時(shí)間：2023-05-30 09:14:36
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電機(jī)節(jié)能，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
并結(jié)合油井示功圖，總結(jié)出油井系統(tǒng)節(jié)能的概念，在此基礎(chǔ)上指出抽油機(jī)電機(jī)應(yīng)該具備的功能，為進(jìn)一步節(jié)能創(chuàng)造條件。
【關(guān)鍵詞】抽油機(jī)示功圖 節(jié)能
中圖分類(lèi)號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1目前抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題
（1）功率因數(shù)低
目前油田抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)一般在0.2-0.5之間變化，為了提高抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，通常是利用補(bǔ)償電容器提高功率因數(shù)，但電機(jī)本身的功率因數(shù)并不會(huì)改變。
（2）“大馬拉小車(chē)”問(wèn)題嚴(yán)重
臨盤(pán)采油廠機(jī)械采油系統(tǒng)多數(shù)是1臺(tái)變壓器拖動(dòng)1口油井，變壓器的額定容量為50-100KVA，電動(dòng)機(jī)的額定功率22 KW、30KW、37KW、45KW、55KW。由現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試結(jié)果可知，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸入功率大部分在3KW-10KW之間，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率很低，功率因數(shù)也很低，無(wú)功電流比例很大，導(dǎo)致線(xiàn)損增加。這是所有油田都存在的問(wèn)題，造成這種現(xiàn)象的原因是：抽油機(jī)負(fù)載有靜轉(zhuǎn)距大，而運(yùn)行轉(zhuǎn)距小的特點(diǎn)，所以要配置大容量的電機(jī)，保證足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)距，所以選用較大功率的電動(dòng)機(jī)，變壓器的容量也隨之增加。這雖然解決了抽油機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題，但由此卻帶來(lái)了機(jī)械采油系統(tǒng)的“大馬拉小車(chē)”問(wèn)題，變壓器、電動(dòng)機(jī)負(fù)載率下降，自身?yè)p耗相對(duì)增加，造成了電能的浪費(fèi)。
（3）抽油機(jī)系統(tǒng)存在發(fā)電現(xiàn)象
從本質(zhì)上講，游梁式抽油機(jī)井口載荷曲線(xiàn)是近似于正弦曲線(xiàn)，而游梁式抽油機(jī)曲柄的圓周運(yùn)動(dòng)是嚴(yán)格意義上的正弦曲線(xiàn)，所以游梁式抽油機(jī)只能平衡掉井口載荷曲線(xiàn)的一階分量，由此知系統(tǒng)總是達(dá)不到完全平衡，這將導(dǎo)致抽油機(jī)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)超過(guò)電動(dòng)機(jī)的同步速度運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)變成異步發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)反送電，我們稱(chēng)之為“倒發(fā)電” 現(xiàn)象。
（4）抽油機(jī)系統(tǒng)調(diào)速困難
隨著節(jié)能意識(shí)的提高，抽油機(jī)系統(tǒng)調(diào)速問(wèn)題凸顯出來(lái)，讓沖次適應(yīng)產(chǎn)量的變化就需要調(diào)速，因此變頻調(diào)速技術(shù)在電機(jī)調(diào)速中得到廣泛應(yīng)用，由于抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)存在著不同程度的“倒發(fā)電現(xiàn)象”，承擔(dān)變頻調(diào)速任務(wù)的變頻器必須工作在四象限狀態(tài)，或者設(shè)置泄放回路，使變頻器的效率降低，可靠性降低。特別是1140V供電系統(tǒng)，電壓屬于中壓范圍，變頻器件的選擇很難兼顧到性?xún)r(jià)比最優(yōu)，造成成本過(guò)高。由于上述原因造成抽油機(jī)系統(tǒng)調(diào)速困難。
2目前的抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能裝置簡(jiǎn)介
目前在我國(guó)的石油開(kāi)采成本中電費(fèi)占了相當(dāng)大的比例，所以，石油行業(yè)十分重視節(jié)約電能。抽油機(jī)節(jié)能，主要有研究推廣節(jié)能型抽油機(jī)和抽油機(jī)節(jié)能電控裝置兩個(gè)方面，對(duì)節(jié)能型抽油機(jī)的應(yīng)用暫不討論，重點(diǎn)介紹節(jié)能電控裝置。常見(jiàn)的抽油機(jī)節(jié)能電控裝置大體上可以分為三種類(lèi)型，下面分別討論。
2.1 間抽控制器
對(duì)于供液不足的油井，隨著油井由淺入深的抽取，井中液面逐漸下降，泵的充滿(mǎn)度越來(lái)越不足，直到最后發(fā)生空抽的現(xiàn)象，這樣就浪費(fèi)了大量的電能。對(duì)于這種油井，最簡(jiǎn)單的方法是實(shí)行間抽，根據(jù)每口油井不同的工況，設(shè)定間抽時(shí)間。當(dāng)井下液量少時(shí)關(guān)閉抽油機(jī)，等待液量的蓄積，液面超過(guò)一定深度時(shí)，再起動(dòng)抽油機(jī)抽吸，從而提高抽油機(jī)的工作效率，避免電能浪費(fèi)。
2.2 軟起動(dòng)、調(diào)壓節(jié)能型
由于抽油機(jī)負(fù)載有靜轉(zhuǎn)距大，而運(yùn)行轉(zhuǎn)距小的特點(diǎn)，所以要配置大容量的電機(jī)，保證足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)距，所以要實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)是困難的，現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐也表明了這一點(diǎn)。
2.3 使用變頻器節(jié)能
變頻器用于抽油機(jī)電機(jī)時(shí)存在的問(wèn)題：
（1）使用環(huán)境問(wèn)題
由于抽油機(jī)都在環(huán)境惡劣的野外工作，所以，對(duì)變頻器的可靠性和環(huán)境適應(yīng)能力提出了很高的要求，許多變頻器由于適應(yīng)不了野外惡劣環(huán)境而無(wú)法工作，為此可以設(shè)計(jì)防護(hù)等級(jí)高的控制柜，以及冷卻系統(tǒng)，使之適合在野外環(huán)境中使用。
（2）再生能量的處理問(wèn)題 從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)功率曲線(xiàn)可以看到當(dāng)配重不平衡時(shí)，在抽油機(jī)工作的一個(gè)沖程周期中，會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)處于再生制動(dòng)工作狀態(tài)（發(fā)電狀態(tài)），對(duì)于交－直－交變頻器來(lái)說(shuō)，直流部分采用普通二級(jí)管整流，因此不能向電網(wǎng)回饋電能，所以反饋到直流母線(xiàn)的再生能量只能對(duì)濾波電容器充電而使直流母線(xiàn)電壓升高，并通過(guò)電阻泄放，造成能量損失，降低了變頻器效率。而具有能量反饋功能的變頻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低。
上面我們介紹了三類(lèi)節(jié)電裝置，基本上都是針對(duì)單元件、單設(shè)備進(jìn)行的節(jié)能改造，沒(méi)有從系統(tǒng)的高度去實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下面我們從另外一個(gè)角度去討論這個(gè)問(wèn)題。
3改造抽油機(jī)電機(jī)的電功率曲線(xiàn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能
3 .1抽油機(jī)電機(jī)的電功率曲線(xiàn)的特點(diǎn)
從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的抽油機(jī)電功率曲線(xiàn)可以得出如下結(jié)論：（1）抽油機(jī)電功率曲線(xiàn)以沖程為周期（2）抽油機(jī)電功率曲線(xiàn)是連續(xù)的，有限個(gè)第一類(lèi)（跳躍）間斷點(diǎn)（3）抽油機(jī)發(fā)電造成功率曲線(xiàn)產(chǎn)生負(fù)面積，文獻(xiàn)（1）指出：超越離合器是解決抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電過(guò)程中電能浪費(fèi)僅有的技術(shù)，抽油機(jī)調(diào)平衡能部分解決抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電期的電能浪費(fèi)問(wèn)題，但不能完全解決。
3.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的抽油機(jī)電功（日用電量）
針對(duì)抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電電量的計(jì)量問(wèn)題，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試，目前使用的計(jì)量表計(jì)將正向用電電量與反向發(fā)電電量累加之后收取電費(fèi)，這種電表在正向用電時(shí)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，反向發(fā)電時(shí)，也正向轉(zhuǎn)動(dòng)，正負(fù)電量累加。
（1）抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電過(guò)程多計(jì)量的電能是不容忽視的，發(fā)電造成電費(fèi)多計(jì)量，地方供電系統(tǒng)對(duì)臨盤(pán)油田實(shí)行單井計(jì)量，油井發(fā)電電量不但不能得到相應(yīng)的報(bào)酬，而且還要上繳相應(yīng)的電費(fèi)，一般抽油機(jī)發(fā)電量約占用電量的5%，我們不但得不到5%的抵扣電量，而且還要交5%的電量電費(fèi)，這樣一來(lái)，相當(dāng)于多交10%的電量電費(fèi)。
（2）抽油機(jī)拖動(dòng)電機(jī)發(fā)電過(guò)程多損耗的電能是不容忽視的，根據(jù)文獻(xiàn)（2）的結(jié)論，抽油機(jī)的電動(dòng)機(jī)在用電轉(zhuǎn)換過(guò)程中巨大的能量消耗。設(shè)電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的效率為0.85，在發(fā)電運(yùn)行時(shí)的效率為0.6，抽油機(jī)的機(jī)械效率為0.95,那么兩次轉(zhuǎn)換的效率為η=0.85×0.6×0.95=0.48，就是說(shuō)發(fā)電能量損失了52%。
3.3 節(jié)能措施的提出：調(diào)平衡、去發(fā)電、平曲線(xiàn)。
首先進(jìn)行抽油機(jī)的平衡調(diào)整，在平衡率在85%-110%之內(nèi)時(shí)，再進(jìn)行去發(fā)電和平曲線(xiàn)工作，所以說(shuō)調(diào)整平衡是關(guān)鍵。
1、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的安裝抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪之后的功率曲線(xiàn)
安裝抽油機(jī)專(zhuān)用防饋電皮帶輪之后，抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)已不存在發(fā)電現(xiàn)象，最低功率值為空載功率，抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪有效地解決了抽油機(jī)發(fā)電現(xiàn)象。
2、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的安裝抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪之后的用電量
安裝抽油機(jī)專(zhuān)用防饋電皮帶輪之后，日用電量有顯著減少，L2-207井日用電量由124KWH/24H降為106KWH/24H；L41-113井由143KWH/24H降為131 KWH/24H；L41-113井由189 KWH/24H降為170 KWH/24H。抽油機(jī)節(jié)電率在5%-10%之間。
（1）安裝抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪之后，抽油機(jī)不再拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，發(fā)電現(xiàn)象消失，即發(fā)電部分的能量（功率曲線(xiàn)負(fù)面積）變成了抽油機(jī)平衡塊的動(dòng)能和勢(shì)能，為平衡系統(tǒng)所利用，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的，但是功率曲線(xiàn)的峰谷差仍然較大，這將影響到抽油機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能和安全運(yùn)行，即使是抽油機(jī)功率曲線(xiàn)的均方根值最小了，如果峰谷差過(guò)大，仍然會(huì)影響到抽油機(jī)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，所以既要抽油機(jī)功率曲線(xiàn)的均方根值最小，還要功率曲線(xiàn)的峰谷差合適。在安裝抽油機(jī)防發(fā)電皮帶輪之后，進(jìn)一步調(diào)整平衡塊的位置，進(jìn)一步降低抽油機(jī)功率曲線(xiàn)的峰谷差。
（2）電機(jī)發(fā)電的制動(dòng)力矩消失，抽油機(jī)在上行或下行的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)速度過(guò)快的現(xiàn)象，這將影響到抽油機(jī)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，這就涉及到再生能量的處理問(wèn)題，我們今后將對(duì)再生能量的詳細(xì)討論。
3、縮小抽油機(jī)功率曲線(xiàn)的峰谷差的方法
文獻(xiàn)（3）在仿真過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)模型參數(shù)中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)仿真結(jié)果有很大的影響，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變大時(shí)，線(xiàn)路、變壓器和電機(jī)的損耗都顯著減小。從理論上分析，抽油機(jī)的負(fù)載是波動(dòng)負(fù)載，電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間來(lái)回切換。如果增大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，那么，就等于儲(chǔ)存了一些在線(xiàn)路上來(lái)回流動(dòng)的能量，減少了總損耗。因而，增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在理論上是可以節(jié)電的，但是要做好以下兩方面的工作：一是由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增加會(huì)給電機(jī)的起動(dòng)造成困難，在實(shí)際工作中，我們可以考慮采用一種具有升壓起動(dòng)功能的拖動(dòng)裝置，用在這里，基本上解決起動(dòng)困難的問(wèn)題。二是增加旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量必須有速度的改變，速度不變就不會(huì)有能量的存儲(chǔ)和釋放，可以采用高轉(zhuǎn)差的電機(jī)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。上面的問(wèn)題解決之后，這就成為在實(shí)際中可以考慮的一個(gè)方案。
4 結(jié)束語(yǔ)
上面從抽油機(jī)功率曲線(xiàn)的角度討論了游梁式抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的平衡和節(jié)能問(wèn)題，在調(diào)整好平衡的基礎(chǔ)上，結(jié)合油井的工作狀況，采取去發(fā)電、增慣量、平曲線(xiàn)的措施可以達(dá)到節(jié)能將耗的目的。
參考文獻(xiàn)：
1 游梁抽油機(jī)的用電發(fā)電與節(jié)電張繼震.馬廣杰.孫景麗.蔣靜石油礦場(chǎng)機(jī)械 2001年 第四期 第36頁(yè)
【關(guān)鍵詞】減速節(jié)能電機(jī)；機(jī)采系統(tǒng)效率；應(yīng)用
1、現(xiàn)狀及存在主要問(wèn)題：
中原油田采油三廠目前有抽油機(jī)井687口左右。機(jī)采系統(tǒng)年耗電量1.3億kWh，占我廠總耗電量的50%以上。目前機(jī)采系統(tǒng)拖動(dòng)裝置存在問(wèn)題較多，主要有如下兩點(diǎn)：
（1）電機(jī)老化嚴(yán)重。我廠機(jī)采系統(tǒng)電機(jī)以6級(jí)、8級(jí)電機(jī)為主，少許為12級(jí)電機(jī)。目前在用最早的電機(jī)為1985年投用，大多數(shù)電機(jī)經(jīng)過(guò)多次修理，我廠維修大隊(duì)平均每年電機(jī)修理290臺(tái)次左右。全廠抽油機(jī)電機(jī)有431臺(tái)修理達(dá)3次以上，50%以上電機(jī)修理修理次數(shù)在4次以上，部分電機(jī)為1995年―1998年投產(chǎn)電機(jī)修理次數(shù)達(dá)8、9次之多。因電機(jī)老化，電機(jī)空載電流達(dá)損耗達(dá)2.5KW，已經(jīng)沒(méi)有什么修理價(jià)值。我廠機(jī)采系統(tǒng)電機(jī)多年沒(méi)有更新，僅利用新井配套引進(jìn)些普通電機(jī)，這些電機(jī)非節(jié)能型電機(jī)，效率不高。
（2）低產(chǎn)低能井多，電機(jī)沖次偏高。目前油田處于開(kāi)發(fā)后期，截至2011年11月份統(tǒng)計(jì)，我廠低產(chǎn)液抽油機(jī)井較多我廠單井產(chǎn)液量≤10噸的363口，占總開(kāi)井口數(shù)的51.9%（其中單井日產(chǎn)液量≤5噸的136口，5-10噸的227口，分別占總開(kāi)井口數(shù)的19.5%、32.5%）。低產(chǎn)液井比例大、泵充滿(mǎn)系數(shù)低，老式電機(jī)不能滿(mǎn)足低產(chǎn)液井對(duì)低沖次的要求，影響機(jī)采系統(tǒng)效率的提升。
2、項(xiàng)目目的及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：
試驗(yàn)及應(yīng)用SRM開(kāi)關(guān)磁阻、小容量減速節(jié)能電動(dòng)機(jī)、雙功低速等新型節(jié)能電機(jī)，提高機(jī)采系統(tǒng)效率，節(jié)電降耗。節(jié)電率達(dá)15-25%。
3、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用概況：
2011年我廠共試驗(yàn)及推廣應(yīng)用節(jié)能電機(jī)4種18臺(tái)，共計(jì)投入：89萬(wàn)元。其中SRM開(kāi)關(guān)磁阻智能調(diào)速電動(dòng)機(jī)2臺(tái)、小容量減速節(jié)能電動(dòng)機(jī)8臺(tái)、游梁式抽油機(jī)專(zhuān)用節(jié)能配套電機(jī)2臺(tái)、雙功低速YCHD280L-1.5/18.5/37kW-1140V電機(jī)6臺(tái)。平均沖次下降1.5次，節(jié)電效果20%左右。
主要電機(jī)具體使用情況及數(shù)據(jù)如下：
3.1SRM開(kāi)關(guān)磁阻智能調(diào)速電動(dòng)機(jī)：衛(wèi)一采油區(qū)在WC18-6#、WC18-9#兩口抽油機(jī)井進(jìn)行了智能調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能試驗(yàn)（SRM-280電動(dòng)機(jī)），通過(guò)跟蹤調(diào)試，目前更換該裝置的2口油井運(yùn)行正常，節(jié)電效果明顯。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)有功電量日耗電量讀數(shù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比表：
安裝井號(hào) 安裝前后沖次變化 安裝前日用電量（kWh） 安裝后日用電量（kWh） 日節(jié)電量（kWh）
WC18-6# 未變化 291 212 -79
WC18-9# 未變化 268 182 -86
3.2小容量減速節(jié)能電動(dòng)機(jī)：該電機(jī)適用于低產(chǎn)液井，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、耐用性強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高。裝機(jī)容量小、輸出扭矩大、轉(zhuǎn)速低；齒輪傳動(dòng)效率高、功損小，運(yùn)行效率高；采用負(fù)荷封油技術(shù)，齒輪油不滲不漏；低轉(zhuǎn)速時(shí)無(wú)滑差、抽油機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)；調(diào)沖次方便，電機(jī)容量小安裝、維護(hù)、保養(yǎng)方便。綜合節(jié)電率大于25%。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)有功電量日耗電量讀數(shù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比表：
井號(hào) 安裝前后沖次變化 安裝前上/下行電流（A） 安裝后上/下行電流（A） 電流下降比例
WCP2 2.7/1.7 8/9 6/7 22%
WC10-26 2/1.8 50/45 22/20 56%
3.3游梁式抽油機(jī)專(zhuān)用節(jié)能配套電機(jī)
游梁式抽油機(jī)專(zhuān)用節(jié)能配套電機(jī)，利用系統(tǒng)的機(jī)械特性，改造轉(zhuǎn)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)節(jié)能；根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的拖動(dòng)力，改造部分機(jī)械結(jié)構(gòu)，合理選配電動(dòng)機(jī)，降低電機(jī)自身?yè)p耗，提高電動(dòng)機(jī)的效率節(jié)能；提高系統(tǒng)抽油效率。調(diào)整抽油機(jī)沖次時(shí)，不用更換皮帶輪只需調(diào)節(jié)該節(jié)電器調(diào)速裝置檔位，即可隨意變換；該設(shè)備具有機(jī)械儲(chǔ)能裝置。原電機(jī)存在能量損失，該節(jié)電設(shè)備能使其能量直接儲(chǔ)存起來(lái)，并隨后自動(dòng)釋放，既減少了能量損失，又防止反發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的沖擊；電機(jī)效率高，使用維護(hù)方便，綜合節(jié)電率20―40%。適用于原配備45-55KW、沖次在1至6次的油井使用，低產(chǎn)低能井使用效果最佳。
在馬寨油藏經(jīng)營(yíng)管理區(qū)MZWC95-32井安裝后，經(jīng)過(guò)油田分公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：
井號(hào) 狀態(tài) 電流（A） 有功功率（kW） 無(wú)功功率（kvar） 產(chǎn)液量（t/d） 產(chǎn)油量（t/d） 綜合節(jié)電率
MZWC 95-32井 裝前 44.6 9.25 28.8 14.6 0.5 21.6%
裝后 24.4 8.11 14.1 15.7 0.55
對(duì)比 -20.2 -1.14 -14.7 +1.1 +0.05
4、節(jié)能效果及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
節(jié)能效果：
4.1年節(jié)能能力
18臺(tái)電機(jī)年可節(jié)電量57.8×104kWh；折標(biāo)煤71.03噸。
截至2011年年底累計(jì)節(jié)能量及減少成本支出
今年已累計(jì)節(jié)電量22.6×104kWh；折標(biāo)煤27.78噸。
安裝18口井，單井平均沖次由3.8次降為2次，減少油井管桿磨損，減少作業(yè)井次2次，減少作業(yè)及管桿費(fèi)用12萬(wàn)元。
4.2經(jīng)濟(jì)效益
項(xiàng)目投入：89萬(wàn)元
該項(xiàng)目年產(chǎn)出：
年節(jié)約用電57.8萬(wàn)kWh，節(jié)約成本0.73元/kWh×57.8萬(wàn)kWh=17.34萬(wàn)元；
今年已累計(jì)節(jié)電量22.6×104kWh；折標(biāo)煤27.78噸。
年減少油井管桿磨損，減少作業(yè)井次2次，減少作業(yè)及管桿費(fèi)用12萬(wàn)元。
該項(xiàng)目年可創(chuàng)效合計(jì)：57.8+1269.8萬(wàn)元。
5、投資回收期
總經(jīng)理近藤史郎向《經(jīng)濟(jì)》記者介紹公司時(shí)說(shuō)：“可以把我們理解為一家創(chuàng)能、節(jié)能企業(yè)。我們的產(chǎn)品主要用在和能源相關(guān)的地方。我們的核心技術(shù)是電力電子設(shè)備、功率半導(dǎo)體及控制系統(tǒng)。在這個(gè)核心技術(shù)平臺(tái)上，我們構(gòu)筑了創(chuàng)能技術(shù)平臺(tái)及節(jié)能技術(shù)平臺(tái)。”
一番解釋之后，給記者留下突出印象的是，這里的技術(shù)和能源有關(guān)，具有節(jié)能和創(chuàng)能的特點(diǎn)。
在經(jīng)濟(jì)剛剛開(kāi)始發(fā)展的階段，大量使用能源就能立即讓經(jīng)濟(jì)面貌出現(xiàn)變化。但煤炭、石油等資源是有限的，同時(shí)，大量使用后帶來(lái)的污染問(wèn)題，也難以解決。一個(gè)企業(yè)是否具有較高的能源使用技術(shù)，這不僅關(guān)系著企業(yè)成本的支出，也與其能否在新市場(chǎng)上奪得先機(jī)有著重要關(guān)系。富士電機(jī)公司作為電氣企業(yè)，發(fā)揮能源利用上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，便能夠讓人知道這是一家具有戰(zhàn)略眼光的企業(yè)。
專(zhuān)注中國(guó)的能源及環(huán)境市場(chǎng)
《經(jīng)濟(jì)》：我們知道富士電機(jī)成立于1923年，是日本最著名的電氣企業(yè)之一。但很多讀者可能還不是很清楚富士電機(jī)在中國(guó)的情況。請(qǐng)您介紹一下。
近藤史郎總經(jīng)理（以下簡(jiǎn)稱(chēng)近藤）：我們?cè)?965年已經(jīng)開(kāi)始向中國(guó)提供水力發(fā)電機(jī)，80年代，設(shè)立派遣員工事務(wù)所，并擁有中國(guó)最高的變頻器出口銷(xiāo)售市場(chǎng)占有率；90年代以后，我們?cè)谥袊?guó)設(shè)立了一些工廠，主要生產(chǎn)馬達(dá)等產(chǎn)品。現(xiàn)在我們?cè)谥袊?guó)有銷(xiāo)售網(wǎng)點(diǎn)15個(gè)，在中國(guó)從事生產(chǎn)及售后服務(wù)等業(yè)務(wù)的企業(yè)有25家。
《經(jīng)濟(jì)》：從事生產(chǎn)及售后服務(wù)的企業(yè)主要分布在哪些地方？富士電機(jī)的特點(diǎn)是什么？
近藤：無(wú)錫富士電機(jī)有限公司有員工400多人，主要生產(chǎn)變頻器。生產(chǎn)斷路器的富士電機(jī)大連有限公司和生產(chǎn)各種馬達(dá)的富士電機(jī)馬達(dá)（大連）有限公司的員工數(shù)量分別為780人和460人。在上海、深圳、常熟、珠海等地也有我們的工廠，員工人數(shù)都分別達(dá)到數(shù)百上千不等。
我們的生產(chǎn)內(nèi)容較大，但我們的基本理念很簡(jiǎn)單，就三條：第一，強(qiáng)化綜合事業(yè)，不僅要保證內(nèi)容的多樣化，還要在成本等方面與中國(guó)保持一致；第二，加速開(kāi)拓用戶(hù)；第三，在智能電網(wǎng)、自動(dòng)售貨機(jī)及電動(dòng)汽車(chē)等方面，拓展新事業(yè)。
《經(jīng)濟(jì)》：我們注意到近藤總經(jīng)理特別注重能源、環(huán)境問(wèn)題。這是為什么呢？
近藤：提高能源利用效率，可以為解決環(huán)境問(wèn)題作貢獻(xiàn)，其關(guān)鍵的技術(shù)在于能源轉(zhuǎn)換。電力電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高效率能源轉(zhuǎn)換最有效的手段，我們?cè)谶@方面有著長(zhǎng)年積累的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)。功率半導(dǎo)體、電路及控制系統(tǒng)是電力電子事業(yè)的基礎(chǔ)，在這個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)最合理的能源利用。
《經(jīng)濟(jì)》：這些技術(shù)能夠用在什么地方？
近藤：在社會(huì)及產(chǎn)業(yè)各個(gè)方面均有其用途。但我們的產(chǎn)品比較多地用在了鋼鐵、石化、水泥、數(shù)據(jù)中心、半導(dǎo)體工廠及汽車(chē)的組裝廠中。
比如在制造業(yè)方面，可以用于節(jié)能、環(huán)保，用于數(shù)據(jù)中心及無(wú)塵室的節(jié)能與高效化；在水環(huán)境方面，用于污水處理廠、工廠排水等等。
強(qiáng)有力的半導(dǎo)體事業(yè)
《經(jīng)濟(jì)》：我們知道，半導(dǎo)體事業(yè)是日本幾家綜合廠家去年虧損的主要領(lǐng)域。富士電機(jī)也在從事半導(dǎo)體事業(yè)，經(jīng)營(yíng)情況如何？
近藤：我們所銷(xiāo)售的功率半導(dǎo)體是指耐高壓、大容量制品，如1700V、PrimePACK、High Power Module方面的產(chǎn)品，與電視、數(shù)碼上使用的半導(dǎo)體在市場(chǎng)方面不一樣。
在很多核心技術(shù)上，我們的第六代、第七代IGBT電子零件技術(shù)，耐高壓IC技術(shù)及高放熱性能捆綁技術(shù)等，都是富士電機(jī)自己獨(dú)到的技術(shù)。
在智能城市概念上的新開(kāi)拓
《經(jīng)濟(jì)》：富士電機(jī)的生產(chǎn)內(nèi)容超出了我們的想象，能否用一個(gè)比較具體的方式解釋一下？
近藤：最簡(jiǎn)單的說(shuō)法便是智能城市概念。在這個(gè)概念里，我們的產(chǎn)品用在了光伏發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、風(fēng)力發(fā)電及火力發(fā)電方面，同時(shí)和這些發(fā)電系統(tǒng)有關(guān)聯(lián)的是電池、環(huán)境測(cè)試、智能電表、電動(dòng)汽車(chē)、綠色數(shù)據(jù)中心等。在智能城市這一概念里，很多產(chǎn)品、系統(tǒng)都離不開(kāi)富士電機(jī)的產(chǎn)品。
《經(jīng)濟(jì)》：最近電動(dòng)汽車(chē)的充電系統(tǒng)就非常引人注目。
近藤：在這方面，富士電機(jī)的產(chǎn)品非常多。比如馬達(dá)、電動(dòng)汽車(chē)的充電器、大型電動(dòng)機(jī)車(chē)上的控制基板等，就是我們生產(chǎn)提供的。在充電設(shè)施上，我們的充電站與智能電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)快速充電。同時(shí)，相關(guān)的產(chǎn)品也用在了鐵路上。
關(guān)鍵詞：異步電機(jī) 輕載 降壓節(jié)能 功率因數(shù)
中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（c）-00-02
三相異步電機(jī)應(yīng)用范圍非常廣泛，它在運(yùn)行時(shí)，所帶負(fù)載經(jīng)常處于變化狀態(tài)，在輕載或空載的狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，就會(huì)增大功率損耗，因此對(duì)于長(zhǎng)期處在空載或輕載狀態(tài)下運(yùn)行的異步電機(jī)，有很大的節(jié)能空間。一般有三種方式可以使異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)達(dá)到節(jié)能的目的：一是調(diào)速技術(shù)；二是降低定子電壓節(jié)能；三是優(yōu)化電動(dòng)機(jī)本體設(shè)計(jì)節(jié)能。
在研究異步電動(dòng)機(jī)的降壓節(jié)能時(shí)，需輕載狀態(tài)下對(duì)電機(jī)功率因數(shù)檢測(cè)，傳統(tǒng)的功率因數(shù)的檢測(cè)，需要對(duì)電壓、電流的相位角進(jìn)行精確測(cè)量，所需元件較多，運(yùn)算比較復(fù)雜，而且所需成本過(guò)高，本文提出的檢測(cè)方法是，采用全周波傅氏算法，每隔固定時(shí)間對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)經(jīng)離散傅里葉變換的方法計(jì)算功率因數(shù)，無(wú)論從響應(yīng)速度還是計(jì)算的精度方面來(lái)看都能達(dá)到比較好的效果，通過(guò)傅氏算法可以很方便的算出電壓，電流的相位，從而算出功率因數(shù)。
1 降壓節(jié)能原理分析
異步電機(jī)功率因數(shù)和效率的變化與負(fù)載率有關(guān)，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載率下運(yùn)行時(shí)，此時(shí)的的功率因數(shù)和效率值都很高。在電機(jī)輕載運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)與效率都很低，有較大的降壓節(jié)能調(diào)節(jié)空間。
假設(shè)電機(jī)在降低的相電壓和額定電壓兩種端電壓下的負(fù)載為同一負(fù)載，則有以下2種情況的效率之比。
式中，，分別為電機(jī)端降低的相電壓和額定相電壓；，分別為兩種電壓下電機(jī)定子電流，為功率因數(shù)。
不計(jì)磁飽和作用和集膚效應(yīng)， 額定電壓及降壓時(shí)電機(jī)的各阻抗參數(shù)基本不變， 由異步電動(dòng)機(jī)近似等值電路的電機(jī)阻抗
式中在電機(jī)輕載時(shí)起端電壓不很小的情況下，轉(zhuǎn)差率S的大小在額定轉(zhuǎn)差率附近，是數(shù)量級(jí)較小的數(shù)。S為一較正系數(shù)，用于減小近似產(chǎn)生的誤差，同一電機(jī)S為一校正系數(shù)，用于減小近似產(chǎn)生的誤差，同一電機(jī)基本不變。考慮上式得
式中：Z，Z分別為輕載時(shí)降壓及額定電壓下的電機(jī)阻抗、S，S分別為兩種電壓下電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。將式（3）代入式（1）得
由上式知，只有當(dāng)大于1時(shí)，輕載降壓時(shí)電機(jī)的運(yùn)行效率才大于額定電壓時(shí)的效率，才能實(shí)現(xiàn)節(jié)能。降壓后的功率因數(shù)的近似計(jì)算公式：
其中m為負(fù)載系數(shù)，為調(diào)壓比，即減低的電壓與額定電壓之比；為額定空載電流與額定電流之比；為額定功率因數(shù)。
由式（5）知，輕載時(shí)，降低電機(jī)的端電壓可提高功率因數(shù)。由于異步電機(jī)的機(jī)械特性，所帶負(fù)載相同時(shí)，端電壓降與起轉(zhuǎn)差率成反比。分析這2個(gè)因素的變化情況，根據(jù)式（4）可得出以下結(jié)論：盲目的降低端電壓未必就能起到降壓的效果，只有當(dāng)電壓的降低程度大于轉(zhuǎn)差率及功率因數(shù)的上升程度時(shí)，才能使降壓時(shí)電機(jī)的運(yùn)行效率提高。
2 功率因數(shù)角計(jì)算方法
傳統(tǒng)的檢測(cè)功率因數(shù)角的方法是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的相電壓同步信號(hào)檢測(cè)電路和利用晶閘管的自關(guān)斷特性建立的相電流過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路獲取的，硬件的方法簡(jiǎn)單易用，但是需要增加額外的硬件資源，且容易受器件零點(diǎn)漂移和高次諧波的影響，還占用計(jì)算機(jī)外部中斷。相比之下，軟件方法獲取功率因數(shù)使用靈活，投資較少，因而本設(shè)計(jì)采用軟件方法獲取功率因數(shù)。
軟件方法獲取功率因數(shù)的方法有很多，除了傳統(tǒng)的電壓過(guò)零點(diǎn)法，還有基于插值的正交法、最小二乘法、卡爾曼濾波法的方法等。但是，這些方法大多計(jì)算量偏大，計(jì)算速度慢，影響了實(shí)際應(yīng)用。
2.1 傅氏算法的功率因數(shù)計(jì)算
傅氏算法是根據(jù)數(shù)學(xué)中的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)的，將非正弦的周期電壓、電流信號(hào)分解為一系列不同頻率的正弦量之和，根據(jù)線(xiàn)性電路的疊加定理，在各個(gè)正弦量單獨(dú)作用下，電路中產(chǎn)生同頻正弦電流分量和電壓分量，然后把所得分量按時(shí)域形式疊加，得到電路在非正弦周期激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)電流和電壓，這種方法稱(chēng)為傅氏諧波分析法。實(shí)質(zhì)上是把非正弦的周期電流或電壓的計(jì)算化為系列正弦電流、電壓的計(jì)算。
傅氏級(jí)數(shù)說(shuō)明，任何一個(gè)周期函數(shù)（周期為T(mén)），均可分解成直流分量、基波分量和次諧波分量，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
式中，ω1為基波角頻率，a0為直流分量，a1和b1為基波的實(shí)部和虛部，an和bn（n≥2）為各次諧波的實(shí)部和虛部，cn為基波或諧波對(duì)應(yīng)的幅值，φn為對(duì)應(yīng)的相位。
利用梯形法可以得到和的離散化
形式：
式中，N為基波信號(hào)的一周波采樣點(diǎn)數(shù)；xk為第k次采樣值。
式（7）和式（8）就是適合與微機(jī)保護(hù)的離散化算法。傅氏算法本身具有一定的濾波作用，能夠完全濾掉直流分量和各整次諧波，由此可見(jiàn)，用傅氏算法可以求取基波的有效值和相角，從而獲得功率因數(shù)值。
2.2 功率因數(shù)計(jì)算的數(shù)據(jù)采集與計(jì)算
數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集是通過(guò)A/D芯片完成的，A/D與處理器的通信采用四線(xiàn)全雙工串行接口協(xié)議（SPI），時(shí)序控制與數(shù)據(jù)傳輸由SEP4020的SPI同步串行接口（SSI）自動(dòng)完成。每采樣四次，進(jìn)行一次傅氏計(jì)算。傅氏計(jì)算用到的采樣點(diǎn)是20個(gè)，所以對(duì)于采樣信號(hào)數(shù)據(jù)，需要至少保存24個(gè)。這里，使用一個(gè)長(zhǎng)度為24的循環(huán)buffer來(lái)存放數(shù)據(jù)。
對(duì)于在傅氏運(yùn)算中會(huì)頻繁用到的sin（2πk/N）、cos（2πk/N）（k= 0，1，2，…，N）等三角函數(shù)的值，在系統(tǒng)初始化的時(shí)應(yīng)將這些值事先計(jì)算出來(lái)保存到一資格個(gè)表中，然后在運(yùn)算過(guò)程中以查找表的形式直接獲取。
對(duì)于傅氏計(jì)算得到的實(shí)部和虛部求幅值時(shí)，需要進(jìn)行開(kāi)平方運(yùn)算。對(duì)于開(kāi)平方運(yùn)算如果直接調(diào)用庫(kù)函數(shù)的話(huà)將很耗資源，所以考慮采取快速算法來(lái)提高開(kāi)平方運(yùn)算的速度。
對(duì)于向量X=a+jb，設(shè)：，，則X可以表示為：
用式（11）計(jì)算向量值，比用庫(kù)函數(shù)直接開(kāi)方節(jié)省了很多CPU時(shí)間。
由上面的傅氏計(jì)算得到A相的電流，電壓的實(shí)部，虛部，然后就可以計(jì)算得到所需的功率因數(shù)，程序流程圖1所示。
3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
為了驗(yàn)證該功率因數(shù)計(jì)算方法及控制系統(tǒng)的節(jié)能效果，對(duì)試驗(yàn)電機(jī)進(jìn)行不同復(fù)雜率下的輕載試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。系統(tǒng)采用的控制芯片為SEP4020，是由東南大學(xué)國(guó)家專(zhuān)用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心自主開(kāi)發(fā)的一款基于ARM7TDMI核的微處理器，主回路采用6只耐壓為4.5KV的KCB-02A1晶閘管模塊，構(gòu)成三相反并聯(lián)調(diào)壓電路。試驗(yàn)電機(jī)為Y2-132S1-2型
電機(jī)。
從以上數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電機(jī)負(fù)載率較低時(shí)，節(jié)能效果較為顯著，當(dāng)負(fù)載率高于60%時(shí)，由于管壓降，諧波等因素的影響，由可控硅調(diào)壓控制器供電將增加凈功率損耗。本實(shí)驗(yàn)表明：用晶閘管調(diào)壓電路對(duì)異步電動(dòng)機(jī)供電，并不總是能夠節(jié)能的，若要實(shí)現(xiàn)調(diào)壓節(jié)能，異步電動(dòng)機(jī)必須工作于輕載狀態(tài)。
4 結(jié)語(yǔ)
在對(duì)異步電機(jī)輕載節(jié)能進(jìn)行分析時(shí)，采取電機(jī)降壓提高功率因數(shù)的節(jié)能方法，電機(jī)運(yùn)行中要時(shí)刻監(jiān)測(cè)電機(jī)的功率因數(shù)，使電機(jī)功率因數(shù)運(yùn)行在較為理想的范圍之內(nèi)，本文提出了傅氏算法的功率因數(shù)計(jì)算并進(jìn)行了測(cè)試，研究發(fā)現(xiàn)該控制器在電機(jī)輕載時(shí)節(jié)能效果較好。但較低負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)計(jì)算有一定偏差，需要在計(jì)算方法上進(jìn)行修改，使其達(dá)到一個(gè)較為理想的效果。
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【關(guān)鍵詞】 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 調(diào)速 節(jié)能技術(shù) 應(yīng)用
1 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理分析
1.1 開(kāi)關(guān)磁組電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)
對(duì)于開(kāi)關(guān)磁組電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)而言，它主要是由兩部分共同組成的，這兩部分分別是電動(dòng)機(jī)以及控制器。在電動(dòng)機(jī)之中，對(duì)位置傳感器進(jìn)行了設(shè)置；而對(duì)于控制器而言，它包含了多個(gè)單元，其中最為主要的是功率電路單元以及控制電路單元。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。
在圖1中，所使用的電動(dòng)機(jī)主要是定子、轉(zhuǎn)子雙凸級(jí)可變磁組電動(dòng)機(jī)，對(duì)于定子與轉(zhuǎn)子有著不同的處理，在轉(zhuǎn)子上，并沒(méi)有對(duì)繞組以及永磁體進(jìn)行設(shè)置；而在定子上，設(shè)置了相應(yīng)的集中繞組，在徑向上兩個(gè)繞組進(jìn)行一定程度上的串聯(lián)，并由此構(gòu)成了一個(gè)兩級(jí)磁極，我們將其稱(chēng)作為“一相”。
1.2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理分析
圖2顯示的主要是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)電機(jī)原理的示意圖。
由圖2所示，將其中定子、轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置作為起始位置，按照A、B、C、D的順序?qū)ο噙M(jìn)行一定程度上的繞組通電處理，在這種情況之下，轉(zhuǎn)子就會(huì)逆著勵(lì)磁順序進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)是按逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行的且具有一定的連續(xù)性。相反，如果將繞組通電的順序改為D、C、B、A，那么轉(zhuǎn)子就會(huì)以順時(shí)針的方向進(jìn)行一定程度上的轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于開(kāi)關(guān)磁組電動(dòng)機(jī)而言，它的方向主要是由相繞組的通電順序所決定的，與相繞組的電流方向并不存在著關(guān)聯(lián)。
2 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)分析
對(duì)于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)而言，它之所以能在工業(yè)之中得到廣泛的使用，主要是因?yàn)樗哂休^為明顯的優(yōu)點(diǎn)，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在四個(gè)方面，分別為具有效率高節(jié)能性、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、較為廣泛的調(diào)速范圍以及較高的功率因數(shù)，下面就這四個(gè)方面的特點(diǎn)進(jìn)行闡述與分析。
2.1 具有效率高節(jié)能性
相比于交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，SRD的運(yùn)行效率更高，經(jīng)過(guò)相關(guān)研究表明，大約高出3個(gè)百分點(diǎn)；這在低速工作的狀態(tài)之下表現(xiàn)的尤為明顯，其效率的提升甚至能夠達(dá)到10%以上。除此之外，較之于其他調(diào)速系統(tǒng)，例如電磁調(diào)速系統(tǒng)等，SRD往往能夠取得更為理想的節(jié)能效果。變頻器、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)不同負(fù)載下的效率比較見(jiàn)圖3。
2.2 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大
對(duì)于SRD控制器而言，它能夠從電源側(cè)對(duì)電流進(jìn)行一定程度上的吸收，但吸收的電流數(shù)量較少，這樣一來(lái)，SRD控制器就能夠在電動(dòng)機(jī)側(cè)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩就相對(duì)較大。一般情況下，交流電動(dòng)機(jī)所表現(xiàn)出來(lái)的性能相對(duì)較差；而對(duì)于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)而言，當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的200%時(shí)，其起動(dòng)電流僅僅只有額定電流的10%左右，相比于前者，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)能夠表現(xiàn)出更大的性能優(yōu)勢(shì)。因此，開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，使其在重載起動(dòng)或者負(fù)載變化頻繁的設(shè)備之中有著很高的適用性。
2.3 較為廣泛的調(diào)速范圍
因?yàn)镾RD電動(dòng)機(jī)具有相對(duì)較高的運(yùn)行效率，如果在低速的狀態(tài)下運(yùn)行，其溫升程度比在額定工況下運(yùn)行時(shí)還要低一些，這樣一來(lái)，就能夠?qū)ψ冾l調(diào)速低速狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱問(wèn)題進(jìn)行合理而有效的解決。不僅如此，對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)而言，其最高轉(zhuǎn)速會(huì)在一定程度上受到極數(shù)的限制，而在SRD電動(dòng)機(jī)之中卻不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，也就是說(shuō)SRD電動(dòng)機(jī)能夠?qū)ψ罡咿D(zhuǎn)速進(jìn)行有效的設(shè)定，且更具 靈活性。
2.4 較高的功率因數(shù)
一般情況下，在空載的狀態(tài)之下，普通交流電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)大致在0.2～0.4的范圍之內(nèi)，而在滿(mǎn)載狀態(tài)下其功率因數(shù)在0.8～0.9的范圍之內(nèi)。對(duì)于開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)而言，無(wú)論是處于空載的狀態(tài)之下還是處于滿(mǎn)載的狀態(tài)之下，其功率因數(shù)都大于0.95，因此開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速系統(tǒng)電機(jī)具有更高的功率因數(shù)，所以不必要對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行加裝。
3 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在龍門(mén)刨床上的應(yīng)用
將開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用到龍門(mén)刨床上主要包含以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：其一，龍門(mén)刨床基于原有的功能層面上增添了磨新、加銑功能；其二，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩相對(duì)較高，啟動(dòng)電流相對(duì)較低，轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)為規(guī)定轉(zhuǎn)矩的150%，啟動(dòng)電流為額定電流的30%；其三，能夠反復(fù)切換正反轉(zhuǎn)及停止啟動(dòng)，在滿(mǎn)足制動(dòng)功率及制動(dòng)單元標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以往返操作1000次以上；其四，開(kāi)關(guān)磁阻的電極調(diào)速體系具備自我保護(hù)性能，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快，安全性能良好，可以不遭受電網(wǎng)電壓的作用，在滿(mǎn)載情況時(shí)速率不降低；其五，同一般體系對(duì)比，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，降低面積約70%，節(jié)省電能35%—75%，能夠依據(jù)負(fù)載情況選取電機(jī)。
4 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在壓縮機(jī)上的應(yīng)用
壓縮機(jī)在各個(gè)行業(yè)都得到了大范圍的使用，其節(jié)能問(wèn)題也變成了人們關(guān)注的重點(diǎn)事情。當(dāng)前，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在壓縮機(jī)上的應(yīng)用主要為以下兩種形式：其一，電動(dòng)機(jī)不調(diào)速，對(duì)進(jìn)氣閥進(jìn)行控制，對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而確保管網(wǎng)的壓力在規(guī)定范圍中；其二，應(yīng)用變頻進(jìn)行調(diào)速，依據(jù)管網(wǎng)的壓力對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。應(yīng)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)可以處理在壓縮機(jī)應(yīng)用時(shí)變頻調(diào)速的問(wèn)題，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)磁阻在整體荷載范圍中都具有良好的效率，所以，在壓縮機(jī)低速工作期間，電動(dòng)機(jī)的效率較高，不產(chǎn)生熱量，能夠長(zhǎng)時(shí)間工作，節(jié)能效果良好。
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關(guān)鍵詞：抽油機(jī)；電機(jī)；節(jié)能
Abstract: the author analyzes the existing pumping unit motor "big marat car" phenomenon, giving the correct choice of the motor power principles and energy saving the choice of motor, of the unit load change constantly, according to oil well load and rational selection of the motor power, and put forward improving motor power factor of effective measures, while strengthening equipment running and maintenance, keep good operation condition, can effectively reduce the energy consumption.
Keywords: pumping unit; Motor; Energy saving
中圖分類(lèi)號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
機(jī)械采油是國(guó)內(nèi)各油田主要的原油生產(chǎn)方式，抽油機(jī)械又以游梁式抽油機(jī)應(yīng)用最為普遍。抽油機(jī)是油田耗能大戶(hù)，用電量約占油田用電量的40%，抽油機(jī)節(jié)能效益十分可觀。抽有機(jī)節(jié)能降耗途徑很多，就抽油機(jī)的拖動(dòng)、供電等討論抽油機(jī)的電氣節(jié)能問(wèn)題，對(duì)油田輸配電系統(tǒng)管理具有重要的作用。
選擇電動(dòng)機(jī)功率的原則
（1）抽油機(jī)電機(jī)存在“大馬拉小車(chē)”原因。抽油機(jī)一般由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)軸上形成的負(fù)荷沖擊、有一兩次負(fù)值扭距出現(xiàn)，抽油機(jī)的合成扭距T隨曲柄轉(zhuǎn)角θ的變化曲線(xiàn)，見(jiàn)圖1。抽油機(jī)的負(fù)荷曲線(xiàn)每口井幾乎都不相同，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，抽油機(jī)的平均負(fù)荷一般為最大負(fù)荷的1/3，電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率大部分在10%~20%，負(fù)荷率最高的也不過(guò)30%。電動(dòng)機(jī)的平均負(fù)荷率低，電動(dòng)機(jī)的容量沒(méi)有被充分利用，存在著嚴(yán)重的“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，造成電機(jī)功率因數(shù)低、效率低。長(zhǎng)期以來(lái)人們都試圖用高轉(zhuǎn)差電機(jī)改變“大馬拉小車(chē)”這一現(xiàn)象，在一定程度上改善了抽油機(jī)的拖動(dòng)。對(duì)抽油機(jī)來(lái)講，按抽油機(jī)平均負(fù)荷考慮電機(jī)發(fā)熱確定的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)能力不能滿(mǎn)足抽油機(jī)啟動(dòng)的要求，選用普通電機(jī)就要增大電機(jī)容量以增大啟動(dòng)能力，這就是造成“大馬拉小車(chē)”的根源。事實(shí)上，對(duì)于周期性變動(dòng)負(fù)荷，尤其是負(fù)荷沖擊大的場(chǎng)合，這類(lèi)負(fù)荷的驅(qū)動(dòng)電機(jī)存在“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象是合理的，采取措施可以改善這種狀況，但不可能完全根除這個(gè)現(xiàn)象。
圖1 抽油機(jī)合成扭距T隨曲柄轉(zhuǎn)角θ的變化曲線(xiàn)
（2）選擇電動(dòng)機(jī)功率的原則。在電動(dòng)機(jī)能夠滿(mǎn)足負(fù)載要求的前提下，最經(jīng)濟(jì)合理的決定電動(dòng)機(jī)的功率。選擇電動(dòng)機(jī)功率主要考慮電機(jī)發(fā)熱、過(guò)載能力和啟動(dòng)能力三個(gè)因素。
二、抽油機(jī)電機(jī)的啟動(dòng)問(wèn)題
（1）抽油機(jī)要求電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。抽油機(jī)電機(jī)都是帶載啟動(dòng)，每次啟動(dòng)時(shí)抽油機(jī)都要從上下沖程的死點(diǎn)，即最大負(fù)荷扭矩處開(kāi)始啟動(dòng)，加之抽油機(jī)系統(tǒng)慣量大，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，為了電機(jī)的順利啟動(dòng)，客觀上要求電機(jī)啟動(dòng)性能好。人們?cè)谶x擇電機(jī)時(shí)考慮各種意外情況又人為地加大了裕量，“大馬拉小車(chē)”這個(gè)問(wèn)題更加突出。為了防止井下異常工況如砂卡、蠟卡等造成停車(chē)，修井以后油井負(fù)荷一般大副增加而盡量不更換電機(jī)；油井供電變壓器容量小，啟動(dòng)時(shí)線(xiàn)路壓降大，另外電力網(wǎng)電壓隨季節(jié)等因素波動(dòng)，電壓低時(shí)經(jīng)常啟動(dòng)困難，為了減少停井時(shí)間，希望抽油機(jī)啟動(dòng)順利，又人為地增加了電動(dòng)功率定額。
（2）抽油機(jī)電機(jī)控制電器。當(dāng)配電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障、雷擊、斷路器操作、變壓器、電容器組的投切以及所帶的感應(yīng)電機(jī)的啟動(dòng)等事件時(shí)，均會(huì)引起電壓波動(dòng)。其中短路故障、雷擊、所帶的感應(yīng)電機(jī)的啟動(dòng)是引起配電網(wǎng)中電壓波動(dòng)的主要原因。相比雷擊和電機(jī)啟動(dòng)，短路故障引起的電壓波動(dòng)最為嚴(yán)重。短路故障發(fā)生時(shí)，短路點(diǎn)附近節(jié)點(diǎn)電壓下降，電壓波動(dòng)發(fā)生；隨著故障消失，短路點(diǎn)附近電壓恢復(fù)正常，電壓波動(dòng)結(jié)束，因而，電壓波動(dòng)的時(shí)間取決于故障的時(shí)間。引起電壓波動(dòng)的原因分別為雷擊的短路故障。抽油機(jī)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)由于線(xiàn)路壓降大，變壓器容量偏小，變壓器內(nèi)阻抗壓降大，變壓器外特性很軟，電機(jī)端電壓很低。電機(jī)電壓過(guò)低，使控制電器不能正常工作，影響抽油機(jī)電機(jī)啟動(dòng)。根據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和IEC有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，接觸器必須能在0.85Uc（Uc為線(xiàn)圈額定電壓，喲的產(chǎn)品為0.8Uc）的電壓條件下正常工作。如果電壓降超過(guò)15%，接觸器銜鐵吸力不足，觸頭松動(dòng)，將造成惦記供電時(shí)端時(shí)續(xù)，惦記啟動(dòng)里矩短小，啟動(dòng)困難或無(wú)法啟動(dòng)，同時(shí)也容易損壞接觸器。解決電機(jī)啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的電壓短時(shí)過(guò)低問(wèn)題，我們往往加大接觸器的規(guī)格，同100A的接觸器或自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)取代60A的，而它們的線(xiàn)圈額定電壓是一樣的，收不到效果或電機(jī)啟動(dòng)后無(wú)法運(yùn)行時(shí)，同木棍等接觸器的銜鐵閂住。這樣雖然一時(shí)能工作，但卻留下了事故隱患，變壓器一相輸出跳閘，電機(jī)端相運(yùn)行，造成過(guò)載，過(guò)熱，而接觸器觸頭不能分?jǐn)啵斐呻姍C(jī)燒毀。
（3）油井變壓器的供電容量問(wèn)題。抽油機(jī)電機(jī)都采用直接啟動(dòng)方法，一般7.5kW以下的異步電動(dòng)機(jī)允許直接啟動(dòng)，7.5kW以上的異步電動(dòng)機(jī)電源容量較大時(shí)也允許直接啟動(dòng)。對(duì)抽油機(jī)常用的六極、八極電機(jī)，功率一般為幾十千瓦，要求電源容量為電動(dòng)機(jī)容量的20~30倍，如八級(jí)18.5kW的電動(dòng)機(jī)要求電源容量為560kVA，八極30kW的電機(jī)要求電源容量為870kVA。如果照此選擇變壓器的容量，則抽油機(jī)電機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較小，能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。油田按上述要求選擇油井變壓器的容量是不可能的。油田上一臺(tái)變壓器給3~5口油井供電，太大的裕量也會(huì)給變壓器造成“大馬拉小車(chē)”的問(wèn)題，對(duì)變壓器的運(yùn)行也不利。實(shí)際3~5口油井由一臺(tái)變壓器供電，每口井抽油機(jī)電機(jī)為20~30kW，變壓器的容量為50kVA~100kVA，應(yīng)選容量的10%~20%。變壓器容量偏小，內(nèi)阻抗大，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的壓降，電機(jī)端電壓低又使電機(jī)啟動(dòng)力矩減小，造成啟動(dòng)困難，這樣可增加電機(jī)功率以增加啟動(dòng)力矩。
三、油田配電網(wǎng)對(duì)抽油機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行的影響
隨時(shí)油田開(kāi)發(fā)區(qū)塊的不斷擴(kuò)大，或調(diào)整井的不斷加密，或注水井量的不斷增加，配電網(wǎng)負(fù)荷越來(lái)越大，配電線(xiàn)路也在不斷延伸。油田配電網(wǎng)中的某些線(xiàn)段的電流密度已超出了經(jīng)濟(jì)電流密度的限值，造成網(wǎng)損過(guò)大，線(xiàn)路壓降大，電壓質(zhì)量降低，使電機(jī)運(yùn)行惡化，同時(shí)給電機(jī)啟動(dòng)帶來(lái)困難，又迫使電機(jī)容量進(jìn)一步加大。在抽油機(jī)的能耗測(cè)試中常常遇到這種情況，有些油井離變壓器較遠(yuǎn)，電機(jī)能正常啟動(dòng)，而同一臺(tái)變壓器供電的離得近的油井，電壓并不低，抽油機(jī)電機(jī)卻很困難，供電線(xiàn)路電纜規(guī)格不同，不能只看距離遠(yuǎn)近。為了降低配電網(wǎng)網(wǎng)損，減少線(xiàn)路壓降，應(yīng)對(duì)這些線(xiàn)路及時(shí)改造，增大導(dǎo)線(xiàn)面積，以改善線(xiàn)路為端的電壓質(zhì)量，從而改善抽油機(jī)的啟動(dòng)與運(yùn)行狀況。
四、節(jié)能電機(jī)的選擇
游梁抽油機(jī)是機(jī)、桿、泵組成的復(fù)雜系統(tǒng)，電機(jī)的節(jié)能效果不僅取決于電機(jī)和系統(tǒng)本身，還取決于油井工況。
（1）對(duì)于高含水，泵掛淺（在1000 m以?xún)?nèi)），中沖次(4次左右)的情況。泵掛淺，沖次不高，抽油桿彈性形變不很大，主要是解決“大馬拉小車(chē)”的問(wèn)題，一般可選擇8極的雙功率電機(jī)或8極的稀土永磁電機(jī)。如果選擇雙功率電機(jī)節(jié)能效果能達(dá)到12%以上；如果選擇稀土永磁電機(jī)(在不退磁的情況下)，其節(jié)能效果能達(dá)到15%以上。
（2）對(duì)于高含水，高沖次(（5～7 次），泵掛在1000 m或更深的情況。由于沖次高、泵掛深，抽油桿彈性形變較大，主要是要解決泵效的問(wèn)題。應(yīng)該選擇軟特性電機(jī)，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)柔性配合，提高系統(tǒng)效率。還能較大地減小減速機(jī)峰值扭矩，減少抽油桿脫斷的幾率。選擇超高轉(zhuǎn)差電機(jī)或繞線(xiàn)式異步電機(jī)，節(jié)能效果都能達(dá)到15%。
（3）對(duì)于供液不足，低沖次（一般在1～3次）的情況。由于低沖次抽油桿彈性形變不大，主要是考慮電機(jī)的低轉(zhuǎn)速，選擇電磁滑差電機(jī)和變頻調(diào)速電機(jī)是比較合適的。尤其是對(duì)那些供液量波動(dòng)比較大的情況，比如有時(shí)需要達(dá)到4次或5次，選擇電磁滑差電機(jī)和變頻調(diào)速電機(jī)更為合適。也可以采用其他方法實(shí)現(xiàn)1～5次的調(diào)節(jié)。
（4）對(duì)于那些長(zhǎng)沖程，低沖次（3～4次），深抽（2000 m左右）的情況，主要是解決“大馬拉小車(chē)”的問(wèn)題。在沖次不高的情況下，換向加速度不大，抽油桿的彈性形變不大。因此選用8極的雙功率節(jié)能電機(jī)或稀土永磁電機(jī)是比較合適的。或選擇8極的高轉(zhuǎn)差電機(jī)，也能較好地解決“大馬拉小車(chē)”的問(wèn)題，節(jié)能效果都能達(dá)到12%以上。
五、結(jié)束語(yǔ)
分析了抽油機(jī)電機(jī)的運(yùn)行工況與節(jié)能問(wèn)題，并提出了有效措施，即減少線(xiàn)路壓降，應(yīng)對(duì)供電線(xiàn)路及時(shí)改造，增大導(dǎo)線(xiàn)面積，以改善線(xiàn)路末端的電壓質(zhì)量，降低配電網(wǎng)網(wǎng)損，可改善抽油機(jī)的啟動(dòng)與運(yùn)行狀況。電壓過(guò)低使抽油機(jī)的控制電器不能正常工作，可改進(jìn)接觸器的設(shè)計(jì)，使抽油機(jī)電機(jī)啟動(dòng)正常。抽油機(jī)的負(fù)荷經(jīng)常發(fā)生變化，根據(jù)油井負(fù)荷大小，合理選擇節(jié)能電機(jī)，同時(shí)加強(qiáng)電機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)，保持良好的運(yùn)行狀況，也可以有效的減少能耗。
關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)；并網(wǎng)；控制措施
Abstract: In recent years, with the increase of population, the human gradually to conventional energy have more in-depth research and more extensive use, but conventional energy consumption at the same time also is continuously increasing, and even had to face serious threat of energy exhaustion. The current era is the new energy development and application can say is imperative, but wind power is now a can renewable resources, need not consider raw materials in the future supply of time. But the uncertainty of wind power lead to the application has not been effective expansion, further improve the wind power generation efficiency, ensure the quality of the wind power generation, has become one of the main research topic. In this paper, the wind generator combined control measures are discussed.
Keywords: Wind generator; Grid; Control measures
中圖分類(lèi)號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
隨著近幾年科技水平的不斷提高，城市工業(yè)化程度逐漸的深化，各個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄娔艿男枨笠苍絹?lái)越多，不可再生資源的消耗量隨之增多，嚴(yán)重超出了正常的負(fù)荷，因此人們轉(zhuǎn)而利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，由于風(fēng)能具有清潔能源以及可再生資源等主要特點(diǎn)，所以已經(jīng)成為了目前應(yīng)用效率也最高的一種重要發(fā)電方式，并且受到了多個(gè)國(guó)家的重視。此外，并網(wǎng)發(fā)電能夠進(jìn)一步提高發(fā)電的效率水平，確保發(fā)電的質(zhì)量，可以在電壓的輸出過(guò)程中起到良好的穩(wěn)定作用，因此并網(wǎng)風(fēng)電技術(shù)逐漸開(kāi)始應(yīng)用于各大領(lǐng)域當(dāng)中，但是由于風(fēng)能具有不穩(wěn)定的特點(diǎn)，常常會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電壓出現(xiàn)較大幅度的變化，甚至出現(xiàn)較低的幅值，所以目前我們的研究重點(diǎn)放在了如何有效的控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的問(wèn)題上。
1通過(guò)使用異步發(fā)電機(jī)有效的進(jìn)行并網(wǎng)控制
通過(guò)使用異步發(fā)電機(jī)進(jìn)行有效的并網(wǎng)控制，是目前為止操作較為簡(jiǎn)單便捷并且能夠確保并網(wǎng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行的一種有效控制措施。該措施應(yīng)用的主要原理就是在其并入電網(wǎng)的過(guò)程中，通過(guò)滑差率來(lái)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，輸出的功率值大致與轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)線(xiàn)性關(guān)系，并不會(huì)對(duì)其有太高的精確要求，因此在異步轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速逐漸趨于一致的時(shí)候就能夠進(jìn)行并網(wǎng)。目前實(shí)踐中所應(yīng)用的異步電動(dòng)機(jī)并網(wǎng)措施主要包括以下幾點(diǎn)：
1.1降壓并網(wǎng)法
這里的降壓并網(wǎng)指的是在異步發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間通過(guò)串接具有一定阻值的電感，能夠有效的降低合閘并網(wǎng)，并在降低的一瞬間及時(shí)的對(duì)電流幅值進(jìn)行強(qiáng)烈的沖擊，盡可能的減少電壓下降的幅度。（1）優(yōu)點(diǎn)：降壓并網(wǎng)這一措施可以有效的緩解對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊。（2）缺點(diǎn)：該方法由于在異步發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間串接了具有一定阻值的電感，所以在工作的過(guò)程中需要消耗適當(dāng)?shù)墓β时M快的進(jìn)行解除。（3）合適的應(yīng)用場(chǎng)合：通過(guò)采取降壓并網(wǎng)的措施來(lái)獲得較大效益是需要花費(fèi)很大的成本的，因此只能在百千瓦級(jí)的機(jī)組當(dāng)中進(jìn)行使用，最近幾年來(lái)我國(guó)引進(jìn)的200KW發(fā)出較大功率的電機(jī)組當(dāng)中，通常就會(huì)采用這種形式進(jìn)行并網(wǎng)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1：
圖1降壓并網(wǎng)控制方法
1.2直接并網(wǎng)法
在發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間的相序保持一致的前提下，如果異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠無(wú)限趨近于同步轉(zhuǎn)速，那么可以將發(fā)電機(jī)輸出的電流直接并入到電網(wǎng)當(dāng)中，這種方法就是直接并網(wǎng)法；該方法的并網(wǎng)信號(hào)來(lái)自于測(cè)速系統(tǒng)，在得到信號(hào)之后通過(guò)自動(dòng)進(jìn)行空氣的開(kāi)關(guān)最終實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。
（1）優(yōu)點(diǎn)：能夠有效的實(shí)現(xiàn)變速恒頻控制，不管是有功功率還是無(wú)功功率都可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)解耦控制，最終有效的補(bǔ)償無(wú)功功率，并對(duì)電壓起到良好的穩(wěn)定作用。（2）缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)該控制方法的一個(gè)重要前提就是讓發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間的相序能夠保持一致，因此會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)提出更高的要求。（3）適當(dāng)?shù)膽?yīng)用場(chǎng)合：直接并網(wǎng)法通常應(yīng)用在發(fā)電機(jī)容量小于百千瓦的場(chǎng)合，并且要求有非常大的電網(wǎng)容量才行。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2：
圖2直接并網(wǎng)控制方法
1.3準(zhǔn)同期并網(wǎng)
跟下文所述的同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并網(wǎng)控制法一樣，準(zhǔn)同期并網(wǎng)法主要指的是在轉(zhuǎn)速無(wú)限趨近于同步轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，先利用電容勵(lì)磁，通過(guò)構(gòu)建額定的電壓，再適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓，最終讓其與系統(tǒng)保持同步。在發(fā)電機(jī)的電壓以及相位等都逐漸跟系統(tǒng)趨于同步之后，最后就可以把發(fā)電機(jī)投入到電網(wǎng)當(dāng)中讓其正常運(yùn)行。通過(guò)這種方式，如果按照以往的步驟先通過(guò)整步之后再進(jìn)行同步并網(wǎng)，那么還需要使用精度較高的同期設(shè)備，這就對(duì)造價(jià)要求提出了更高的要求，而且花費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的要求和標(biāo)準(zhǔn)。此外，該方法在合閘的時(shí)候雖然產(chǎn)生的沖擊電流相對(duì)較小，但是仍然要將其盡可能的進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)網(wǎng)上飛車(chē)的現(xiàn)象。由于該方法不會(huì)對(duì)系統(tǒng)電壓產(chǎn)生較大的影響，通常會(huì)在電網(wǎng)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組二者具有的容量相差不大的場(chǎng)合進(jìn)行應(yīng)用。
主題詞: 抽油機(jī)井 ; 節(jié)能技術(shù) ; 合理匹配
1前言
截止2000年9月底，全油田共有抽油機(jī)井26803口，占采油井總數(shù)的91.3 % ，年耗電約20.4×108kW.h，占全油田油氣生產(chǎn)用電量的23.43 % 。搞好抽油機(jī)井節(jié)能降耗工作是降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的必要條件和有效途徑。
2目前抽油機(jī)井應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)
目前抽油機(jī)井應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)主要是在地面部分，并且主要是針對(duì)抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)及其拖動(dòng)裝置（電機(jī)和配電箱）的性能來(lái)開(kāi)展的。
2.1節(jié)能抽油機(jī)
1999年在第四采油廠一礦601地區(qū)的106口抽油機(jī)井上對(duì)在用的雙驢頭抽油機(jī)、偏輪抽油機(jī)、低矮型抽油機(jī)、摩擦轉(zhuǎn)向式抽油機(jī)和擺桿式抽油機(jī)的節(jié)能效果進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，見(jiàn)表1。
通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比：雙驢頭抽油機(jī)和常規(guī)抽油機(jī)相比，系統(tǒng)效率提高8.22 % ;偏輪抽油機(jī)和常規(guī)抽油機(jī)相比，系統(tǒng)效率提高10.2 % 。
其它類(lèi)型的抽油機(jī)也都具有各自的優(yōu)點(diǎn)。如ZXC12直線(xiàn)抽油機(jī)節(jié)電效果也較好，但鏈條機(jī)構(gòu)可靠性
差。異相曲柄抽油機(jī)、前置式抽油機(jī)都在不同程度上改善了減速箱的峰值扭矩，但節(jié)能效果不明顯，和常規(guī)抽油機(jī)相比節(jié)電率在12 % 左右。從中選出節(jié)能效果較好的雙驢頭抽油機(jī)、偏輪抽油機(jī)作為推薦機(jī)型。
2.2節(jié)能拖動(dòng)裝置
2.2.1節(jié)能電機(jī)
目前約70 % 的抽油機(jī)電機(jī)平均負(fù)載率小于40 % ，運(yùn)行效率低于80 % ，“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象較普遍，使配電線(xiàn)路的功率因數(shù)降低，配電線(xiàn)路網(wǎng)損增大。為解決這一問(wèn)題，應(yīng)用了高轉(zhuǎn)矩電機(jī)、超高轉(zhuǎn)差電機(jī)、永磁同步電機(jī)、一體化拖動(dòng)裝置等節(jié)能技術(shù)。不同節(jié)能產(chǎn)品，在不同工況下，節(jié)能效果存在很大不同。
2.2.2節(jié)電箱
節(jié)電箱節(jié)電原理及特性：
（1）電機(jī)定子繞組Y-轉(zhuǎn)換技術(shù)。主要是通過(guò)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)Y-轉(zhuǎn)換，從而提高電機(jī)負(fù)載率，同時(shí)以電流、電壓作為取樣元，作為電機(jī)過(guò)載、缺相等保護(hù)的控制信號(hào)，并跟蹤反饋，使電機(jī)輸入功率隨負(fù)載的變化而同步變化，強(qiáng)制降低電機(jī)的有功和無(wú)功損耗，從而達(dá)到節(jié)電的目的。
（2）功率因數(shù)控制器調(diào)壓技術(shù)。主要是采用單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)功率因數(shù)，自動(dòng)控制雙向可控硅的開(kāi)啟角來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的供電電壓，從而達(dá)到節(jié)電的目的。。
（3）無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。主要是采用加裝一定容量的電容器對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，消除無(wú)功電流來(lái)提高功率因數(shù)，降低供電變壓器負(fù)荷，從而降低網(wǎng)損達(dá)到節(jié)電的目的。
3節(jié)能技術(shù)在抽油機(jī)井的合理使用
不同的節(jié)能技術(shù)在一定的條件下都有節(jié)能效果，但并不是所有的節(jié)能技術(shù)用在一起節(jié)能效果最好，而是需要綜合考慮節(jié)能產(chǎn)品合理優(yōu)化組合，才能收到最佳的節(jié)能效果，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。
在新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)中，我們必須合理選擇抽油機(jī)井節(jié)能產(chǎn)品，使之達(dá)到合理匹配，才能收到最佳的節(jié)能效果，取得最好的經(jīng)濟(jì)效益。
老區(qū)常規(guī)抽油機(jī)數(shù)量多，電機(jī)多采用Y系列電機(jī)，能耗高。因此要對(duì)其進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，以達(dá)到節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。通過(guò)理論分析及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，節(jié)能產(chǎn)品的綜合節(jié)電率隨電機(jī)的負(fù)載率上升而下降。節(jié)能型抽油機(jī)、配電箱、電機(jī)的節(jié)電率隨著負(fù)載率（舉升高度）的增加而下降。通過(guò)測(cè)試分析認(rèn)為,電機(jī)的負(fù)載率一般低于40 % 時(shí)，節(jié)能產(chǎn)品的節(jié)能效果好，反之則差。
4幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)
（1）目前應(yīng)用的節(jié)能產(chǎn)品在不同井況下其節(jié)能效果有很大的差別，電機(jī)的負(fù)荷率越低，節(jié)能效果越好，反之越差。
（2）老區(qū)在不更換電機(jī)的前提下，可采用節(jié)電箱。如更換節(jié)能電機(jī)，則采用普通的配電箱即可，也可以選擇對(duì)常規(guī)抽油機(jī)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。
（3）新區(qū)方案設(shè)計(jì)應(yīng)以節(jié)能抽油機(jī)為主，節(jié)能型拖動(dòng)裝置為輔，并且其匹配要合理。
（4）對(duì)于供液不足井，宜采用調(diào)速電機(jī)、智能間抽技術(shù)，可以取得較好的節(jié)能效果。
摘要：隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們生活水平也得到了相應(yīng)的提高，對(duì)于電力的需求量也越來(lái)越大。在所有電器設(shè)備中，高效能電機(jī)是重要的組成部分。本文主要對(duì)高效能電機(jī)在電器設(shè)備中的運(yùn)用進(jìn)行深入分析，促使高效能電機(jī)發(fā)揮出更大的作用，為相關(guān)部門(mén)和工作人員提高有效借鑒和參考。
關(guān)鍵詞：高效能電機(jī)；電器設(shè)備；運(yùn)用分析
前言
與普通電機(jī)相比，高效能電機(jī)通過(guò)使用新型材料，并對(duì)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，在很大程度上降低機(jī)械能、提高輸出效率。在電力行業(yè)中加大對(duì)其應(yīng)用，可達(dá)到提高工作效率，減小損耗，提高用電效率的目的。
1 我國(guó)電力工業(yè)中應(yīng)用高效節(jié)能電機(jī)的必要性以及發(fā)展前景
當(dāng)前，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐加快，促使電力工業(yè)也得到了大力發(fā)展，但與此同時(shí)，環(huán)境資源和經(jīng)濟(jì)之間的矛盾越來(lái)越突出。為了促使經(jīng)濟(jì)順利實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在確保經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展前提之下，必須采取積極有效措施，進(jìn)一步節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。
近年，電機(jī)產(chǎn)品在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了電力工業(yè)的發(fā)展，給人們生活帶來(lái)了巨大便利，但也給環(huán)境造成了極大污染。按照國(guó)家政府頒布的 《節(jié)能中長(zhǎng)期規(guī)劃》，把節(jié)約能源作為一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展政策，電機(jī)作為消耗電能的主要設(shè)備已經(jīng)被納入到節(jié)能降排對(duì)象中。為此，采用高效節(jié)能電機(jī)成為了我國(guó)未未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能前提保證。
一直以來(lái)，我國(guó)電力在工業(yè)需求方面表現(xiàn)的并不是特別強(qiáng)烈，雖然高效節(jié)能電機(jī)已經(jīng)上市很多年，但相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其在我國(guó)市場(chǎng)的占有率不足百分之十。雖然市場(chǎng)上也有一部分企業(yè)可以生產(chǎn)高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)，但規(guī)模比較小，僅占市場(chǎng)的百分之四，而且有一部分電動(dòng)機(jī)主要出口到外海國(guó)家，國(guó)內(nèi)的需求量依然比較小。究其原因主要是因?yàn)橐徊糠蛛娏ζ髽I(yè)節(jié)能意識(shí)比較單薄，對(duì)于節(jié)能概念未能深入認(rèn)識(shí)。當(dāng)前，世界各國(guó)為了進(jìn)一步節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)環(huán)境，都積極采取各種有效措施進(jìn)一步提高電能效率，在這種發(fā)展背景之下促使高效 （ 節(jié)能 ） 電機(jī)的概念應(yīng)運(yùn)而生。
2.高效能電機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀
電機(jī)產(chǎn)品主要應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，為此，國(guó)家工業(yè)的發(fā)展速度決定了對(duì)于電機(jī)產(chǎn)品的需求量，加之全球環(huán)保意識(shí)不斷提高，各個(gè)國(guó)家都在積極尋找更加有效的節(jié)能措施，尤其是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，他們已經(jīng)把高效節(jié)能電機(jī)運(yùn)用在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，并不斷創(chuàng)新研究，開(kāi)發(fā)出節(jié)能效率更高的電機(jī)產(chǎn)品。通過(guò)分析調(diào)查，我國(guó)在2012年開(kāi)始，高效節(jié)能電機(jī)主要由歐洲國(guó)家生產(chǎn)，亞洲主要集中在日本、印度以及韓國(guó)等較為發(fā)達(dá)的國(guó)家，歐洲主要集中在法國(guó)、英國(guó)以及德國(guó)等國(guó)家，這些國(guó)家的生產(chǎn)總量占到世界生產(chǎn)總量的百分之七十，當(dāng)前高效節(jié)能電機(jī)的生產(chǎn)量已經(jīng)逐步從發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。
3.高效節(jié)能電機(jī)的運(yùn)行原理以及節(jié)能效果
高效節(jié)能電機(jī)，根據(jù)字面意思主要是使用新型材料以及新型電機(jī)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高輸出效率、降低機(jī)械能的損耗、熱能，電磁能，即輸入功率的百分值比有效輸出功率低的電機(jī)。與普通電機(jī)相比，高效節(jié)能電機(jī)的效果更加明顯，工作效率更高，一般情況下可提高大約百分之四作用，總體損耗能量比普通電機(jī)可減少百分之二十左右，電能可減少百分之十五左右。例如：把五十五千瓦的電機(jī)，根據(jù)高效節(jié)能電機(jī)比一般電機(jī)節(jié)電節(jié)省百分之十五作用，一度電費(fèi)按照0.5遠(yuǎn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，使用節(jié)能電機(jī)兩年內(nèi)靠節(jié)電可收回更換電機(jī)的費(fèi)用。
和普通電機(jī)對(duì)比，高效節(jié)能電機(jī)在使用過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.節(jié)能效果更佳顯著，效率更高，此外驅(qū)動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)軟停、軟起以及無(wú)極調(diào)速，提高節(jié)電效果。2，產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性能更高，延長(zhǎng)使用時(shí)間，增加運(yùn)行穩(wěn)定性。3.溫升小，采取可降低損耗設(shè)計(jì)，進(jìn)一步延長(zhǎng)了使用壽命，增加設(shè)備運(yùn)行的可靠和安全性。4.減少對(duì)環(huán)境造成的污染。5.由于其電機(jī)功率因數(shù)和1接近，大大提升了電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)6.不需要因數(shù)補(bǔ)償器增加功率，由于電機(jī)產(chǎn)生電流較小，大大延長(zhǎng)了系統(tǒng)整體運(yùn)行的壽命。
4.高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的主要作用和運(yùn)用條件
發(fā)電廠的主要作用是向全國(guó)供應(yīng)電能，發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程都是通過(guò)自動(dòng)化和機(jī)械化來(lái)完成的，需要使用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械進(jìn)行運(yùn)行，需要消耗大量的電能。
一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)包括有發(fā)電量、供電煤耗和廠用電量三個(gè)方面，它們之間是既相互聯(lián)系又相互影響。
從宏觀角度進(jìn)行分析，若是火力發(fā)電廠平均廠用電率降低，可有效的緩解資源短缺所造成的壓力，進(jìn)一步提高火電廠經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)日益增長(zhǎng)的廠用電率產(chǎn)生抑制，確保了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。雖然高效電動(dòng)機(jī)的效率要高于普通電動(dòng)機(jī)效率，但是從制造成本和造價(jià)成本角度分析，在想同條件下，高效電動(dòng)機(jī)價(jià)格要高出普通電動(dòng)機(jī)百分之三十左右，增加了工程的初始投資。雖然價(jià)格要比普通電機(jī)要高，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度分析，只要正確選擇合理的電機(jī)，經(jīng)濟(jì)性還是顯著的。所以，在選擇廠輔機(jī)設(shè)備的型號(hào)時(shí)候，需要謹(jǐn)慎，選擇設(shè)備采用高效節(jié)能電機(jī)。
工藝專(zhuān)業(yè)在不斷優(yōu)化之后，電動(dòng)給水泵已經(jīng)被取消，采用汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。但是依然有很多高壓電動(dòng)機(jī)作為壓縮機(jī)、膠帶輸送機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等主要設(shè)備的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。為此，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮輔機(jī)設(shè)備的電動(dòng)機(jī)能的效率和耗能，以此獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益：1.對(duì)于每年運(yùn)行時(shí)間超出五千小時(shí)的切負(fù)荷率在百分之七十以上的電機(jī)來(lái)說(shuō)，使用高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)更為適宜。例如：電動(dòng)機(jī)為20000kW ，如果改用平均效率提高 1% 的節(jié)能型高效電動(dòng)機(jī)，按照運(yùn)行時(shí)間5000小時(shí)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，那么可節(jié)省的電能將為100 萬(wàn) kWh。2.對(duì)于廠用電壓等級(jí)高 以及消耗廠用電大的大功率電機(jī)來(lái)說(shuō)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全國(guó)火力發(fā)電廠的八種L機(jī)和水泵，即排粉風(fēng)機(jī)、鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)以及灰漿泵，它們的配套電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘亢湍昕傆秒娏糠謩e為15000MW和520 億 kWh，占全國(guó)火電發(fā)電量的的百分之5.8%。若提高這些水泵系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，那么節(jié)能的錢(qián)了將會(huì)達(dá)到300-500 億 kWh/ 年，等于六到十個(gè)裝機(jī)容量為 1000MW 級(jí)的大型火力一年的發(fā)電總量。3.在各個(gè)系統(tǒng)中，都會(huì)使用到相應(yīng)的設(shè)備，這些設(shè)備所配套的電機(jī)都是采用新型高效節(jié)能電機(jī)，在很大程度上增加了供電的可靠性。這些設(shè)備一般包括有發(fā)電機(jī)定子冷卻水泵、閉式循環(huán)冷卻水泵、汽機(jī)系統(tǒng)的凝結(jié)水泵、鍋爐系統(tǒng)的送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、交流油泵、氧化風(fēng)機(jī)、內(nèi)吸收塔循環(huán)泵、各膠帶輸送機(jī)、循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵、暖通系統(tǒng)的空調(diào)冷水機(jī)、儀用空氣壓縮機(jī)、物料輸送系統(tǒng)的除灰機(jī)等等。這些設(shè)備都均是使用新型高效節(jié)能電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化的主要研究對(duì)象。應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，正確選用設(shè)備，從根本上提高電力效能。
結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)電力企業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，全球環(huán)保意識(shí)的不斷提高，進(jìn)一步降低能源消耗，提高運(yùn)行效率成為了電力行業(yè)重要的任務(wù)。為此，相關(guān)電廠管理人員應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，正確選用高效能的電機(jī)設(shè)備，進(jìn)一步減少耗能損耗，提高用電率，減少環(huán)境污染，促使經(jīng)濟(jì)和環(huán)境實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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1.節(jié)能技術(shù)應(yīng)用前提與原則
抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)在油田推廣應(yīng)用。一是在管理方面，推廣應(yīng)用抽油機(jī)井系統(tǒng)優(yōu)化軟件與單井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，從源頭把關(guān)，保證系統(tǒng)效率。二是在硬件方面，主要包括抽油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、控制柜節(jié)能技術(shù)應(yīng)用；應(yīng)用節(jié)能電機(jī)，如：高滑差電機(jī)、永磁交流電機(jī)、多繞組電機(jī)、雙轉(zhuǎn)子電機(jī)等節(jié)能技術(shù)；空抽控制柜、變頻控制器和無(wú)功補(bǔ)償箱等控制裝置。三是從全年費(fèi)用“盤(pán)子”中，分離出專(zhuān)項(xiàng)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)“專(zhuān)款專(zhuān)用”。選擇遵守以下基本原則：
優(yōu)先原則：根據(jù)區(qū)塊實(shí)際特點(diǎn)，在保證油井最佳產(chǎn)能的前提下，優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì)、精確調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。
適用原則：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性、實(shí)用性試驗(yàn)，優(yōu)選匹配最佳、節(jié)能效果最好的節(jié)能產(chǎn)品推廣應(yīng)用，避免盲目引進(jìn)。
主次原則：以節(jié)能電機(jī)為主，以節(jié)能控制箱為輔的原則，同時(shí)兼顧舊機(jī)型抽油機(jī)和普通舊電機(jī)的節(jié)能技術(shù)改造，充分合理發(fā)揮節(jié)能設(shè)備優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到在較少資金取得較好的節(jié)能效果。
規(guī)模原則：節(jié)能拖動(dòng)裝置在一定范圍內(nèi)可降低電功消耗。
2.論證節(jié)能技術(shù)與試用驗(yàn)證
2.1節(jié)能技術(shù)論證
一般用節(jié)能抽油機(jī)、控制箱等節(jié)能設(shè)備較多。篩選永磁電機(jī)、空抽控制器、低壓無(wú)功計(jì)量補(bǔ)償裝置等節(jié)能設(shè)備，并分段實(shí)施。
交流永磁電機(jī) 采用稀土永久磁鐵代替勵(lì)磁繞組激磁，沒(méi)有轉(zhuǎn)差損耗，定子電流減小，功率因數(shù)高，電機(jī)在負(fù)載變化和電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，不存在速度波動(dòng)，沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程損耗。
直流無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī) 是一種典型的機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)定子繞組多做成三相對(duì)稱(chēng)星形接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為檢測(cè)轉(zhuǎn)子極性，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器（霍爾元件）。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等。
空抽控制器 是美國(guó)漢諾威專(zhuān)利技術(shù)，通過(guò)高分辨率傳感器檢測(cè)抽油機(jī)電機(jī)動(dòng)力線(xiàn)電流、電壓及相位角，計(jì)算出電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)有功功率、無(wú)功功率，并根據(jù)抽油機(jī)上行、下行電流變化與抽油機(jī)加載、卸載過(guò)程的關(guān)系準(zhǔn)確描述出抽油機(jī)加載及卸載過(guò)程的電流運(yùn)行軌跡及加、卸載過(guò)程的時(shí)間變化，將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主控制器的存儲(chǔ)區(qū)中，并對(duì)預(yù)置在芯片里的具有廣域代表性的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行個(gè)性化修正，找出真實(shí)反映每臺(tái)抽油機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況的電流、功率及負(fù)荷的變化規(guī)律，達(dá)到對(duì)抽油機(jī)智能化、科學(xué)化管理。通過(guò)科學(xué)控制間機(jī)抽井的啟、停狀態(tài)，防止油井空抽，達(dá)到節(jié)省能耗、降低磨損的目的。
抽油機(jī)變頻控制器 是一種輸出頻率可調(diào)的電力拖動(dòng)設(shè)備，從電機(jī)轉(zhuǎn)速公式：N=60f/p×（1-S）得出，電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率成正比，電機(jī)在保持磁通量不變，在電壓與頻率之比為恒定值狀態(tài)，功率與電壓成正比，功率與頻率也成正比，下調(diào)頻率能降低電機(jī)輸出功率，達(dá)到節(jié)能的目的。
雙轉(zhuǎn)子柔性電動(dòng)機(jī) 由兩臺(tái)同軸不同功率的異步電動(dòng)機(jī)組成，互為主輔電機(jī)，不同負(fù)荷下分別對(duì)應(yīng)著主電機(jī)、輔電機(jī)、主輔電機(jī)同時(shí)運(yùn)行三種狀態(tài)。自動(dòng)控制裝置可根據(jù)抽油機(jī)負(fù)載情況，控制運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使其運(yùn)行在最佳狀態(tài)。
抽油機(jī)機(jī)井整體工藝參數(shù)優(yōu)化 在保證產(chǎn)液量的情況下，抽油機(jī)井整體工藝參數(shù)優(yōu)化技術(shù)采用損失功率最低或機(jī)械采油成本最低為原則的設(shè)計(jì)方法，合理優(yōu)化抽油機(jī)井桿柱、管柱、泵型、電機(jī)、調(diào)整沖程、沖次等抽汲參數(shù)，使抽汲系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)，能對(duì)對(duì)檢泵作業(yè)井的參數(shù)設(shè)計(jì)和新投產(chǎn)井機(jī)、桿、泵選擇及能耗進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析。
2.2試用驗(yàn)證
2006年開(kāi)始，組織各采油廠對(duì)永磁交流電機(jī)、摩擦換向式抽油機(jī)、智能變速多功率超高轉(zhuǎn)差電機(jī)、直流無(wú)刷永磁電機(jī)、空抽控制器等技術(shù)產(chǎn)品，選擇不同的油田、油井進(jìn)行試裝；并對(duì)節(jié)電情況進(jìn)行節(jié)能測(cè)試，作如下對(duì)比。
節(jié)能率測(cè)試結(jié)果對(duì)比
③.截止2009年底，在油田隨檢泵作業(yè)應(yīng)用抽油機(jī)整體工藝參數(shù)優(yōu)化技術(shù)600多口井次，實(shí)施優(yōu)化后，泵徑增大130口井，泵徑減小52口井，沖次降低250多口井，沖次增大10口井，調(diào)大沖程16口井，應(yīng)用小功率永磁電機(jī)178口井。
④.雙轉(zhuǎn)子柔性電動(dòng)機(jī)：2007年現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)4口井，平均有功功率降低0.91kW，無(wú)功功率降低13.7kVar，運(yùn)行電流降低20.54A，平均單井日節(jié)電38.84kwh，節(jié)電率達(dá)20%。
⑤.加裝抽油機(jī)空抽控制器、變頻器；摩擦換向式抽油機(jī)等技術(shù)改造后，節(jié)能效果也比較明顯效。
4.認(rèn)識(shí)、體會(huì)與努力方向
機(jī)械采油是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)將采油工藝、油藏條件、地面設(shè)備、地面條件等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，結(jié)合抽油機(jī)、油井效用年限，綜合考慮，才能取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。
節(jié)能抽油機(jī)電機(jī)或節(jié)能控制裝置是可以降低電能消耗，降耗低碳是進(jìn)一步提高抽油井效率的主要手段之一，但要增加技術(shù)與管理環(huán)節(jié)，系統(tǒng)可靠性要降低，維護(hù)管理成本會(huì)相應(yīng)地增加，只有加大應(yīng)用規(guī)模，取得規(guī)模效應(yīng)，才能實(shí)現(xiàn)好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
節(jié)能型抽油機(jī)是發(fā)展方向，能與油井負(fù)荷相匹配，并有完善的保護(hù)功能；有數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)功能；聯(lián)網(wǎng)和通信功能以及遙控遙測(cè)功能；并能適應(yīng)油田的野外環(huán)境要求，操作簡(jiǎn)單，智能化程度高。
自動(dòng)化控制是攻關(guān)方向。應(yīng)用微型計(jì)算處理機(jī)和自動(dòng)適應(yīng)電子控制器進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)，具有抽油（液）效率高、節(jié)電、功能多、安全可靠、自動(dòng)化程度高、經(jīng)濟(jì)性好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)、功能。
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關(guān)鍵詞：機(jī)電能效；能效提升；提升途徑；解決方法
中圖分類(lèi)號(hào)：TU85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
電機(jī)行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)電制造行業(yè)，其發(fā)展已有200多年的歷史，對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著相當(dāng)重要的作用。電的產(chǎn)生、傳輸及使用都離不開(kāi)電機(jī)，尤其是現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，人們生活水平的改善，自動(dòng)化技術(shù)的提高及各種機(jī)器人等都需要大量的電機(jī)。電機(jī)及其系統(tǒng)節(jié)能是當(dāng)前國(guó)際社會(huì)共同關(guān)注的話(huà)題。自然也是我國(guó)電機(jī)行業(yè)十分關(guān)注的問(wèn)題。電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能無(wú)疑是我國(guó)企業(yè)建立節(jié)約型企業(yè)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)艱巨而浩大的技術(shù)革命和系統(tǒng)工程，探討我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的思路與措施，將對(duì)企業(yè)建立節(jié)約型企業(yè)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)起到推動(dòng)和促進(jìn)作用。
一、電機(jī)系統(tǒng)能效提升的意義和迫切性
隨著中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電動(dòng)機(jī)及被拖動(dòng)裝置被大量應(yīng)用，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前全國(guó)中小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量約16億kW以上。我國(guó)風(fēng)機(jī)用電占全國(guó)用電量的10.4%，泵類(lèi)占20.9%，空氣壓縮機(jī)占9.4%，整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)用電量約占全國(guó)用電量的64%。但是我國(guó)80％以上的電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、空氣壓縮機(jī)效率比國(guó)外先進(jìn)水平低2～3個(gè)百分點(diǎn)。近年來(lái)在國(guó)家政策的支持下，我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)能效水平逐步提高，但總體能效水平仍然較低。丁晴博士介紹說(shuō)，從電機(jī)自身看，我國(guó)電機(jī)效率平均水平比國(guó)外低1～2個(gè)百分點(diǎn)，目前在用的高效電機(jī)僅占3%左右；從電機(jī)系統(tǒng)看，由于電機(jī)選項(xiàng)不合理、電機(jī)與拖動(dòng)設(shè)備的效率曲線(xiàn)不匹配、調(diào)節(jié)方式落后、管理落后等原因，電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率比國(guó)外先進(jìn)水平低20～30個(gè)百分點(diǎn)。電機(jī)系統(tǒng)低效運(yùn)行造成了我國(guó)巨大的電能浪費(fèi)，也是造成一些重點(diǎn)耗能企業(yè)的單位能耗限額指標(biāo)居高不下原因之一。工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)能效每提高一個(gè)百分點(diǎn)，可年節(jié)約用電260億千瓦時(shí)左右。通過(guò)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能量評(píng)估工作推廣高效電機(jī)、淘汰在用低效電機(jī)，以及對(duì)電機(jī)系統(tǒng)根據(jù)其負(fù)載特性和運(yùn)行工況進(jìn)行匹配節(jié)能改造，可從整體上提升電機(jī)系統(tǒng)效率5～8個(gè)百分點(diǎn)，年可實(shí)現(xiàn)節(jié)電1300～2300億千瓦時(shí)，相當(dāng)于2～3個(gè)三峽電站的發(fā)電量。
二、我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)能效提升對(duì)策分析
為更有效的做好我國(guó)高效能電機(jī)的推廣和使用，提高我區(qū)工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)的總體能效水平，節(jié)約有限社會(huì)資源，實(shí)現(xiàn)我區(qū)“十二五”節(jié)能約束性指標(biāo)，我們應(yīng)該從政策層面和技術(shù)措施上采取各種對(duì)策，建立“行政命令”+“市場(chǎng)推動(dòng)”相結(jié)合的實(shí)施機(jī)制，促使企業(yè)更好推進(jìn)電機(jī)能效提升各項(xiàng)工作。
1.加快推廣高效電機(jī)目標(biāo)：累計(jì)推廣高效電機(jī)1.7億kW，其中2013年推廣2 700萬(wàn)kW，2014年推廣5 400萬(wàn)kW，2015年推廣8 900萬(wàn)kW。為貫徹落實(shí)“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃和工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃，推動(dòng)高效電機(jī)開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用，促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，全面提高電機(jī)能效水平，工業(yè)和信息化部、質(zhì)檢總局決定組織實(shí)施全國(guó)電機(jī)能效提升計(jì)劃《電機(jī)能效提升計(jì)劃（2013－2015年）》。
2.淘汰低效電機(jī)目標(biāo)：累計(jì)淘汰在用低效電機(jī)1.6億k W，其中2013年淘汰4 000萬(wàn)kW，2014年6 000萬(wàn)kW，2015年6 000萬(wàn)kW。
3.實(shí)施電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造目標(biāo)：累計(jì)改造電機(jī)系統(tǒng)1億k W，其中，2013年改造電機(jī)系統(tǒng)3 000萬(wàn)k W，2014年改造3 000萬(wàn)kW，2015年改造4 000萬(wàn)kW。
4.實(shí)施電機(jī)高效再制造目標(biāo)：累計(jì)實(shí)現(xiàn)高效再制造電機(jī)2 000萬(wàn)kW。
5.加快高效電機(jī)技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用示范
目標(biāo)：突破高效電機(jī)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)及控制技術(shù)，開(kāi)展先進(jìn)適用技術(shù)應(yīng)用示范，開(kāi)發(fā)一批高效電機(jī)產(chǎn)品。
目前，我國(guó)正在推行節(jié)能高效電機(jī)，并且已經(jīng)出臺(tái)了《GB18613-2012中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)際IEC標(biāo)準(zhǔn)及北美NEMA標(biāo)準(zhǔn)相近，且即將接軌。包括：更新淘汰低效電動(dòng)機(jī)及高耗電設(shè)備；提高電機(jī)系統(tǒng)效率；對(duì)被拖動(dòng)裝置控制和設(shè)備進(jìn)行改造；優(yōu)化電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行和控制，如：電機(jī)最大效率優(yōu)化控制等；電動(dòng)機(jī)節(jié)能降耗的建模仿真方法研究；重點(diǎn)改造電力、冶金、有色、煤炭、石油、機(jī)電及輕工等領(lǐng)域。積極推行《2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》黨的十提出大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，著力推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式。《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)規(guī)劃（2011－2015年）的通知》明確，把綠色低碳發(fā)展作為工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方向和任務(wù)之一。貫徹落實(shí)黨的十精神，實(shí)現(xiàn)“十二五”規(guī)劃任務(wù)，要求加快推進(jìn)工業(yè)節(jié)能降耗，加快實(shí)施清潔生產(chǎn)，加快資源循環(huán)利用，促進(jìn)工業(yè)向節(jié)約、清潔、低碳、高效生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，推動(dòng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
工業(yè)和信息化部《2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》，選擇了電機(jī)、涉鉛行業(yè)等重點(diǎn)領(lǐng)域和行業(yè)，通過(guò)開(kāi)展2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)，力爭(zhēng)在能效提升和綠色發(fā)展方面取得突破，帶動(dòng)工業(yè)節(jié)能與綜合利用整體工作取得進(jìn)展。
《方案》提出了2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)的主要目標(biāo)。在電機(jī)領(lǐng)域，力爭(zhēng)推廣、淘汰和節(jié)能改造電機(jī)及電機(jī)系統(tǒng)1億kW，擴(kuò)大高效電機(jī)市場(chǎng)份額，促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品升級(jí)換代和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提高電機(jī)能效水平，實(shí)現(xiàn)全國(guó)工業(yè)用電節(jié)約1%。為提升電機(jī)能效，《方案》提出了多項(xiàng)對(duì)策措施。
一是推廣高效電機(jī)。充分利用中央財(cái)政節(jié)能產(chǎn)品惠民工程高效電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵及壓縮機(jī)等財(cái)政補(bǔ)貼政策，力爭(zhēng)全年推廣高效電機(jī)（風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)）3 000萬(wàn)kW；建設(shè)2～3個(gè)高效電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片、絕緣材料等關(guān)鍵配套材料規(guī)模化生產(chǎn)示范工程，降低高效電機(jī)生產(chǎn)成本，提高高效電機(jī)的生產(chǎn)保障能力。二是淘汰低效電機(jī)。制定在用低效電機(jī)淘汰路線(xiàn)圖，將淘汰低效電機(jī)目標(biāo)任務(wù)分解落實(shí)到地方，今年年內(nèi)淘汰低效電機(jī)4 000萬(wàn)k W；制定《高耗能落后機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄》（第三批），完善落后電機(jī)淘汰政策機(jī)制。三是實(shí)施電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造。指導(dǎo)年耗電1 000萬(wàn)kW?h以上的重點(diǎn)企業(yè)制定電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造方案，明確能效提升目標(biāo)及主要任務(wù)；推動(dòng)第三方節(jié)能服務(wù)公司以合同能源管理模式對(duì)工業(yè)園區(qū)、大企業(yè)集團(tuán)電機(jī)集群進(jìn)行改造。全年實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造3 000萬(wàn)kW。四是實(shí)施電機(jī)高效再制造。建設(shè)一批電機(jī)高效再制造示范工程。
保障措施：一是利用節(jié)能產(chǎn)品惠民工程政策支持，推廣高效電機(jī)及電機(jī)系統(tǒng)。二是加大財(cái)政資金支持力度。三是強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)約束和監(jiān)督檢查。四是按照《關(guān)于促進(jìn)鉛酸蓄電池和再生鉛產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展的意見(jiàn)》，建立部門(mén)協(xié)調(diào)工作機(jī)制，分工落實(shí)有關(guān)任務(wù)。五是充分利用聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署、國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)等國(guó)際機(jī)構(gòu)的資金支持，加強(qiáng)方案論證、宣傳培訓(xùn)、專(zhuān)家咨詢(xún)等基礎(chǔ)能力建設(shè)。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，這都表明無(wú)論是從國(guó)家層面還是從學(xué)術(shù)層面人們重視電機(jī)能效提升的問(wèn)題。事實(shí)上，轉(zhuǎn)方式已越來(lái)越緊迫。近段時(shí)間各地屢爆的霧霾天氣，揪起了許多干部群眾的心。雖然產(chǎn)生霧霾的原因比較復(fù)雜，但高能耗、高污染顯然是一個(gè)主因。比如，在京津冀這個(gè)面積占不到全國(guó)1/20的區(qū)域，卻密布著超過(guò)全國(guó)一半的煉鐵高爐，這直接導(dǎo)致鋼鐵行業(yè)給京津冀及周邊地區(qū)大氣造成的污染將比其他地區(qū)更嚴(yán)重，防治難度更大。為此，京津冀三地已經(jīng)著手聯(lián)防聯(lián)控。日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力后面，折射的是轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的緊迫性。以經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整為主攻方向加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，已經(jīng)成為當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要任務(wù)。“節(jié)能環(huán)保”是其中主要的環(huán)節(jié)之一。電機(jī)行業(yè)的節(jié)能降耗自然是重中之重。
參考文獻(xiàn)
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1雙驢頭抽油機(jī)節(jié)能原理
雙驢頭抽油機(jī)的基礎(chǔ)是常規(guī)抽油機(jī)，它有效改進(jìn)了四連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)特殊，游梁后臂為變徑圓弧狀，柔性連接件有效連接了游梁和橫梁。在變參數(shù)四連桿機(jī)構(gòu)的作用下，其扭矩變化具有較小的靜扭矩波動(dòng)，向正弦規(guī)律接近，從而達(dá)到有效的節(jié)能目的。
2下偏杠鈴抽油機(jī)節(jié)能原理
該抽油機(jī)在工作時(shí)，一段圓弧是游梁偏置平衡重心的運(yùn)動(dòng)軌跡，具有最大重力矩的條件是重心在游梁回轉(zhuǎn)中心的水平線(xiàn)上，而具有最小重力矩的條件是中心在回轉(zhuǎn)中心的垂直線(xiàn)上。要想有效削減峰值扭矩，使抽油機(jī)曲柄軸凈扭矩曲線(xiàn)的大小和形狀得到有效的改善，使其具有較為平緩的波動(dòng)，同時(shí)將負(fù)扭矩有效消除掉，使抽油機(jī)的周期載荷波動(dòng)系數(shù)得到極大程度的減小，從而促進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作效率的顯著提升，就必須有機(jī)結(jié)合并利用這一變距原理和曲柄平衡的共同作用。
3摩擦換向抽油機(jī)節(jié)能原理
該抽油機(jī)在工作時(shí)，原動(dòng)機(jī)使用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，其功率因數(shù)cosξ=1，控制時(shí)將智能模擬和數(shù)字有機(jī)結(jié)合起來(lái)，運(yùn)用摩擦輪傳動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，機(jī)械傳動(dòng)的線(xiàn)路較短，效率較高，使正反轉(zhuǎn)換向得以實(shí)現(xiàn)，具有較為平穩(wěn)的啟動(dòng)換向和較小的沖擊，并且我們能夠獨(dú)立無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)沖程、沖次，有效控制抽油桿上行和下行速度，從而極大降低電動(dòng)機(jī)輸出扭矩的峰值，在直接平衡作用的共同作用下，使電機(jī)功率得以顯著降低的目的就能夠得到最終的實(shí)現(xiàn)。
節(jié)能拖動(dòng)裝置
1節(jié)能電機(jī)
現(xiàn)階段，大部分抽油機(jī)電機(jī)的平均負(fù)載率都在40%以下，運(yùn)行效率在80%以下，普遍存在著“大馬拉小車(chē)”的現(xiàn)象，使配電線(xiàn)路的功率得以大大降低，網(wǎng)損得以顯著增大。造成這一現(xiàn)象的原因是四連桿是游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)，啟動(dòng)時(shí)的靜載力矩較大，正常工作時(shí)驢頭懸點(diǎn)載荷和負(fù)荷特性均是交變的，一旦抽油桿上下沖程發(fā)生改變，電機(jī)的電流、功率因數(shù)也會(huì)隨著改變。為了將啟動(dòng)時(shí)負(fù)載的靜載力矩有效克服掉，應(yīng)該加大普通Y系列電機(jī)的容量，則加大容量，這就導(dǎo)致了“大馬拉小車(chē)”。為了將這一問(wèn)題有效解決掉，我們可以運(yùn)用各類(lèi)節(jié)能技術(shù)，比如，高轉(zhuǎn)矩電機(jī)、永磁同步電機(jī)等，對(duì)這些電機(jī)的測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。
2節(jié)電箱
1）電機(jī)定子繞組Y-轉(zhuǎn)換技術(shù)
自動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)電機(jī)Y-轉(zhuǎn)換的主要方式，它能夠顯著提升電機(jī)的負(fù)載率，同時(shí)以電壓、電流為取樣元，將有效信號(hào)提供給電機(jī)過(guò)載、缺相等的保護(hù)工作，并進(jìn)行有效的跟蹤反饋，有效改變電機(jī)負(fù)載，在這種情況下，電機(jī)輸入功率也隨著改變，將電機(jī)的有功和無(wú)功損耗強(qiáng)制降低，從而達(dá)到有效的節(jié)電目的。當(dāng)Y接時(shí)繞組和定子繞組接端電壓分別為22V和380V[4]。電機(jī)的負(fù)荷率隨著繞組端電壓的下降而增加，反之亦然。強(qiáng)制降低電機(jī)的有功和無(wú)功損耗，從而達(dá)到有效的節(jié)點(diǎn)目的。
2）功率因數(shù)控制器調(diào)壓技術(shù)
功率因數(shù)控制器調(diào)壓技術(shù)主要運(yùn)用單機(jī)片實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)著電機(jī)的功率因數(shù)，自動(dòng)控制著雙向可控硅的開(kāi)啟角，從而有效調(diào)節(jié)電機(jī)的供電電壓，達(dá)到有效的節(jié)電目的。該技術(shù)的負(fù)荷適用范圍較大，電機(jī)在該技術(shù)支持下既可以降壓運(yùn)行也可以全壓?jiǎn)?dòng)，一直在高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，從而促進(jìn)功率因素的顯著提升。
3）無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)
