主题词：多速 自适应调整 节能 热洗
一、前言
近年来，随着改革的不断深入，油田工作的重点已由原油产量为中心转移到经济效益为中心上来，提高经济效益已成为企业可持续发展的关键。抓好机采井节能降耗工作又是提高经济效益的主要途径之一。而做好低产低效井的节能降耗工作是我厂机采井节能降耗的主要挖潜方向，本文就从多速容量自适应电动机的原理、特点及现场应用等几方面来说明该电机在低产低效井治理中的作用。
二、多速容量自适应电动机的结构、原理
多速容量自适应电动机由二台同轴不同功率的双速异步电动机组成，有六种运行状态：低速小功率电机单独运行，低速大功率电机单独运行，二台低速电机同时运行；高速小功率电机单独运行，高速大功率电机单独运行，二台高速电机同时运行。在两种速度下，自动控制装置均可根据抽油机负载情况，控制同一转速下电机三种运行状态的转换，使其具有最佳的起动状态和最佳节能运行状态。
电机通过变极和主、副机的组合运行可提供6个功率。因此，设计上必须同时兼顾四个单机方案和两个组合方案。为获得最佳的设计效果，我们借助于最优化理论，结合电机自身特点建立起优化设计的数学模型，对整体方案综合寻优，取得了令人满意的效果。
三、多速容量自适应电动机设计特点、及先进性
1、电机本体设计特点及先进性：
⑴ 为降低生产成本，采用与Y系列225中心高8极电机一致的定、转子冲片内径和外径；主、副电机采用相同的定子槽型及尺寸和相同的铸铝转子槽型及尺寸；
⑵ 铁芯材料为W470硅钢片，电磁线按ＧＢ1193-74选用铜导线规格；
⑶ 主、副电机的定子绕组形式相同；且为易于移相变极而获对称波形，线圈匝数应为3的整数倍数。
⑷ 为提高每一极状态下主、副电机联合运行时的性能，对同一极状态下两电机的转差率作以约束，使之尽可能接近。
2、控制部分设计特点及性能指标
⑴控制电路的性能指标 ( 根据抽油机运行的要求 )
①、在自动控制装置中具有防切换冲击功能，可随时进行高、低速切换；
②、起动时由二台电机同时起动，起动后自动进入节能运行；
③、节能运行：根据抽油机的负载情况，自动转换为小功率电机单独运行、大功率电机单独运行或二台电机同时运行，运行于最佳状态；
④、当工作于二种运行的临界状态，出现二种状态的频繁转换时,可自动调整参数,使其稳定运行。
⑵、控制电路的设计特点
①、采用美国MICROCHIP技术公司生产的PIC16C73微控制器作为主控单元，对于计算量不是很大的控制具有很多明显的优点：速度高；宽工作电压范围(3V~6V)；输入输出直接驱动能力大；体积小；内置丰富的外围功能部件(不需再扩展)；一次性编程芯片的低价位；耐低温(工业级-40℃~ +85℃)；高可靠性。由于这些优点保证了控制电路具有简单、可靠、高速实时的控制功能。
②、考虑北方冬季比较寒冷，为防止低温对电源等一些元件的影响，在控制电路中设计了自动保温电路。
③、根据电机负载电流与负载功率的对应关系，直接采样电流，作为控制量。这使得硬件电路简单，经济，软件设计也比较简单。通过实际运行，也具有较好的控制效果。
④、利用PIC16C73本身的A/D口，把电流信号转换为数字量，又利用软件进行滤波，使对电机的控制更加准确，可靠。
⑤、利用固定电容对电机无功电流进行补偿，这既提高了系统的功率因数，也使得电机负载后电流的变化量增大，使电流采样的分辨率提高。
⑶、总体电路（微机控制电路及接触器电路）
对电机的控制有手动和自动两种方式，手动方式主要是为了在安装调试时设定的。正常运行时最好采用自动方式。
⑷、自适应控制的特点
自适应控制系统是一个具有一定适应能力的系统，它能够根据环境条件的变化，自动校正控制动作，使系统达到最优控制效果。本系统采用模糊自适应控制，根据电机的负载情况编制数据库，规则库，根据检测的数据和控制规则去进行电机运行状态的转换，使其运行于最佳工作状态。当负载处于两种工作状态的临界状态时，将出现两种工作状态的频繁转换，此时该系统能根据控制规则自动修改数据库，使其稳定运行。
四、现场应用效果
我厂今年在采油二矿现场应用多速容量自适应电动机3台，分别安装在一号井（抽油机型号皆为CYJ10-3-37HB型）、二号井及三号井，后2口井抽油机型号皆为YCYJ6-2.5-26HB型，安装多速容量自适应电动机之前，3口井为严重供液不足井，安装后由YTF280-12功率为7Kw电机运行，在运行过程中电机切换、运行平稳，达到设计技术指标要求，平均有功节电率25.06%，无功节电率71.73%，综合节电率38.96%。预计年可节电4.98×104Kwh，节约电费2.21万元。
五、几点认识
1、多速容量自适应电机适合于低产低效井的应用，最低冲次可调整到2.5次/分。
2、多速容量自适应电机可有效地解决低产低效井的热洗问题，减少油井因热洗影响的产量。
3、多速容量自适应电机可有效降低油井的装机功率，降低油井的能耗。
参考文献
1、冯畹芝. 电机与电力拖动. 1991.中国轻工业出版社
2、陆安定. 电动机节能改造实用手册 . 1995 上海科学技术出版社
3、濮绍文. 三相鼠笼式单绕组多速电动机. 1996上海科学技术出版社
作者简介：赵亚男，1979年3月生，女（汉族），河北保定人，2003年毕业于大庆石油学院机械设计制造及其自动化专业，现于大庆油田第五采油厂从事机采井动态管理工作。
论文作者:赵亚男
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年19期
论文发表时间:2019/11/13
标签：电机论文; 油井论文; 自适应论文; 电动机论文; 容量论文; 负载论文; 功率论文; 《工程管理前沿》2019年19期论文;