抽油机电机在变电压及变负载条件下节能控制方法研究

论文摘要

论文首先建立了以描述抽油杆柱一维振动的有阻尼波动方程为基础,选取光杆运动和抽油泵负荷为边界条件,考虑电动机转速波动对系统动态特性影响的抽油机—电动机一维动态模型,该模型的电机转速特性是依据电机机械特性曲线来体现的。然后重点研究了电动机部分,即考虑电机参数变化的电机能耗模型,将之与抽油机部分模型结合,完善了抽油机电机系统模型,使之能够完成能耗的求解。此外,论文对曲柄平衡及断续供电方法进行了仿真研究并实测,结果表明,对于抽油机电动机系统,曲柄平衡结合断续供电控制,可以获得更高的节能效果。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 抽油机电机节能技术发展概况
• 1.2.1 抽油机节能电机
• 1.2.2 节能配电箱
• 1.3 抽油机电机国内外研究现状
• 1.3.1 基于MATLAB的感应电机仿真研究现状
• 1.3.2 有杆抽油系统仿真研究现状
• 1.4 论文主要内容
• 1.4.1 论文的主要研究内容
• 1.4.2 所涉及的主要问题及解决途径
• 第二章 抽油机动态负载的建模及仿真
• 2.1 游梁式抽油机采油工作原理
• 2.2 抽油机电机的负载特性
• 2.3 有杆抽油系统的力学数学模型与仿真
• 2.3.1 电动机转子力学模型
• 2.3.2 抽油机机构分析与建模
• 2.3.3 电动机与抽油机机构部分仿真分析
• 2.3.4 抽油杆柱的力学分析
• 2.3.4.1 抽油杆柱建模
• 2.3.4.2 抽油杆受力分析
• 2.3.4.3 抽油杆方程的建立
• 2.3.4.4 抽油杆部分仿真分析
• 2.3.5 有杆抽油系统的仿真分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 考虑参数非线性的抽油机电机动态能耗模型
• 3.1 感应电机非线性参数的求取
• 3.1.1 感应电机电抗的计算
• 3.1.2 励磁电阻的计算
• 3.1.3 参数求解过程
• 3.1.4 流程图
• 3.2 感应电机数学模型的建立
• 3.3 抽油机电机损耗计算
• 3.3.1 定、转子铜损耗的计算
• 3.3.2 铁心损耗的计算
• 3.3.3 机械损耗的计算
• 3.4 仿真研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 抽油机-动机系统动态能耗模型在节能控制中的应用
• 4.1 抽油机-动机系统的平衡问题
• 4.1.1 平衡原理
• 4.1.2 平衡准则
• 4.1.3 仿真与实测
• 4.2 抽油机配重平衡与断续供电节能控制方法相结合
• 4.2.1 断续供电节能原理
• 4.2.2 断续供电节能控制技术的方法及控制策略
• 4.2.3 仿真研究
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况