抽油机电动机晶闸管调压节能技术研究

【摘要】： 抽油机电动机由于起动转矩很大,导致电动机运行过程中多处于轻载状态,电能浪费比较严重,所以研究抽油机电动机节能具有重要意义。本文的研究对象是处于轻载状态下运行的抽油机电动机,研究目标是:对于轻载运行状态的电动机,调节输入端电压使其在能安全带动负载的前提下,自身损耗尽可能小,达到节能的目的。 论文通过查阅文献对当前国内外常用的节能方法进行分析并对其优缺点逐一比较,在选定降压节能方法后对降压节能运行给予了理论分析与论证,可知定子电压将低,功率因数和效率都将得到改善。论文对基于铜损等于铁损电动机的效率最高的观点进行了理论分析,得到根据电动机负载变化与电压调节的关系。在此基础上通过Matlab仿真和电动机实验对降压节能方案进行了验证,根据实验过程中出现的问题对调压规律进行修正并确定了电动机控制的降压范围,从而为系统设计提供了依据。 本文还进行了抽油机电动机调压节能系统的软、硬件设计。系统的硬件设计包括晶闸管调压主电路设计和以PIC16C74单片机为核心的控制电路的设计。针对非同步投入带来的危害,设计了相位检测电路。根据仿真实验得到的控制规律和提出的双反馈控制原理进行了系统的软件设计,并对设计装置进行了实验室功能调试。 【关键词】：抽油机 节能 晶闸管 单片机
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TN34
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题的背景及意义8-9
• 1.2 课题国内外研究现状9-13
• 1.2.1 常用节能方法9-11
• 1.2.2 调压节能的控制方式11-13
• 1.3 本论文的主要工作和安排13-15
• 第2章 油机电动机降压运行分析15-22
• 2.1 抽油机工作原理分析15-18
• 2.2 电动机调压节能18-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 电动机调压节能算法的研究22-29
• 3.1 异步电动机的等效电路22-23
• 3.2 效率最优节能算法23-26
• 3.3 最优电压控制的节能算法26-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第4章 电动机调压节能的仿真与实验29-37
• 4.1 调压节能系统的仿真分析29-33
• 4.1.1 调压仿真模型的建立29-31
• 4.1.2 仿真结果分析31-33
• 4.2 电动机调压节能实验33-36
• 4.3 本章小结36-37
• 第5章 节能控制系统的设计与实现37-55
• 5.1 节能系统主回路的设计37-43
• 5.1.1 主回路结构37-39
• 5.1.2 晶闸管的阻容吸收电路设计39-41
• 5.1.3 晶闸管过电流保护41
• 5.1.4 无功补偿设计41-42
• 5.1.5 操作电路设计42-43
• 5.2 相位检测与同相投入43-46
• 5.2.1 同步投入原理43-44
• 5.2.2 相位检测与同步的实现44-46
• 5.3 节能系统控制电路的设计46-50
• 5.3.1 方案设计46-47
• 5.3.2 电流检测电路设计47-48
• 5.3.3 输出电路设计48-49
• 5.3.4 数字显示电路的设计49-50
• 5.4 节能控制系统软件设计50-54
• 5.4.1 软件设计规律的确定50-51
• 5.4.2 控制器的软件设计51-54
• 5.5 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-61
• 致谢61

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