澳地特AD300系列變頻器在油田抽油機上的應用

 

　　目前，在我國各油田的抽油機總數已超過10萬臺，是各油田的主要耗能設備。按每臺電機容量30KW（實際上不止于此，在油田使用最多的是37KW和45KW電機，部分使用55KW和75KW電機）計算，裝機總容量在三百萬千瓦以上。作為油田生產中使用最多的耗能設備，抽油機拖動電機的負載率普遍較低，造成能源浪費。在實際開采作業過程中，抽油機受油井的井深、油質、雜質、含沙量、含水量等諸多客觀因素的影響，須調整作業沖次、沖程，甚至更換電機、改變電機的功率；同時，由于油田所處地理位置、緯度的不同，以及所處地區的氣候等自然因素，也會對開采作業產生影響，要求抽油機根據實際工況進行相應的速度調整。鑒于以上所述油田抽油機的技術要求以及使用的社會效益，抽油機對電機控制系統的基本要求是：

 

☆ 大范圍的、穩定可靠的無級調速；

☆ 具有比較顯著的節電效果。 

 

一、變頻調速節能控制柜：

 

（一）澳地特公司研制、開發的擁有自主知識產權的變頻調速器。其控制對象是普通的三相交流異步電機，控制精度達到同步伺服電機的控制水平。調速范圍廣，定位精度高，低速轉矩大，軟件功能完善。此變頻調速節能控制柜結合抽油機的運行工況和油井的實際情況，及時地、自動地調整電機的運行速度、加速度、扭矩等參數，使原有拖動電機在高效、節能狀態進行工作。通過在油田的實際應用，證明了變頻調速節能控制柜可以簡便而安全的進行調速操作，大大降低了現場操作人員的工作強度，提高了生產效率，并取得了明顯的節能效果。

 

（二）變頻調速節能控制柜的特點

 

變頻調速節能控制柜具有如下特點：

 

1、交-直-交的主電路

　　先將輸入的三相50Hz交流電變為直流，再逆變為頻率、電壓有效值可調的三相交流電供給拖動電機。

 

2、大范圍的速度控制

　　可準確、大范圍地控制電機的轉速，速度控制范圍為0-1500r.p.m，速度控制精度為0.3r.p.m。

 

3、三倍額定轉矩的過載能力

　　在零至額定轉速范圍內具有恒轉矩輸出特性，并具有3倍額定轉矩的過載能力。因此，在很低的轉速下，電機也可輸出額定轉矩并具有300%的過載能力。

 

4、低速大轉矩的控制特性

　　在抽油機電機啟動的過程中，可以驅動電機輸出足夠的轉矩。從而在轉速從0上升到設定值過程中，使電流平穩，實現了真正的“軟啟動”。

 

5、下慢上快的速度控制

　　通過速度與轉矩的可解耦以及獨立控制，實現了對抽油沖程下慢上快的速度控制。

 

6、具有內部軟PLC功能，可對轉矩進行檢測和控制。

 

（三）變頻調速節能控制柜的優勢

 

根據澳地特AD系列變頻調速節能控制柜的設計原理、控制特點以及應用實例的分析， 油田抽油機配備德瑞斯系列變頻調速節能控制柜，具有如下優勢：

 

1、調速操作簡便

　　由于澳地特系AD列變頻調速節能控制柜具有大范圍、連續調速的特點，只需調整一個旋鈕即可實現連續、穩定的調速功能，滿足抽油機調整沖次的要求。對于現場操作人員而言，操作極為簡便。

 

2、降低作業強度

　　使用澳地特AD系列變頻調速節能控制柜調速操作簡便，無需在作業過程中更改抽油機及配套設備的機械結構，大大降低了現場工人的作業強度。

 

3、提高生產效率

　　使用澳地特AD系列變頻調速節能控制柜，在作業過程中無需停機進行調整；控制柜具有的抽油沖程下慢上快的速度控制，提高了抽油機的出油量。這些因素，均提高了抽油機的生產效率。

 

4、節能效果顯著

　　根據實際應用統計數據計算，澳地特AD00系列變頻調速節能控制柜具有顯著的節能效果。相對而言，對于高產油井即抽油機負載越大、沖次頻率越低，節電效果越明顯：當抽油機沖次頻率低于2.5次/分，節電率高達75%以上。針對負荷較輕的油井，可根據澳地特AD系列變頻調速節能控制柜具有的軟啟動功能，采用以較小功率的電機取代原有電機的解決方案，同樣可以取得較為顯著的節能效果。

 

二、結論：

 

　　產品正是順應油田抽油機對電機控制系統的基本要求而研制生產的，彌補了目前普遍采用的抽油機調速方案存在的缺陷,實現了：

 

◆ 大范圍的連續調速，且在零至額定轉速之間保持恒力矩以及短時三倍的額定轉矩的負載能力；

◆良好的節電效果，尤其對于有調速要求的富產油井節電效果更佳。

 

澳地特變頻器在金剛石繩鋸機上的應用

 

一、行業介紹：

 

　　金剛石繩鋸（機），又稱金剛石串珠鋸，是目前最先進的石材開采設備，已被廣泛應用于石材行業、機械行業及建筑施工領域。主要用于石材的開采和加工，鋼筋混凝土建筑物的拆除和修整，玻璃等脆硬材料的加工。

 

二、工作原理：

 

　　金剛石繩鋸機由主運動系統、進給系統、金剛石串珠鋸、張緊裝置、導向機構、控制系統、冷卻系統等部件組成。金剛石繩鋸機是由直接參與切割用的金剛石串珠繩和驅動串珠繩運動的相應機械設備（即繩鋸機）共同完成。加工前，利用銅套等對接套將一定長度的串珠繩首尾對接，形成閉合圈。加工時，張緊在繩鋸機導輪組上的閉環串珠繩在驅動力的帶動下串珠繩作高速運動，并通過串珠的磨削運動實現切割。金剛石繩鋸按切割對象分為混凝土系、大理石系、花崗巖系、異性系等四個系列。

 

三、工藝要求：

 

　　金剛石繩鋸機采用主電機帶動鋸繩沿近似跑道型的軌跡運行，鋸繩從待切割面上已鉆好的孔中穿出，主電機經減速器帶動整個鋸床以一定的速度沿切割面向后運動。鋸繩移動速度必須根據主電機的負荷狀況和鋸繩所需的張力適時進行調整。如果移動速度過快，主電機負荷快速增加，甚至過載，鋸繩承受的張力也會增大，如不及時調整移動速度就會繃斷鋸繩。如果移動速度過慢，鋸繩張力急劇變小，鋸繩會在石頭上打滑，降低的切割效率，并且松弛的鋸繩還會打絞，以至絞斷鋸繩。在保證主電機負荷基本均勻和鋸繩合適的張力下提高鋸機切割效率是控制的關鍵，由于礦山或巖石的形狀不規則，橫切面自然也有大有小，鋸床的移動速度也必須及時做出調整。

 

四、應用方案：

 

1、電氣配置：

主電機 ：45KW   380V     8極     額定轉速  740轉    電流  96A

進給電機 ：1.5KW   380V   4極    變頻電機

主機變頻 ：T4   45KW

進給變頻 ：T4   1.5KW

 

2、技術方案：

　　將主電機實際運行電流經模擬量AO1端口輸出給進給變頻器AI2端口作為PID反饋值，PID作為輔助頻率源，外部電位器經AI1端口給進給變頻器作為主頻率源，將兩頻率源疊加作為進給電機的輸出頻率。進給電機移動速度根據主機變頻給的PID反饋值隨時調節頻率， 維持主機變頻器電流恒定。主機變頻器頻率由外部電位器調節。方案優點是負載控制平穩，精確，能根據切割面的變化及時調整進給速度，系統波動小，切割效率高。

 

3、變頻器接線圖：

 

4、AD300變頻器的特點：

1）、采用了矢量控制方式，提高了鋸床的響應速度和精度。

2）、低頻力矩大，加減速時間短，提高了客戶的切割效率。

3）、變頻器過載能力強，避免了切割工件時瞬時沖擊電流大導致變頻器保護，影響生產的效率。

4）、載波頻率調節范圍寬，降低了電機噪音，改善了工人的工作環境。

5）、電路板上涂有德國三防漆，使變頻器在礦山潮濕、粉塵多的惡劣環境下仍能穩定運行。

 

五、結束語：

 

　　金剛石繩鋸機在石材行業中已逐漸廣泛使用，應用金剛石繩鋸機來開采石材及加工各種形狀的板材（主要是異性板材），它具有生產效率高，產品質量好，成本低等優點，體現了現代化工業生產技術的新發展，對獲得高質量的荒料及各種形狀的板材，提到石材的加工質量、生產效率和經濟效益具有重要意義。