本實用新型專利技術提供一種電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器，包括抽油機電機、直流電機、扭矩轉速傳感器以及DSP電參數測量采集電路組成的測量模擬系統和DSP核心控制系統，所述的測量模擬系統是直流電機模擬抽油機工況產生交變載荷加載于抽油機電機并測量抽油機電機各項電參數，所述DSP核心控制系統以接收到的抽油機電機電參數作為反饋量控制直流電機產生交變載荷。所述電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器在保證測量精度的前提下準確模擬現場抽油機的真實工況。該電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器解決現有抽油機交變載荷動態加載系統的不足之處，準確模擬抽油機載荷的真實工況，為抽油機節能電機的性能評價提供切實有效的科學依據。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術提供一種電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器，包括抽油機電機、直流電機、扭矩轉速傳感器以及DSP電參數測量采集電路組成的測量模擬系統和DSP核心控制系統，所述的測量模擬系統是直流電機模擬抽油機工況產生交變載荷加載于抽油機電機并測量抽油機電機各項電參數，所述DSP核心控制系統以接收到的抽油機電機電參數作為反饋量控制直流電機產生交變載荷。所述電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器在保證測量精度的前提下準確模擬現場抽油機的真實工況。該電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器解決現有抽油機交變載荷動態加載系統的不足之處，準確模擬抽油機載荷的真實工況，為抽油機節能電機的性能評價提供切實有效的科學依據。【專利說明】一種電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器
本技術涉及電器電子測量控制系統，特別是涉及到一種電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器。
技術介紹
抽油機是油田機械采油的主要設備，其電能消耗是采油廠運行成本的主要組成部分，抽油機電機的損耗約占到抽油機井系統總損耗的30%，為了降低電機的自身損耗，提高抽油機系統效率，在油田引入了種類較多的節能電機，現有的電機測試評價方法還存在一些不足，無法準確測試抽油機節能電機的動態參數且不能針對抽油機及井況提出優化選配的方案。 現有的抽油機交變載荷動態加載的實施方案主要兩大類:井上載荷模擬和井上電動機的載荷模擬。主要的方法有吊掛重物加載實驗、斜面重物加載實驗、電阻尼加載、水井模擬加載以及液壓加載實驗等，這些方案具有明顯的弊端，不能大范圍推廣，而且模擬載荷的變化規律與抽油機實際載荷變化規律只是趨勢相近，遠遠不能滿足抽油機載荷的真實工況。為此我們專利技術了一種新的電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器，解決了以上技術問題。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種解決現有抽油機交變載荷動態加載系統的不足之處，準確模擬抽油機載荷的真實工況，為抽油機節能電機的性能評價提供切實有效的科學依據的一種電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器。 本技術的目的可通過如下技術措施來實現: 電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器，該電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器包括抽油機電機、直流電機、扭矩轉速傳感器、DSP電參數測量電路和DSP核心控制系統，該直流電機模擬抽油機工況產生交變載荷，作為該抽油機電機的負載，該扭矩轉速傳感器連接于該直流電機，采集軸轉矩轉速值，并輸出扭矩轉速信號給該DSP電參數測量采集電路，該抽油機電機連接于該扭矩轉速傳感器，測試該抽油機電機的各種電參數以計算其效率，并將采集的電參數傳輸給該DSP電參數測量采集電路，該DSP電參數測量采集電路連接于該抽油機電機和該扭矩轉速傳感器，將米集的該抽油機電機的電參數傳輸給該DSP核心控制系統，該DSP核心控制系統以接收到的該抽油機電機的有功功率作為反饋量控制該直流電機產生交變載荷。 本技術的目的還可通過如下技術措施來實現: 該電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器還包括直流調速器，該直流調速器連接于該直流電機和該DSP電參數測量采集電路，控制該直流電機產生交變轉矩，以產生交變載荷。 該直流調速器連接于該DSP電參數測量采集電路，該DSP電參數測量采集電路將抽油機電機電壓、電流、有功功率等電參數和反饋命令傳輸給該DSP核心控制系統，該反饋命令指的是DSP控制系統發送給DSP電參數測量電路啟動或停止控制命令時返回的應答命令，該DSP核心控制系統根據DSP采集系統傳輸的抽油機電機有功功率作為反饋量，通過PID算法計算得到DA調整命令傳輸給該DSP核心控制系統，該DSP核心控制系統根據DSP電參數測量系統傳輸上的抽油機電機有功功率作為反饋量，在DSP控制系統中進行PID計算得出DA調整命令傳輸給該DSP電參數測量采集電路，該DSP電參數測量采集電路根據DA調整命令中偏差值大小，調節DA輸出控制的大小，控制該直流調速器，該直流調速控制該直流電機的勵磁電壓和勵磁電流大小，使得該直流電機產生要求的交變轉矩。 該DSP電參數測量采集電路包括電壓電流接口，DSP采集板，電壓電流調理電路，硬件分頻電路，直流調速器控制電路和轉矩轉速接口，該電壓電流接口連接于該抽油機電機的輸入端，接收該抽油機電機的輸入端的電壓電流信號，并將電壓電流信號通過互感器傳輸給該電壓電流調理電路，該電壓電流調理電路連接于該電壓電流接口，用于將電壓電流信號轉化為該DSP采集板可以采集的0-3.0V之間，該轉矩轉速接口連接于該扭矩轉速傳感器，接收該扭矩轉速傳感器的扭矩轉速信號，并將扭矩轉速信號通過屏蔽線接入該硬件分頻電路，該硬件分頻電路連接于該轉矩轉速接口，并將扭矩轉速信號進行分頻，該DSP采集板連接于該電壓電流調理電路和該硬件分頻電路，該電壓電流調理電路輸出信號通過AD采集輸入該DSP采集板進行FFT分析計算其有效值和功率這些抽油機電參數，該硬件分頻電路輸出信號通過外部中斷接入該DSP采集板計算其頻率，該DSP采集板將采集計算的抽油機電機的電參數和反饋命令通過SPI總線傳輸至該DSP核心控制系統，該DSP核心控制系統將發送DA調整命令通過SPI總線傳輸至該DSP采集板，該直流調速器控制電路連接于該DSP采集板和該直流調速器，并在該DSP采集板的控制下產生-10?+1V直流電壓控制該直流調速器，進而控制該直流電機產生交變轉矩。 該硬件分頻電路由硬件計數器組成，為了增加測量精度分別將扭矩和轉速信號進行20和2分頻O 該DSP電參數測量采集電路還包括電源電路，該電源電路連接于該DSP采集板，該電壓電流調理電路，該件分頻電路和該直流調速器控制電路，并為它們提供電源。 該直流調速器為四象限變頻器，該四象限變頻器實現能量雙向流動。 該抽油機電機可根據要求替換為三相異步電機、永磁同步電機、高轉差電機這些油田機采系統常用電機，該抽油機電機各種電參數包括電機三相電壓電流、視在功率、有功功率、功率因數、輸出功率，扭矩轉速。 該DSP核心控制系統導入抽油機現場測試數據即為在油井現場抽油機上測得的抽油機現場數據作為控制目標，該抽油機現場測試數據包括抽油機示功圖和電功圖。 本技術中的電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器，采用直流電機模擬抽油機電機的負載，并使用具有能量雙向流能力的直流調速器控制直流電機產生交變載荷，結構簡單可靠、安全性高、控制精度高，可以準確模擬抽油機在任何工況下的載荷變化趨勢。本技術采用DSP數據采集系統采集抽油機電機各項電參數，采樣頻率高、精度高、計算速度快、具有各次諧波分析功能，實時數據刷新速度達到20ms，測試數據精度達到I級。本技術采用的DSP核心控制系統可以導入抽油機現場數據，利用微分先行PID算法計算實時調節DA輸出偏差值，傳給DSP采集系統，DSP核心控制系統和DSP采集系統之間通過SPI總線通信。本技術是一種用于油田機采系統，在實驗室模擬抽油機現場工況，分析抽油機節能電機節能效率的電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1為本技術的電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器的一具體實施例的結構圖； 圖2為本技術的一具體實施例中DSP電參數測量采集電路的結構圖。 【具體實施本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器，其特征在于，該電機試驗用抽油機交變載荷加載控制器包括抽油機電機、直流電機、扭矩轉速傳感器、DSP電參數測量電路和DSP核心控制系統，該直流電機模擬抽油機工況產生交變載荷，作為該抽油機電機的負載，該扭矩轉速傳感器連接于該直流電機，采集軸轉矩轉速值，并輸出扭矩轉速信號給該DSP電參數測量采集電路，該抽油機電機連接于該扭矩轉速傳感器，測試該抽油機電機的各種電參數以計算其效率，并將采集的電參數傳輸給該DSP電參數測量采集電路，該DSP電參數測量采集電路連接于該抽油機電機和該扭矩轉速傳感器，將采集的該抽油機電機的電參數傳輸給該DSP核心控制系統，該DSP核心控制系統以接收到的該抽油機電機的電參數作為反饋量控制該直流電機產生交變載荷。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫東，王美，劉泱，王春光，孟祥卿，李煒，鄭煒博，劉向東，王曉東，馬坤，周亮，陳曉偉，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心，
類型：新型
國別省市：北京;11
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