一种油田抽油机节电装置的制作方法

背景技术：
众所周知，目前油田抽油机通用的节电装置为变频器。通过变频器强行调节负载的速度，是一种控制类节电技术。其特点在于能够根据需求自动调节负载(如电机)转速，从而达到节约电能的目的。通过变频控制节电的方式，也存在显而易见的缺点：1、变频装置需串联在负载线路上，如若变频装置发生故障，则会导致相应的设备无法正常使用，使得日常生产无法保障。2、变频装置自身的耗电量较大，且内部结构复杂，后期维护成本高，这些因素使得其给用户创造的价值受限。3、变频器虽然能够实现精密调速，但其对电网也有较大的负面影响。变频器的输入输出中含有较大的谐波成分，且功率因数较低，使得其周围器件受影响，缩短寿命或导致发热。另外，油田抽油机在启动时，需要向电机提供一个较大的转矩，而完成启动进入正常运转后，电机的负荷会明显变小。然而，油田抽油机的配套电机选型是按照抽油机最大启动转矩来选择的。因此，在电机进入正常运转后，则进入了大功率电机带动小负载的阶段，造成了电能的大量浪费。

技术实现要素：
本实用新型针对现有技术中存在的不足，提供了一种油田抽油机，以解决现有技术中，油田抽油机节电成本较高，节电效果不能令人满意的问题。

本实用新型由电参数采集模块、信号调理模块、模数转换模块、中央控制模块、隔离驱动模块组成，所述的电参数采集模块通过霍尔电压传感器及霍尔电流传感器采集三相电中的两路电信号，并将电信号传送给信号调理模块，信号调理模块将调整后的信号传送给模数转换模块，模数转换模块将收到的信号转换为数字量，并传送给中央控制模块；中央控制模块向隔离驱动模块发出控制指令，通过控制隔离驱动模块来控制电机的供电电压；所述的电参数采集模块采集的电信号包括相电压、相电流信号；电压采集使用霍尔电压传感器，电流采集使用霍尔电流传感器，这两种霍尔传感器均需外接电源；所述的信号调理模块，将信号调整为能够被模数转换模块所适应的信号；所述的模数转换模块将模拟量的相电流、相电压信号转换为数字量。

采用上述结构后，中央控制模块接收来自模数转换模块的信号后，并分析判断抽油机所用的电机的负荷情况，进而向隔离驱动模块发出控制指令信号，通过控制隔离驱动模块来控制电机的供电电压，从而使电机工作在最佳转矩下，实现电能节约，同时延长电机的使用寿命，降低维护成本。

本实用新型的有益效果是：能够实现自动检测输入线路中的电压、电流变化情况，并根据变化情况控制电机的供电电压，最终实现耗电量的降低及设备寿命的延长的有益效果。

附图说明 图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型电压参数采集模块、信号调理模块的电路原理图。

图3为本实用新型电流参数采集模块、信号调整模块的电路原理图。

附图标记说明：1、电参数采集模块，2、信号调理模块、3、模数转换模块，4、中央控制模块，5、隔离驱动模块。

具体实施方式 在一种油田抽油机节电装置中，如图1所示，由电参数采集模块1、信号调理模块2、模数转换模块3、中央控制模块4、隔离驱动模块5组成，所述的电参数采集模块通过霍尔电压传感器及霍尔电流传感器采集三相电中的两路电信号，并将电信号传送给信号调理模块，信号调理模块将调整后的信号传送给模数转换模块，模数转换模块将收到的模拟信号转换为数字量，并传送给中央控制模块；中央控制模块向隔离驱动模块发出控制指令，通过控制隔离驱动模块来控制电机的供电电压；如图2所示，所述的电参数采集模块采集的电信号包括相电压、相电流信号；电压采集使用型号为CHV-25P霍尔电压传感器；如图3所示，电流采集使用LEM霍尔电流传感器，这两种霍尔传感器均需外接电源。

按照图2中所示的电路原理进行连接，经霍尔电压传感器输出的信号连接运算放大器LM324，即信号调理模块，进行隔离放大，将信号调理为能够与模数转换模块相适应的信号，电压信号输出端为V_AD，该路信号与模数转换模块相连接。

按照图3中所示的电路原理进行连接，经霍尔电流传感器输出的信号连接运算放大器LM324，即信号调理模块，进行隔离放大，将信号调理为能够与模数转换模块相适应的信号，电流信号输出端为I_AD，该路信号与模数转换模块相连接。

其中，信号调理模块的核心器件为带有差分输入的四运算放大器-LM324。该运算放大器可以在3V-32V的直流电源下，静态电流极低，可以稳定放大输入信号，减轻外部干扰。电阻R3、R4、R5组成电压偏置电路；电路的放大倍数由R6、Rf调整；C1、C2和C3为耦合电容，作用是阻止电信号中不必要的成分。

中央控制模块接收来自模数转换模块的信号，并分析判断抽油机所用的电机的负荷情况，进而向隔离驱动模块发出控制指令信号。隔离驱动模块直接与抽油机的电机相连接，通过控制隔离驱动模块来控制电机的供电电压，从而使电机工作在最佳转矩下，实现电能节约，同时可延长电机的使用寿命，降低维护成本。

以上所述，仅为本实用新型的较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其本实用新型的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本实用新型的保护范围之内。