 交流伺服驱动器 速度 控制 全频域范围内的精确速度控制 ◆ 速度控制精度±0.1% ◆ 调速范围1：5000 ◆ 最低运行速度0.3 转/分，100％额定扭矩输出 位置 控制 完成对伺服电机的多种位控操作 ◆ 自动零位寻找 ◆ 任意角度定位控制 ◆ 脉冲同步，电子齿轮，外置编码器定位等 转矩 控制 实现对伺服电机的精确转矩控制 ◆ 300％额定转矩输出 ◆ 转矩控制精度±5% ◆ 低速大转矩输出，更适合满载起动 系统结构图 游梁式抽油机伺服控制系统 极限开关 伺服控制柜 负荷传感器 电源输入 编码器 伺服控制柜 CTB 电动机 编码器 极限开关 负荷传感器 380V 50Hz 系统部件功能介绍 游梁式抽油机伺服控制系统 伺服控制柜 电动机 编码器 极限开关 负荷传感器 CTB专用抽油机伺服控制柜－－系统的核心控制 ◆ 接收控制指令 ◆ 接收传感器信号 ◆ 完成抽油机的智能化控制 检测抽油杆的上极限位置，确