专利名称：抽油机电动机的电压调节及防盗电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电压调节及防盗电装置。
背景技术：
在油田，各型抽油机在配用电动机时，为了保证抽油机在各种工况下正常运行，电 动机会留有一定的功率余量；随着油井由浅入深的抽取，油井的产液量越来越少，抽油机的 负荷也相应减小，因此，就会造成抽油机的实际负载率普遍偏低，大部分抽油机的负载率在 20% 30%之间，最高不会超过50%，浪费大量的电能，电动机的功率因数低，无功损耗也 较大。并且，由于抽油机一般都位于野外，极易出现盗电的现象，如在装置的输出端窃电 等，防盗电效果较差。
发明内容
本发明是为了解决现有的抽油机电动机无法实现电压调节，以及防盗电效果差的 问题，从而提供一种抽油机电动机的电压调节及防盗电装置。抽油机电动机的电压调节及防盗电装置，它包括抽油机电动机，它还包括第一交 流接触器KM1、第二交流接触器KM2、一号晶闸管VI、二号晶闸管V2、三号晶闸管V3、第一电 流互感器TA1、第二电流互感器TA2、第三电流互感器TA3和控制系统1，所述第一交流接触 器KM1的A相静端、B相静端和C相静端同时与三相电源连接，所述第一交流接触器KM1的 A相动端、B相动端和C相动端分别与一号晶闸管VI的电源输入端、二号晶闸管V2的电源 输入端和三号晶闸管V3的电源输入端连接，所述第一交流接触器KM1的A相动端、B相动 端和C相动端还分别与第二交流接触器KM2的A相静端、B相静端和C相静端连接，一号晶 闸管VI的电源输出端、二号晶闸管V2的电源输出端和三号晶闸管V3的电源输出端分别与 抽油机电动机2的三相电源输入端连接；所述一号晶闸管VI的电源输出端、二号晶闸管V2 的电源输出端和三号晶闸管V3的电源输出端还与第二交流接触器KM2的A相动端、B相动 端和C相动端连接；控制系统1检测三相电源的电压值，控制系统1通过一号电流互感器 TA1、二号电流互感器TA2和三号电流互感器TA3分别检测一号晶闸管VI的输出电流值、二 号晶闸管V2的输出电流值和三号晶闸管V3的输出电流值，控制系统1的一号控制信号输 出端与第一交流接触器KM1的控制线圈QKM1控制信号输入端连接，控制系统1的二号控制 信号输出端与第二交流接触器KM2的控制线圈QKM2控制信号输入端连接；所述控制系统1 的触发脉冲信号输出端同时与一号晶闸管VI的控制信号输入端、二号晶闸管V2的控制信 号输入端和三号晶闸管V3的控制信号输入端连接。本发明在运行时，通过晶闸管根据电动机的运行状况，在负载高的时候保持电动 机定子的端电压，在负载低的时候降低电动机定子的端电压，实现电压的自动调节，从而提 高电动机的运行效率和功率因数，节能效果好；同时，当在装置的输出端发生窃电情况，由 于电机的端电压随负载的变化而发生变化，导致电器不能工作或断电，从而达到防盗电的目的。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明具体实施方式
二的结构框图；图3是本 发明具体实施方式
四的结构框图。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1说明本具体实施方式
，抽油机电动机的电压调节及防 盗电装置，它包括抽油机电动机2，它还包括第一交流接触器KM1、第二交流接触器KM2、一 号晶闸管VI、二号晶闸管V2、三号晶闸管V3、第一电流互感器TA1、第二电流互感器TA2、第 三电流互感器TA3和控制系统1，所述第一交流接触器KM1的A相静端、B相静端和C相静 端同时与三相电源连接，所述第一交流接触器KM1的A相动端、B相动端和C相动端分别与 一号晶闸管VI的电源输入端、二号晶闸管V2的电源输入端和三号晶闸管V3的电源输入端 连接，所述第一交流接触器KM1的A相动端、B相动端和C相动端还分别与第二交流接触器 KM2的A相静端、B相静端和C相静端连接，一号晶闸管VI的电源输出端、二号晶闸管V2的 电源输出端和三号晶闸管V3的电源输出端分别与抽油机电动机2的三相电源输入端连接； 所述一号晶闸管VI的电源输出端、二号晶闸管V2的电源输出端和三号晶闸管V3的电源输 出端还与第二交流接触器KM2的A相动端、B相动端和C相动端连接；控制系统1检测三 相电源的电压值，控制系统1通过一号电流互感器TA1、二号电流互感器TA2和三号电流互 感器TA3分别检测一号晶闸管VI的输出电流值、二号晶闸管V2的输出电流值和三号晶闸 管V3的输出电流值，控制系统1的一号控制信号输出端与第一交流接触器KM1的控制线圈 QKM1控制信号输入端连接，控制系统1的二号控制信号输出端与第二交流接触器KM2的控 制线圈QKM2控制信号输入端连接；所述控制系统1的触发脉冲信号输出端同时与一号晶闸 管VI的控制信号输入端、二号晶闸管V2的控制信号输入端和三号晶闸管V3的控制信号输 入端连接。当本发明中的抽油机电动机不需要调压时，第二交流接触器KM2吸合，晶闸管关 断，抽油机电动机直接运行。本实施方式中还包括断路器QA，所述断路器QA —端接入380V电源，另一端接入第 一交流接触器KM1的静端，用于进行过载和短路保护。本实施方式中的电流互感器用于对抽油机电动机的工作电流的采样。本实施方式中对抽油机电动机2负载大小的检测原理抽油机电动机2负载的大小跟电动机的功率因数有关系，当抽油机电动机2的负 载大时，电动机的功率因数就高，负载低时功率因数就低，检测抽油机电动机2的功率因数 就可以获得抽油机电动机2的功率因数。电动机的功率因数检测采用判断，A、B相电压和电机C相电流的相位差的大小来 确定电机的功率因数。
具体实施方式
二、结合图2说明本具体实施方式
，本具体实施方式
与具体实施方 式一所述的抽油机电动机的电压调节及防盗电装置的区别在于，控制系统1包括电压变换 模块1-1、电压过零比较单元1-2、电压同步单元1-3、电流变换模块1-4、电流过零比较单元1-5、多路开关1-6、处理器CPU1-8、A相晶闸管触发脉冲驱动电路1-9、一号隔离触发脉冲变 压器输出单元1-10、B相晶闸管触发脉冲驱动电路1-11、二号隔离触发脉冲变压器输出单 元1_12、C相晶闸管触发脉冲驱动电路1-13和二号隔离触发脉冲变压器输出单元1-14，电 压变换模块1-1的一号输出端与电压过零比较单元1-2的输入端连接，所述电压过零比较 单元1-2的一号输出端与电压同步单元1-3的输入端连接，所述电压过零比较单元1-2的 二号输出端与处理器CPU1-8的一号电压信号输入端连接，电压同步单元1-3的输出端与处 理器CPU1-8的二号电压信号输入端连接；电流变换模块1-4的一号输出端与电流过零比较 单元1-5的输入端连接，所述电流过零比较单元1-5的输出端与处理器CPU1-8的电流信号 输入端连接；电压变换模块1-1的二号输出端与多路开关1-6的一号输入端连接，电流变 换模块1-4的二号输出端与多路开关1-6的二号输入端连接；多路开关1-6的开关量输出 端与处理器CPU1-8的开关量输入端连接；处理器CPU1-8的开关量信号输出端与多路开关 1-6的开关量信号输入端连接；处理器CPU1-8的一号输出端、二号输出端和三号输出端分 别与A相晶闸管触发脉冲驱动电路1-9的输入端、B相晶闸管触发脉冲驱动电路1-11的输 入端和C相晶间管触发脉冲驱动电路1-13的输入端连接；所述A相晶间管触发脉冲驱动电 路1-9的输出端与一号隔离触发脉冲变压器输出单元1-10的输入端连接；B相晶闸管触发 脉冲驱动电路1-11的输出端与二号隔离触发脉冲变压器输出单元1-12的输入端连接；所 述C相晶闸管触发脉冲驱动电路1-13的输出端与三号隔离触发脉冲变压器输出单元1-14 的输入端连接，处理器CPU1-8的一号控制信号输出端是控制系统1的一号控制信号输出 端；处理器CPU1-8的二号控制信号输出端是控制系统1的二号控制信号输出端；一号隔离 触发脉冲变压器输出单元1-10的输出端、二号隔离触发脉冲变压器输出单元1-12的输出 端和三号隔离触发脉冲变压器输出单元1-14的输出端是控制系统1的三个触发脉冲信号 输出端；电压变换模块1-1的输入端是控制系统1的三相电源的电压检测信号输入端；电 流变换模块1-4的输入端是控制系统1的三相电源的电流检测信号输入端。控制系统工作原理(1)装置启动当给本装置启动信号后，装置进行启动，第一交流接触器KM1吸合， A、B、C三相交流电压经电压互感器将380V电压变换到2. 5V，经过零比较电路将正弦波信号 变换成方波信号，经电压同步电路1-3输入至处理器CPU1-8，处理器CPU1-8根据电压同步 信号产生触发脉冲信号，经脉冲驱动电路和输出电路控制晶闸管触发角，使电机的端电压 逐步升高，实现抽油机电动机2的启动。(2)运行装置启动完成后，A、B相电压经电压互感器将380V电压变换到2. 5V，经 过零比较电路将正弦波信号变换成方波信号。C相电流经电流互感器，电流信号变换到0至 2. 5V，经过零比较电路将正弦波信号变换成方波信号。然后将电压和电流的方波信号送到 单片机CPU1-8，单片机CPU1-8通过电压和电流信号的相位角进行运算，计算出线路的功率 因数，根据功率因数即可获得电机的负载情况，然后改变触发脉冲的触发角，经脉冲驱动电 路和输出电路控制晶闸管来改变电机的端电压。(3)装置启动后，A、B、C三相电压和抽油机电动机2的三相电流经电压变换电路、 电流变换电路再经多路开关1-6后输入至处理器CPU1-8，处理器CPU1-8把电压和电流进 SAD转化，计算出电压和电流的大小，当出现输入电压出现过高缺相，三相电流过流、不平 衡的情况，处理器CPU1-8控制晶闸管关断，第一交流接触器KM1断开，装置进入保护状态。
具体实施方式
三、本具体实施方式
与具体实施方式
二所述的抽油机电动机的电压 调节及防盗电装置的区别在于，它还包括键盘1-15，所述键盘1-15的键盘信号输出端与处 理器CPU1-8的键盘信号输入端连接。
具体实施方式
四、结合图3说明本具体实施方式
，本具体实施方式
与具体实施方 式三所述的抽油机电动机的电压调节及防盗电装置的区别在于，它还包括显示单元1-16， 所述显示单元1-16的显示信号输入端与处理器CPU1-8的显示信号输出端连接。
具体实施方式
五、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二、三或四所述的抽油机电 动机的电压调节及防盗电装置的区别在于，它还包括一号快速熔断器FU1、二号快速熔断器 FU2和三号快速熔断器FU3，所述一号快速熔断器FU1串联在第一交流接触器KM1和一号晶 闸管VI之间；所述二号快速熔断器FU2串联在第二交流接触器KM2和二号晶闸管V2之间； 所述三号快速熔断器FU3串联在第三交流接触器KM3和三号晶闸管V3之间。本实施方式中的快速熔断器主要作用是保护晶闸管。
权利要求
抽油机电动机的电压调节及防盗电装置，它包括抽油机电动机(2)，其特征是它还包括第一交流接触器(KM1)、第二交流接触器(KM2)、一号晶闸管(V1)、二号晶闸管(V2)、三号晶闸管(V3)、第一电流互感器(TA1)、第二电流互感器(TA2)、第三电流互感器(TA3)和控制系统(1)，所述第一交流接触器(KM1)的A相静端、B相静端和C相静端同时与三相电源连接，所述第一交流接触器(KM1)的A相动端、B相动端和C相动端分别与一号晶闸管(V1)的电源输入端、二号晶闸管(V2)的电源输入端和三号晶闸管(V3)的电源输入端连接，所述第一交流接触器(KM1)的A相动端、B相动端和C相动端还分别与第二交流接触器(KM2)的A相静端、B相静端和C相静端连接，一号晶闸管(V1)的电源输出端、二号晶闸管(V2)的电源输出端和三号晶闸管(V3)的电源输出端分别与抽油机电动机(2)的三相电源输入端连接；所述一号晶闸管(V1)的电源输出端、二号晶闸管(V2)的电源输出端和三号晶闸管(V3)的电源输出端还与第二交流接触器(KM2)的A相动端、B相动端和C相动端连接；控制系统(1)检测三相电源的电压值，控制系统(1)通过一号电流互感器(TA1)、二号电流互感器(TA2)和三号电流互感器(TA3)分别检测一号晶闸管(V1)的输出电流值、二号晶闸管(V2)的输出电流值和三号晶闸管(V3)的输出电流值，控制系统(1)的一号控制信号输出端与第一交流接触器(KM1)的控制线圈(QKM1)控制信号输入端连接，控制系统(1)的二号控制信号输出端与第二交流接触器(KM2)的控制线圈(QKM2)控制信号输入端连接；所述控制系统(1)的触发脉冲信号输出端同时与一号晶闸管(V1)的控制信号输入端、二号晶闸管(V2)的控制信号输入端和三号晶闸管(V3)的控制信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的抽油机电动机的电压调节及防盗电装置，其特征在于，控制 系统(1)包括电压变换模块(1-1)、电压过零比较单元(1-2)、电压同步单元(1-3)、电流变 换模块(1-4)、电流过零比较单元(1-5)、多路开关(1-6)、处理器CPU(1-8)、A相晶闸管触 发脉冲驱动电路(1-9)、一号隔离触发脉冲变压器输出单元(1-10)、B相晶闸管触发脉冲驱 动电路(1-11)、二号隔离触发脉冲变压器输出单元(1-12)、C相晶闸管触发脉冲驱动电路 (1-13)和三号隔离触发脉冲变压器输出单元(1-14)，电压变换模块(1-1)的一号输出端 与电压过零比较单元(1-2)的输入端连接，所述电压过零比较单元(1-2)的一号输出端与 电压同步单元(1-3)的输入端连接，所述电压过零比较单元(1-2)的二号输出端与处理器 CPU(1-8)的一号电压信号输入端连接，电压同步单元(1-3)的输出端与处理器CPU(1-8)的 二号电压信号输入端连接；电流变换模块(1-4)的一号输出端与电流过零比较单元(1-5) 的输入端连接，所述电流过零比较单元(1-5)的输出端与处理器CPU(1-8)的电流信号输入 端连接；电压变换模块(1-1)的二号输出端与多路开关(1-6)的一号输入端连接，电流变换 模块(1-4)的二号输出端与多路开关(1-6)的二号输入端连接；多路开关(1-6)的开关量 输出端与处理器CPU (1-8)的开关量输入端连接；处理器CPU (1-8)的开关量信号输出端与 多路开关(1-6)的开关量信号输入端连接；处理器CPU(1-8)的一号输出端、二号输出端和 三号输出端分别与A相晶闸管触发脉冲驱动电路(1-9)的输入端、B相晶闸管触发脉冲驱 动电路(1-11)的输入端和C相晶闸管触发脉冲驱动电路(1-13)的输入端连接；所述A相 晶闸管触发脉冲驱动电路(1-9)的输出端与一号隔离触发脉冲变压器输出单元(1-10)的 输入端连接；B相晶闸管触发脉冲驱动电路(1-11)的输出端与二号隔离触发脉冲变压器输 出单元(1-12)的输入端连接；所述C相晶闸管触发脉冲驱动电路(1-13)的输出端与三号 隔离触发脉冲变压器输出单元(1-14)的输入端连接，处理器CPU(1-8)的一号控制信号输出端是控制系统⑴的一号控制信号输出端；处理器CPU(l-8)的二号控制信号输出端是控 制系统(1)的二号控制信号输出端；一号隔离触发脉冲变压器输出单元(1-10)的输出端、 二号隔离触发脉冲变压器输出单元(1-12)的输出端和三号隔离触发脉冲变压器输出单元 (1-14)的输出端是控制系统(1)的三个触发脉冲信号输出端；电压变换模块(1-1)的输入 端是控制系统(1)的三相电源的电压检测信号输入端；电流变换模块(1-4)的输入端是控 制系统(1)的三相电源的电流检测信号输入端。
3.根据权利要求2所述的抽油机电动机的电压调节及防盗电装置，其特征在于，它还 包括键盘(1-15)，所述键盘(1-15)的键盘信号输出端与处理器CPU (1-8)的键盘信号输入 端连接。
4.根据权利要求2所述的抽油机电动机的电压调节及防盗电装置，其特征在于，它还 包括显示单元(1-16)，所述显示单元(1-16)的显示信号输入端与处理器CPU (1-8)的显示 信号输出端连接。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的抽油机电动机的电压调节及防盗电装置，其特征在 于，它还包括一号快速熔断器(FU1)、二号快速熔断器(FU2)和三号快速熔断器(FU3)，所述 一号快速熔断器(FU1)串联在第一交流接触器(KM1)和一号晶闸管(VI)之间；所述二号快 速熔断器(FU2)串联在第二交流接触器(KM2)和二号晶闸管(V2)之间；所述三号快速熔断 器(FU3)串联在第三交流接触器(KM3)和三号晶闸管(V3)之间。
全文摘要
抽油机电动机的电压调节及防盗电装置，涉及一种电压调节及防盗电装置。它解决了现有的抽油机电动机无法实现电压调节，以及防盗电效果差的问题。它的第一交流接触器的A、B和C相动端分别与一号晶闸管、二号晶闸管和三号晶闸管的电源输入端以及第二交流接触器的A、B和C相静端连接，一号晶闸管、二号晶闸管和三号晶闸管的电源输出端分别与抽油机电动机的三相电源输入端以及第二交流接触器的A、B和C相动端连接；控制系统检测三相电源的电压值和一号晶闸管、二号晶闸管和三号晶闸管的输出电流值；控制系统的触发脉冲信号输出端同时与一号晶闸管、二号晶闸管和三号晶闸管的控制信号输入端连接。本发明适用于现有的抽油机电动机。
文档编号H02H5/00GK101860309SQ201010169640
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者王东方 申请人:哈尔滨东大方正电力有限公司