永磁同步电动机抽油机系统智能控制技术研究
发布时间：2022-01-26 18:19
对于石油企业而言,利润最大化是其不断发展壮大的决定性因素。利润的增加一方面在于产值的提高,另一方面是生产成本的降低。油田生产节能降耗不仅是企业发展的需要也是企业响应可持续发展政策、承担社会责任的体现。如果将油井看作是一个系统,则可划分为井上抽油机部分和井下采油部分。本文分别从井上抽油机系统的高效直驱式抽油机的节能变频驱动、基于智能算法的矢量控制和井下油层供采系统供采参数匹配三方面展开抽油机井系统的节能研究。抽油机作为油田采油的核心设备,在油田生产中发挥着重大作用。但是抽油机能耗大,效率低等问题一直存在。导致这种问题的原因有很多,其中之一是为了保证抽油机有足够大的带载能力而装配功率较大的电动机。然而在多数情况下采油负荷并不高,导致电动机的平均负载率仅约为30%,即“大马拉小车”问题。这种现象普遍存在,使油田的开采过程中浪费了大量电能。为此,本文选用可以替代传统的游梁式抽油机的直驱式抽油机作为研究对象,并深入分析适用于直驱式抽油机的复式永磁同步电动机的工作原理和结构特征。直驱式抽油机的机械传动方式有别于游梁式抽油机,可有效利用复式永磁同步电动机低转速、大转矩的特性提高功率因数,实现抽油机节...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１所示，此种类型的抽油机主要包括复式永磁同步电动机、机架和变频控制??
定子与附属基座结构结合，磁钢对称分布于转子上，转子对称安置与主轴两侧。定子铁??芯与传统电机相同用硅钢片冲压而成。盘式电机定子采用特殊的梨形结构，这样相同条??件下，可以有效的增大电磁转矩［９１］。ＣＰＭＳＭ物理结构如图２．１所示。??转子定子１?磁钢１?外转子??定子丨??轴承、集?｜，座盖??／＂Ｉ￣￣料税?￣￣?￣?￣￣??主轴?＿?＿基座??Ｓ???着?Ｍ??１?１Ｎ?＾?１?ｉｌ??图２．１复式永磁同步电动机内部结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｔｈｅ?ｉｎｎｅｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＣＰＭＳＭ??由图２．１可知，ＣＰＭＳＭ由三组相对独立的定、转子组复合而成，可以视为一个圆??筒形的外转子式永磁电动机与两个圆盘式的轴向磁通永磁电动机合成的结构。??图２．２为复式永磁同步电动机的三维装配模型。??麵??图２．２复式永磁同步电动机三维装配图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ?ｄｒａｗｉｎｇｓ?ｏｆ?ＣＰＭＳＭ??１２??
定子与附属基座结构结合，磁钢对称分布于转子上，转子对称安置与主轴两侧。定子铁??芯与传统电机相同用硅钢片冲压而成。盘式电机定子采用特殊的梨形结构，这样相同条??件下，可以有效的增大电磁转矩［９１］。ＣＰＭＳＭ物理结构如图２．１所示。??转子定子１?磁钢１?外转子??定子丨??轴承、集?｜，座盖??／＂Ｉ￣￣料税?￣￣?￣?￣￣??主轴?＿?＿基座??Ｓ???着?Ｍ??１?１Ｎ?＾?１?ｉｌ??图２．１复式永磁同步电动机内部结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｔｈｅ?ｉｎｎｅｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＣＰＭＳＭ??由图２．１可知，ＣＰＭＳＭ由三组相对独立的定、转子组复合而成，可以视为一个圆??筒形的外转子式永磁电动机与两个圆盘式的轴向磁通永磁电动机合成的结构。??图２．２为复式永磁同步电动机的三维装配模型。??麵??图２．２复式永磁同步电动机三维装配图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ?ｄｒａｗｉｎｇｓ?ｏｆ?ＣＰＭＳＭ??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]单相三电平H桥两模块级联变换器的一维均压SVPWM算法[J]. 柳明,陈亚军,林宏健,魏斌,舒泽亮. 电力自动化设备. 2018(03)
[2]抽油机节能技术的现状及发展分析[J]. 何晋枫. 化学工程与装备. 2018(02)
[3]游梁式抽油机多模式控制系统设计与开发[J]. 任旭虎,苏建楠,李旭,李德文,孙晓,艾洁. 石油机械. 2018(01)
[4]抽油机不停机间歇采油技术研究与应用[J]. 巩宏亮,戚兴,常瑞清,王洋,富源,侯宇,李金源,刘成林,陈云龙. 石油石化节能. 2017(10)
[5]提高抽油机井系统效率措施探讨[J]. 田野. 中国石油石化. 2017(12)
[6]抽油机混合PWM变频调速节能技术的研究[J]. 曹雪,付光杰,赵子明,林雨晴,乔永娜. 化工自动化及仪表. 2017(10)
[7]永磁同步电机双矢量模型预测电流控制[J]. 徐艳平,张保程,周钦. 电工技术学报. 2017(20)
[8]游梁式抽油机电动机断续供电节能技术断电时刻准确判定方法[J]. 王义龙,赵海森,王泽忠,詹阳,许国瑞,崔学深. 中国电机工程学报. 2018(15)
[9]后置滑轮式长冲程抽油机的优化[J]. 张淼,张炎,杨志勇,韩演涛,徐萍萍. 机电工程技术. 2017(08)
[10]有源钳位型三电平特定谐波消除调制方法研究[J]. 朱信威,朱晓莹,戴鹏. 电工电能新技术. 2017(07)
博士论文
[1]游梁式抽油机采油系统矢量控制节能方法研究[D]. 徐向前.长安大学 2013
[2]新型永磁电机的设计、分析与应用研究[D]. 黄明星.浙江大学 2008
硕士论文
[1]电力测功机系统的上位机软件开发[D]. 王少辉.吉林大学 2017
[2]具有自动平衡调节功能的游梁式抽油机的设计研究[D]. 呼延永江.郑州大学 2016
[3]融合目标优化的抽油机间抽节能算法研究[D]. 魏雨.西安石油大学 2016
[4]延长油田某区块低产低效井间抽规律研究[D]. 朱海琦.西安石油大学 2016
[5]游梁式抽油机自适应平衡装置及控制系统设计[D]. 朱砂.东北石油大学 2016
[6]无刷直流电机正弦波控制系统研究及实现[D]. 张鹏.江苏大学 2016
[7]游梁式抽油机供液量分析与冲次自动控制[D]. 符瑶.沈阳工业大学 2016
[8]基于PLC的抽油机变频自适应系统研究[D]. 魏运锋.东北石油大学 2015
[9]自适应量子菌群算法的研究及应用[D]. 吴九龙.南京邮电大学 2015
[10]抽油机节能改造关键技术研究[D]. 耿鹏.西安石油大学 2015
本文编号：3610956
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１所示，此种类型的抽油机主要包括复式永磁同步电动机、机架和变频控制??
定子与附属基座结构结合，磁钢对称分布于转子上，转子对称安置与主轴两侧。定子铁??芯与传统电机相同用硅钢片冲压而成。盘式电机定子采用特殊的梨形结构，这样相同条??件下，可以有效的增大电磁转矩［９１］。ＣＰＭＳＭ物理结构如图２．１所示。??转子定子１?磁钢１?外转子??定子丨??轴承、集?｜，座盖??／＂Ｉ￣￣料税?￣￣?￣?￣￣??主轴?＿?＿基座??Ｓ???着?Ｍ??１?１Ｎ?＾?１?ｉｌ??图２．１复式永磁同步电动机内部结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｔｈｅ?ｉｎｎｅｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＣＰＭＳＭ??由图２．１可知，ＣＰＭＳＭ由三组相对独立的定、转子组复合而成，可以视为一个圆??筒形的外转子式永磁电动机与两个圆盘式的轴向磁通永磁电动机合成的结构。??图２．２为复式永磁同步电动机的三维装配模型。??麵??图２．２复式永磁同步电动机三维装配图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ?ｄｒａｗｉｎｇｓ?ｏｆ?ＣＰＭＳＭ??１２??
定子与附属基座结构结合，磁钢对称分布于转子上，转子对称安置与主轴两侧。定子铁??芯与传统电机相同用硅钢片冲压而成。盘式电机定子采用特殊的梨形结构，这样相同条??件下，可以有效的增大电磁转矩［９１］。ＣＰＭＳＭ物理结构如图２．１所示。??转子定子１?磁钢１?外转子??定子丨??轴承、集?｜，座盖??／＂Ｉ￣￣料税?￣￣?￣?￣￣??主轴?＿?＿基座??Ｓ???着?Ｍ??１?１Ｎ?＾?１?ｉｌ??图２．１复式永磁同步电动机内部结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｔｈｅ?ｉｎｎｅｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＣＰＭＳＭ??由图２．１可知，ＣＰＭＳＭ由三组相对独立的定、转子组复合而成，可以视为一个圆??筒形的外转子式永磁电动机与两个圆盘式的轴向磁通永磁电动机合成的结构。??图２．２为复式永磁同步电动机的三维装配模型。??麵??图２．２复式永磁同步电动机三维装配图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ?ｄｒａｗｉｎｇｓ?ｏｆ?ＣＰＭＳＭ??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]单相三电平H桥两模块级联变换器的一维均压SVPWM算法[J]. 柳明,陈亚军,林宏健,魏斌,舒泽亮. 电力自动化设备. 2018(03)
[2]抽油机节能技术的现状及发展分析[J]. 何晋枫. 化学工程与装备. 2018(02)
[3]游梁式抽油机多模式控制系统设计与开发[J]. 任旭虎,苏建楠,李旭,李德文,孙晓,艾洁. 石油机械. 2018(01)
[4]抽油机不停机间歇采油技术研究与应用[J]. 巩宏亮,戚兴,常瑞清,王洋,富源,侯宇,李金源,刘成林,陈云龙. 石油石化节能. 2017(10)
[5]提高抽油机井系统效率措施探讨[J]. 田野. 中国石油石化. 2017(12)
[6]抽油机混合PWM变频调速节能技术的研究[J]. 曹雪,付光杰,赵子明,林雨晴,乔永娜. 化工自动化及仪表. 2017(10)
[7]永磁同步电机双矢量模型预测电流控制[J]. 徐艳平,张保程,周钦. 电工技术学报. 2017(20)
[8]游梁式抽油机电动机断续供电节能技术断电时刻准确判定方法[J]. 王义龙,赵海森,王泽忠,詹阳,许国瑞,崔学深. 中国电机工程学报. 2018(15)
[9]后置滑轮式长冲程抽油机的优化[J]. 张淼,张炎,杨志勇,韩演涛,徐萍萍. 机电工程技术. 2017(08)
[10]有源钳位型三电平特定谐波消除调制方法研究[J]. 朱信威,朱晓莹,戴鹏. 电工电能新技术. 2017(07)
博士论文
[1]游梁式抽油机采油系统矢量控制节能方法研究[D]. 徐向前.长安大学 2013
[2]新型永磁电机的设计、分析与应用研究[D]. 黄明星.浙江大学 2008
硕士论文
[1]电力测功机系统的上位机软件开发[D]. 王少辉.吉林大学 2017
[2]具有自动平衡调节功能的游梁式抽油机的设计研究[D]. 呼延永江.郑州大学 2016
[3]融合目标优化的抽油机间抽节能算法研究[D]. 魏雨.西安石油大学 2016
[4]延长油田某区块低产低效井间抽规律研究[D]. 朱海琦.西安石油大学 2016
[5]游梁式抽油机自适应平衡装置及控制系统设计[D]. 朱砂.东北石油大学 2016
[6]无刷直流电机正弦波控制系统研究及实现[D]. 张鹏.江苏大学 2016
[7]游梁式抽油机供液量分析与冲次自动控制[D]. 符瑶.沈阳工业大学 2016
[8]基于PLC的抽油机变频自适应系统研究[D]. 魏运锋.东北石油大学 2015
[9]自适应量子菌群算法的研究及应用[D]. 吴九龙.南京邮电大学 2015
[10]抽油机节能改造关键技术研究[D]. 耿鹏.西安石油大学 2015
本文编号：3610956
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3610956.html
