抽油机智能型节能系统研究

【摘要】： 游梁式抽油机是在我国油田中使用最广泛的采油设备,提高游梁式抽油机的运行效率,对降低低产油井的生产成本、提高产油量有重要意义。 本文详细介绍了游梁式抽油机的工作原理,围绕游梁式抽油机进行节能降耗研究,对供液不足井和油田“大马拉小车”问题进行分析,阐明减少空抽是降低能耗、提高抽油机系统使用率和生产效率的有效途径。本文提出了基于电压控制的节能新方案,设计了一种游梁式抽油机的智能节能系统。该智能节能系统的硬件系统的设计以符合现场的功能和性能要求为原则,由AVR单片机ATmega32和电流、电压传感器的接口电路,键盘显示接口电路,SA4828三相SPWM波形发生芯片,IGBT变频控制电路相结合的设计,可实现抽油机的软起动及降速慢抽,同时还可防止抽油机频繁起动。软件的设计尽可能的做到设备的智能化,可自动监测、计算、设定慢抽和空抽停机参数,自动判断慢抽和空抽停机状况,在满足停机条件时立即慢抽或停机,慢抽后继续判断抽停机条件,当满足时立即停机。最后,为实现抽油机的串口通信,以及智能节能系统的故障异常处理作了一些软硬件的工作。 【关键词】：抽油机 智能节能系统 AVR单片机ATmega32
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TE933.1
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-6
• 第一章 绪言6-12
• 1.1 油田抽油方式简介6
• 1.2 抽油机的工作原理6-9
• 1.3 国内外游梁式抽油机发展概况及节能技术的研究9-12
• 1.3.1 国内外游梁式抽油机的发展概况9-10
• 1.3.2 游梁式抽油机节能分析10-12
• 第二章 测试及分析12-19
• 2.1 抽油机的采样测试12-13
• 2.2 测试数据的分析13-15
• 2.2.1 时域分析13
• 2.2.2 频域分析13-14
• 2.2.3 相关分析14-15
• 2.3 功率因数的计算15-19
• 第三章 节能方案的选择19-38
• 3.1 抽油机的结构改造19-20
• 3.2 智能控制型节能方案20-29
• 3.2.1 抽油机抽油控制器21-24
• 3.2.2 调压节能24-29
• 3.3 电机节能方案的确定29-30
• 3.4 交流调压的方式选择30-38
• 3.4.1 交流调压的方法30-32
• 3.4.2 电阻性电感性负载调压32-36
• 3.4.3 三相交流调压的接线方法36-38
• 第四章 智能节能抽油机系统的设计38-79
• 4.1 AVR 单片机ATMEGA32 的系统设计38-46
• 4.1.1 AVR 系列单片机38-39
• 4.1.2 ATmega32 的特点39-41
• 4.1.3 ATmega32 内部结构41-44
• 4.1.4 ATmega32 的系统设计44-46
• 4.2 电流电压传感器的接口设计46-48
• 4.2.1 电流、电压传感器的原理及选择46-47
• 4.2.2 电流、电压数据采集电路的设计47-48
• 4.3 键盘及显示接口电路的设计48-56
• 4.3.1 ZLG7290 的特点49
• 4.3.2 ZLG7290 引脚49-50
• 4.3.3 ZLG7290 的功能介绍50-54
• 4.3.4 键盘显示硬件电路的实现54-56
• 4.4 SA4828 三相SPWM 波形发生芯片的应用56-62
• 4.4.1 SA4828 的特点56-57
• 4.4.2 SA4828 的工作原理57-58
• 4.4.3 SA4828 的控制58-61
• 4.4.4 参数计算61-62
• 4.5 IGBT 驱动电路及主功率回路62-67
• 4.5.1 IGBT 介绍62-64
• 4.5.2 IGBT 驱动的要求64-65
• 4.5.3 TX-K841 驱动IGBT65-67
• 4.6 控制器的软件设计67-71
• 4.7 串口通信部分71-75
• 4.7.1 串口通信硬件72-73
• 4.7.2 串口通信软件73-75
• 4.8 抽油机智能设备的异常处理75-79
• 4.8.1 断电的异常处理75-77
• 4.8.2 发生自动/手动切换时的异常处理77-79
• 第五章 结论79-80
• 参考文献80-83
• 论文写作期间发表的文章83-84
• 致谢84-85

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