63090字硕士毕业论文基于单片机的抽油机电机节能结构探讨

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：63090字

论点：电动机,抽油机,节能

论文概述：

本文是单片机论文，主要论述了该装置虽然取得了一定成果，但由于测试手段不够完善，使用晶闸管所带来的谐波问题还没有进行更进一步的研究，控制参数还需要进一步优化，这些都是需要我

论文正文：

第一章简介

1.1话题来源
在中国石油公司，他们使用的驱动电机。在负载下工作时，平均负载率通常低于30%，有些甚至更低。负载的变化周期在5-20秒内变化。考虑到启动负荷和复杂地质条件等因素的影响，大多数游梁式抽油机选用的驱动电机额定功率约为工作周期输出功率的2-3倍。以延长油田总部为例:2005年有18000多台游梁式抽油机，年耗电量约3.4亿千瓦时，节能降耗潜力巨大。异步电动机负载率低、效率低、电能浪费等现象在我国工业生产中非常普遍，因此对其进行节能研究是非常必要的。

1.2异步电动机节能措施
在我们的工业生产中，电动机占了很大一部分能耗。改进电机和降低损耗是切实可行的节能方法。电机种类繁多，可以根据现代工业的能源供应情况进行分类，可以分为以下几类:(1)用我们常用的能耗较高的电机代替电机，用技术更先进、成本更高的电机，可以实现节能的最大优化。但是成本相对较高，在目前的经济条件下不适合大规模推广。(2)调节电机速度，达到节能效果。1)调速交流异步电机，节能效率可达80%以上。2)。转子串联电阻调速。(3)改进我们现在使用的电机，改进消耗更多能量的电机，使其成为低消耗、节能的电机。(4)在当前的科技条件下，永磁电机的研究将会不断完善。(5)在进行工业生产时，必须删除异步电动机的选择，以找到最符合当前实际需要的电动机。
……

第二章抽油机负载特性

采油初期必须采用机械采油。机械采油是通过机械设备从地面油井中提取原油。机械采油可分为有杆泵采油、有杆泵采油和气举采油。最广泛使用的是游梁式抽油机，其原理是通过抽油机和抽油杆将地下数百至数千米的原油抽至地面，带动油泵上下往复运动。抽油机工作时，马头悬挂点承受的载荷主要包括:1 .抽油杆的自重、油管内和柱塞上的油柱重量以及柱塞下端油管内外的油柱压力引起的静载荷；2.抽油杆柱和油柱运动引起的惯性载荷；3.抽油杆柱和油柱运动引起的振动载荷；其中，惯性载荷、振动载荷、摩擦力与原油物理性质(如粘度)、抽油机运动特性(冲程和冲程次数)以及油井井筒结构密切相关。它们是变量，通常被称为动态负载。
我们知道泵送装置在泵送过程中分为两部分，向上部分和向下部分。通过分析和理解这两个过程，我们可以看到，当抽油机上下运动时，发动机承受的载荷是不同的、不对称的。在此过程中，电机作不规则圆周运动时，其加速度和速度一直在变化，严重影响电机的使用寿命，加快更新周期。当然，抽油杆的使用寿命也会因其变化而大大缩短。为了解决这个问题，通常的方法是给抽油机增加配重。例如，在抽油机曲柄和游梁的后端或同时在曲柄和游梁的后端增加配重，以实现抽油机-油井泵装置的平衡运行。

第三章三相异步电动机运行特性分析.........12
3.1等效电路...................12
3.1.1和矢量图..............................14
3.1.2三相异步电动机的功率关系和损耗分析..............................14
3.2运行条件对电机性能的影响.............................17
3.2.1负载变化对损耗、效率、功率因数和扭矩的影响..............................18
第4章系统硬件设计................26
4.1概述............................26
4.2..............................26
4.3电源控制电路..............................28
4.4..............................抽油机节能装置控制部分30
第五章控制系统软件设计..............................40
结论……47

第五章控制系统软件设计

单片机系统软件按要求设计，功能可靠实现。因此，软件需要具备以下特点:1)软件结构清晰、简洁，流程合理。2)。功能程序模块化，便于调试、连接、移植和修改。3)。合理规划程序内存和数据内存，不仅节省内存容量，而且操作方便。4)。操作状态被标记。5)。实施软件抗干扰措施。遵循上述原则，根据功能需求，采用模块化编程设计软件的总体流程图。在单片机中，模块化编程是我们经常使用的软件编程程序，是一种非常常见的方法。首先，我们对需要编程的模块进行编程，然后编译程序，最后调试这些程序，并在一切正常后连接这些不同的模块。模块化编程有以下优点:1)。模块化编程相对简单，易于我们掌握，其程序更易于调试。如果我们知道模块的输入值，然后计算它的输出值，我们可以直接调试我们需要的模块。2)。如果我们在未来的设计和应用中遇到类似的问题，我们可以把它们拿出来重用。3)。如果我们的模块出现故障，我们可以通过它的程序很容易地找到有问题的模块，从而提高效率，节省调试时间。
……

结论

[/BR/]理论分析和实验结果证明了在分析抽油机负载特性和交流电机机械特性的基础上，应用单片机智能控制特性开发的新型抽油机节能控制装置的合理性、有效性和实用性。新型抽油机节能控制装置不仅具有软启动功能，而且可以明显降低交流电机的启动电流。延长了电机的使用寿命，独特巧妙的软硬件设计可以保证抽油机驱动电机始终在铜损耗等于铁损耗的最低损耗状态下运行，显著降低了抽油机驱动电机的工作电压和电流，提高了抽油机的工作效率和功率因数，节能效果显著；交流电机的转速在抽油机的整个工作周期内不变，不影响抽油机的生产效率；新型抽油机节能控制装置具有缺相、过载等保护功能，能有效及时防止电机缺相、过载时损坏。它具有时序控制功能，为油田有序采油和降低成本提供了条件。油田抽油机电机的节能控制是油田长期广泛关注的课题。虽然该装置取得了一定的成果，但由于测试方法不完善，晶闸管引起的谐波问题还没有得到进一步研究，控制参数需要进一步优化。所有这些都要求我们在未来继续探索和解决。

……

参考文献(省略)