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抽油机功率因数检测

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一、抽油机功率因数的检测(论文文献综述)

王浩,刘军,严川,李炜,石小满,仉志华[1](2021)在《油田配电网损耗影响因素仿真分析》文中指出油田配电网大多呈辐射状且分支较多,拓扑结构复杂,而且采油设备运行具有周期往复运行的特点,线路潮流存在一定的波动性,导致网损率普遍高于公用配电网。本文结合具体油田配电网拓扑结构与设备参数,并考虑油田负荷运行特点,系统分析了功率因数、电压等级、线路老化、变压器型号等因素对于网络损耗的影响机理;结合实际情况,基于Matlab建模仿真对比分析了针对不同影响因素的降损措施节能空间。为准确掌握油田配电网的网损影响主控因素并实施科学有效的降损措施,提供了理论支撑。

张福尧[2](2021)在《油井群控系统整流装置优化设计与开发》文中提出油井群控系统在石油开采行业的应用越来越广泛,各种变频控制装置的应用在实现增产和节能的同时也存在很多问题。在群控系统中,负载的工作状况不断变化,对控制装置的开发提出更高的要求。课题组前期研发了可实现能量互馈节能的IGBT四象限PWM整流装置,使直流母线上的倒发电可被其他电机利用,但在现场运行中依然存在:(1)启动瞬间存在直流侧电压过高现象;(2)游梁平衡度降低时,上下冲程电机周期性负荷峰谷差增大,整流装置载荷波动加剧,导致其直流侧电压波动会超出允许范围;(3)上冲程与下冲程转换瞬间电压波动较大。因此,本文研究分析油井PWM整流装置在经典PI控制下直流侧电压与载荷波动的耦合作用,在此基础上进行控制方法和技术的改进,并将其应用于嵌入式整流测控系统。本文首先分析油井PWM整流装置的工作原理,建立其数学模型,对整流装置的控制方法进行分析。为提高PWM整流装置应对多变负载的能力,本文采用反馈线性化控制方法,基于仿射非线性系统和微分几何理论,建立PWM整流装置输入输出反馈线性化控制的系统模型,并通过对系统极点的配置,对控制参数进行确定。其次,在Matlab/Simulink中建立基于双闭环PI控制和反馈线性化控制的仿真模型,并采用空间电压矢量调制(SVPWM)技术生成三相PWM控制信号。分别模拟负载启动瞬间、大范围连续变化、突变、倒发电等运行工况,对两种控制方法下的仿真结果进行对比分析,论证本文控制方法的有效性。最后,构建基于TMS320F28335为控制器核心的硬件实验平台,进行DSP控制系统、采样调理电路、驱动电路的设计和控制方法C语言实现,并模拟油井载荷工况进行试验测试与性能分析。结果表明,本文所采用的控制方法,相较于课题组前期使用的传统PI控制的整流装置,在面对油井生产各种负载变化工况下,均能够有效的改善油井群控系统中整流装置系统响应时间、超调量、带载能力等指标,显着提高了直流侧电压稳定性,优化了装置性能。

石梦涛[3](2021)在《油井PWM整流装置负载鲁棒性能优化研究及其测控系统开发》文中研究说明随着油井互馈节能系统,即油井群控系统,在石油开采行业的广泛应用,也凸显出其在现场应用中存在的若干关键问题。由于油井群控系统是典型的杂散系统,负载上下冲程的大范围波动和共直流母线之间的相互作用是离散的。一方面,使用传统基于比例积分(PI)控制器的通用整流装置在整流时,难以避免因群控油井的运行方式不当导致再生电能无法完全吸收,或群控油井中某油井的减载停机导致的载荷波动,致使直流母线电压波动或泵升的现象发生,从而导致保护误动或设备损坏。另一方面,在油井工况中共直流母线电压易受到各种干扰和系统不确定性的影响,例如,输入电压的波动、电路参数摄动等,都会降低整流装置的工作效率和输出电压质量,使油井PWM整流装置性能受到严峻的考验。因此,本文重点对油井群控系统中的PWM整流装置抗负载波动影响,即负载鲁棒性能的优化控制方法和实现技术进行研究,并将研究成果进行开发,应用于嵌入式整流测控系统。首先,对油井PWM整流装置的工作原理进行分析,建立其数学模型。由于负载扰动对电压外环的影响较大,因此在分析线性自抗扰控制器的结构与算法基础上,提出在油井PWM整流装置的电压外环采用基于降阶扩张状态观测器的线性自抗扰控制策略。通过观测器分别估计被控量和扰动量,通过前馈通道对扰动量进行前馈补偿,设计比例控制器控制被控量,以提高被控量变化时的跟踪速度。其次,在Matlab/Simulink中采用电压外环自抗扰控制,电流内环PI控制,利用空间电压矢量调制(SVPWM)技术建立三相电压型PWM整流装置的仿真模型。并分别模拟负载阶跃变化、负载大范围变化、电网波动等状态下的运行工况,研究整流装置在整流、逆变状态下,PI控制和自抗扰控制的的控制效果,对其负载鲁棒性进行对比分析,以验证本文控制策略的有效性。最后,本文以TMS320F28335为控制器核心,对油井能量互馈节能生产系统的整流装置控制系统进行优化,以提高其抗负载波动的鲁棒性能。具体地,基于自抗扰控制的电压外环,非线性解耦直接电流内环的双闭环控制策略,优化设计数据采集与处理、DSP控制系统以及信号驱动等硬件电路功能,完成DSP控制算法及底层驱动程序的开发,并模拟油井工况进行试验测试与性能分析。结果表明,通过本文控制方法的优化,相比于课题组前期开发的传统PI及模糊PI控制,本文整流装置在负载波动与干扰下的直流母线电压更为稳定,负载鲁棒性得到有效提高,为油田节能生产的实施提供了技术指导。

王涛[4](2021)在《基于ARM+OneNET的油井参数远程监控系统》文中研究说明油气井的连续、稳定、安全运行对于油田安全生产和管理、提高生产效率,降低生产成本具有重要的意义。然而由于我国油井分布大多地处野外,且地理位置较为分散,导致油井工作状况的监测和控制成为制约油田信息化的难点问题。为能够迅速准确地掌握油井工况、及时发现油井故障、提高工作效率和经济效益,本系统设计开发了基于ARM+OneNET的油井参数远程监控系统。首先,分析了游梁式抽油机的结构和工作原理,阐述抽油机的核心部件电动机的工作状态与电参数之间的关系;在此基础上,建立了电动机的动力学、功率模型和悬点载荷模型,为电功图监测抽油机状态奠定了理论基础。其次,在详细分析了几种远程监控系统的基础上,设计了油井参数远程监控系统方案;构建了基于ARM芯片AM335X的远程监控终端的硬件平台,主要包括最小系统设计、Wi Fi无线通信模块设计、调理电路设计、外部输出控制模块设计、接口电路设计和硬件抗干扰设计。最后,基于Linux操作系统和Sqlite3数据库设计了远程监控终端的软件,利用OneNET物联网云平台搭建了监控中心。采用模块化的软件设计思想,将远程监控终端的软件设计划分为主程序模块、油井参数采集模块、视频采集模块、缓冲区模块、数据库模块、人机交互显示模块。其中,主程序模块利用多线程技术和信号量技术,实现了各个线程的创建和回收;油井参数采集模块利用Linux下的串口编程技术,实现电参数的采集;视频采集模块利用V4L2技术实现视频信息的采集;缓冲区模块采用消息队列的机制,实现了各个线程间的解耦和数据的交互;数据库模块利用SQL语句,实现油井参数、故障信息及油井状态存储;人机交互显示模块利用Framebuffer(帧缓冲)技术实现相关电参数的显示、故障报警提示、油井状态显示等功能;Wi Fi模块采用MQTT协议和JSON格式将采集到的油井参数上传至监控中心OneNET上。监控中心OneNET主要完成相关油井参数及视频的显示、存储、分析、远程控制及故障报警等功能。通过现场实验表明,本系统可以稳定的实现本地及远程的油井参数显示、视频显示、故障报警、分析抽油机工作状态和启停抽油机,在实时掌握井场工况、减少设备出现故障、防止原油偷盗等方面发挥着关键作用,对于数字化油田的建设具有一定的参考价值。

程铭[5](2020)在《抽油机群系统能耗分布特征及其机组联合调度方法研究》文中研究说明目前抽油机系统已大量采用变频器来控制三相异步电机实现原油开采,其性能优越,控制简单方便。然而也存在许多问题,如变频器控制异步电机时功率因数低,对电网谐波污染严重,在抽油机下冲程中这些问题更加突出。与此同时,在抽油机下冲程中,由于自身重力,会拖动电机进入发电状态,若这一部分电能不能得到合理利用或处理,会引起频繁浪涌冲击,对器件寿命造成不利影响,严重情况下会造成系统因过压而崩溃。反之,若能够将这部分电能合理利用,不但会减轻系统频繁的过压或过流应力,与此同时,会节约大量电能,降低原油开采成本。本文主要针对抽油系统电能利用率低的问题,基于共直流母线群组,从电网谐波和倒发电两个方面入手,探讨相关应对方法,以期解决一些实际问题。本文首先从抽油机系统负载特性入手,对其动力源,即电机作出了分析,并探讨了各类电机应用于抽油机系统的优缺点,在此基础上,重点分析了当前世界抽油系统中仍在大量使用的三相异步电机工作时的损耗特征。其次,阐述了抽油机群系统节能效果与群控半径之间的关系,并重点分析了系统损耗与谐波之间的关系,三相不控整流与有源功率因数校正(APFC)整流的优缺点。最后,结合系统特征,提出了采用粒子群算法对系统能耗特征进行分析的方法,并在此基础上,采用整数规划(ILP)方法对系统联合调度优化问题进行模型构建。在理论分析基础上,本文在MATLAB/Simulink环境下对系统各个模块进行模型的搭建和仿真。搭建了三相不控整流和VIENNA整流器模型,通过对比,证明后者可以明显提高功率因数,减少了系统对电网的谐波污染,并能有效减少线损和变压器容量,提高系统效率。分别搭建了未采用联合调度控制策略和采用联合调度控制策略的仿真模型,通过对比和实验数据分析,证明了联合调度控制策略的有效性。搭建了相关模块的软硬件实验平台,实验数据波形表明了相关策略的正确性和有效性。

王浩[6](2020)在《基于直接转矩控制的抽油机节能监测软件设计》文中研究表明随着经济的快速发展,我国对石油的刚性需求不断上升,同时国内工业化的深入也使得石油成为中国国民经济的支柱之一。目前国内抽油井的数量约占油井总数的85%。在能源日益紧张的今天,抽油机井的节能问题已成为油田能耗方面的重要研究课题。降低能耗是提高油田生产效益的重要举措。当前很多油田公司抽油机井的节能分析还没有形成完善的体系。在采油生产中设备一旦出现异常便会导致系统效率底下,对油田电力资源来说是巨大的浪费,迫切需要研究出新型的抽油机井节能分析系统。由于影响抽油机系统效率的因素包含永磁同步电机和设备参数两部分,本文首先从电机的直接转矩控制入手,将SVM-DTC与传统DTC控制方式进行对比,得到转速及转矩曲线,从仿真结果看SVM-DTC控制可以进一步使电机满足游梁式抽油机大启动转矩、高过载能力以及稳定效率和功率因数的能力,直接提高节电率,为下一步进行设备参数的分析与改良打下基础。之后建立完整的节点分析方法,把抽油机的系统效率划分为两部分,先对地面设备传动装置等部件的参数进行分析,再对井下进行示功图分析。通过本节能监测系统将分析结果输出为折线图或表格,可以明显看到每口井的异常参数,并得到设备整体系统效率的走势。在进行以上对参数的计算分析之后,对优化后的参数进行实际的测试,并通过建立的数学模型,进一步说明节能监测系统的准确性。开发完成的游梁式抽油机节能监测系统能够实时调用油田ORACLE数据库中的数据,将电机以及其他设备的静态参数、动态参数计算出来,通过单井分析、地面效率分析、井下效率分析,生成折线图与雷达图,并可以打印出报表传递给现场工作人员,针对有问题的井给出对应的治理措施。

刘昕晖,李春爽,陈琳,王昕[7](2021)在《游梁式抽油机节能技术综述》文中研究说明游梁式抽油机是陆上油田中主要的采油装备,其采油能耗占油田总能耗的三分之一,但局限于系统的结构和使用条件,抽油机电动机平均负载率都很低,用电效率平均在30%以下。针对上述问题,科技工作者们提出并尝试了大量新技术、新方法,这些技术改进提高了采油能源利用效率,但也存在局限性和技术风险。作者首先分析了抽油机系统能耗的主要来源,通过对比指出最具节能潜力的是电动机部分。进而对目前公开报导的关于提升电动机用电效率的相关研究进行了分类总结,将相关技术研究主要分为机械传动结构改进、电动机及其控制技术改进、增设节能装置三大方向,并对其中的各种技术方案进行了概括和分析。通过分析和对比,并结合目前海洋石油开采和页岩油气开采的大背景,提出了在传统抽油设备上增设节能装置将是未来一段时间内游梁式抽油机节能的最有效的技术方向,而其中的液压混合动力节能技术是一种优势较为明显的技术方案。

李岩[8](2019)在《面向交变负载特性的开关磁阻电机控制策略研究》文中指出开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)D具有高效率、低成本、高起动转矩以及低起动电流和宽调速范围等优点,广泛地应用于工业现场。传统电机空载和满载时的功率因数相差很大,而开关磁阻电机在空载和满载条件下的功率因数均很高。当转速和负载转矩发生较大变化时,开关磁阻电机系统都能稳定在高水平运行,比较适合于具有交变负载特性的场合,运行效率较高,有利于节能。开关磁阻电机的双凸极结构和磁饱和特性使其无法获得精准的解析模型,脉冲式的供电方式也会带来明显的转矩脉动。针对开关磁阻电机的非线性特性、瞬时转矩脉动、交变负载下母线控制和控制器设计等问题,本文主要研究工作主要有以下几个方面:第一,应用矢量分析方法对抽油机的四连杆几何机构、运动形式进行了求解,建立了抽油机扭矩数学模型,分析了游梁式抽油机的周期性交变负载特性,为开关磁阻工作在交变负载时的瞬时转矩脉动抑制和节能研究以及转矩特性匹配研究提供基础。第二,针对基于转矩平衡位置的磁链测量方法仅能获得有限转子位置的磁链信息,难以实现对开关磁阻电机精确建模的问题,提出了一种基于模糊逻辑系统的方法来求解开关磁阻电机的精确磁链模型,同时保留了转矩平衡法简单易行的优点。所提出的方法根据开关磁阻电机的对称结构获得四个特定转子位置处的磁链特性,进行模糊集划分,从磁链样本中提取模糊规则,采用重心法求解开关磁阻电机整体的磁链特性。将该方法的磁链特性与转子钳制法测得的特性进行了比较,得出了良好的一致性。本文提出的基于模糊系统建立的开关磁阻电机数学模型具有较高精度,可以用于开关磁阻电机的结构设计、控制器的设计和算法验证等。第三,针对开关磁阻电机双凸极结构和脉冲式供电方式导致其特别是在交变负载场合运行时转矩脉动过大的问题,提出了一种基于转矩分配的预测直接瞬时转矩控制(Predictive Direct Instantaneous Torque control,PDITC)算法,该算法依据开关磁阻电机静态电磁特性,建立开关磁阻电机离散预测模型,采用转矩分配函数(Torque Sharing Function,TSF)将总转矩参考值分配至各相作为相转矩参考值,利用开关磁阻电机离散预测模型和各相当前时刻采样值,通过遍历相功率变换器所有可能开关状态,在线预测下一时刻相转矩值。通过性能指标评价函数,对转矩误差和功率变换器的开关次数进行综合评估,确定综合评估指标最小的开关状态输出至功率变换器。所提出的PDITC算法无需制定复杂的滞环规则,并且可以通过性能评价函数综合考虑多个性能指标。实验结果证明,所提出的PDITC策略能够有效的抑制转矩脉动,具有良好的稳态和动态性能,实现了高性能转矩控制。第四,针对交变负载场合的节能和减振的需求,提出了开关磁阻电机驱动系统变母线电压模型预测控制策略,在相同转矩、转速条件下选择最优的母线电压来改变相电流的波形,以最小化能量转换的相电流面积,并减小相电流的无效区域,提高效率降低损耗、减小振动。同时,达到开关磁阻电机与抽油机的载荷特性更好的匹配。为了满足母线电压的调节的准确和快速性,采用有限控制集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)的中点钳位型有源前端变流器(Neutral Point Clamped Active-Front-End Converters,NPC-AFEs)作为母线电压的可控变流器,提出优化的模型预测直接功率控制(Model Predictive Direct Power Control,MP-DPC)算法。该方法可以快速准确的获得所需母线电压值,能够满足开关磁阻电机变母线电压控制的要求。

房少华[9](2019)在《周期性负载下轻载异步电动机的节能控制综合研究》文中研究说明异步电动机在日常的生活中有着广泛的应用,是电气化生产的主要动力机械。当前我国工业领域使用的异步电动机常时间运行在空载或者轻载的状态,存在着严重的“大马拉小车”现象,电动机的效率和功率因数都很低,造成极大的浪费。本文针对负载是周期性变化的异步电动机,根据电动机的运行特性,研究调压节能的控制方法。本文根据异步电动机Γ型等效电路研究了电动机的损耗,分析了负载是周期性变化的异步电动机调压节能原理。然后分析了负载的变化和电压的变化对电动机运行特性的影响,同时说明了可以通过续流角来表示电动机的运行效率,从而判断电动机的节能效果。本文建立了一个输入量为续流角的偏差值和续流角的改变值、输出量为关断角的变化增量的二维T-S模糊控制器。针对模糊控制中隶属函数和模糊规则等难建立和学习的问题,将模糊控制和神经网络结合起来,根据神经模糊控制理论设计一个四层的BP神经网络模型;并且根据神经模糊控制模型进行matlab仿真,将仿真结果进行离线计算,得到一个模糊查询表。将神经模糊控制模型进行matlab/simulink调压节能仿真,并对调压过程中产生的谐波进行分析,说明了电机的有功功率和无功功率主要构成是基波电压电流的有功功率和无功功率。最后,在理论分析和仿真分析的基础上,设计出了电动机的调压节能装置,硬件电路包括STM32F103RCT6控制系统、直流供电电路、供电检测电路、电压同步信号检测电路、晶闸管管压降信号检测电路、双向晶闸管驱动电路。软件设计包括软起动、节能控制和软件保护。将设计好的装置在抽油机负载上进行实验,记录相关数据和波形,证明了调压节能装置可以显着的降低相电流,减少电动机的有功功率和无功功率,提升电动机的功率因数。

谭思思[10](2019)在《液压驱动游梁式抽油机组的设计及实验研究》文中进行了进一步梳理随着油气田开发程度的持续深入,老油田的开采难度也越来越大,机采系统能耗高居不下,工作的效率也比较低,这其中,作为系统效率的主要组成部分,地面效率的大小对整体机采效率的影响至关重要,所以,针对地面设备的优化和改造势在必行。游梁式抽油机作为地面设备最主要的一部分,更是影响机采效率最重要的一环。针对传统游梁式抽油机的优化改造,显得十分必要。其中,液压驱动游梁式抽油机因其运转稳定和工作效率高等优点必将成为改造传统抽油机的重要方向。抽油机是个多构件的系统,工作的特点是周期性,在工作过程中,液压驱动游梁式抽油机的关键零件,比如液压杆、旋转主轴等关键零件极易在循环交变载荷的作用下发生疲劳破坏,目前国内针对这些零部件一般都采用静力学分析,或者分时间步施加载荷进行仿真分析,这种方法和实际生产运作的情况不符合,所以对抽油机关键零件采用动力学分析,研究其周期运动下的疲劳特性,就显得非常有意义。本文以新疆油田机械厂生产的五型后置曲柄游梁式抽油机为研究对象,对其进行液压系统的改造设计和实验研究:(1)运用解析法对抽油机进行机械原理分析,确定机械结构的运动特性,对抽油机的悬点载荷构成进行分析。运用理论力学的平衡原理,计算构件的理论安全系数和液压系统选件的匹配度,并进行液压部分的结构设计。(2)基于PROE建立三维模型,确定设计参数,进行合理简化建模。在Sol idworks中对机构进行刚体运动学分析,研究机构零部件运动特性,包括悬点载荷、配重和液压杆相对位置等因素对机构加速度、杆位移、接触力的影响(3)基于刚柔耦合原理,用ANSYS瞬态动力学对抽油机关键零件进行了刚柔耦合动力学仿真分析,计算轴、轴承座和液压零部件的动力学参数,对容易发生损伤的液压杆、旋转主轴和主轴承座进行应力、应变分析,分析其应力分布的区域、应力集中点和周期变化规律,进行关键零件的模态分析,利用Fatigue模块进行疲劳分析,获得关键零件的寿命疲劳和可靠性研究结果,确定疲劳损伤位置。计算得出液压杆和游梁连接处的力学结果,将其作为液压杆的边界条件,导入AMESim中,进行仿真分析,使其更加接近生产工况,在此基础上,测试运动参数、液压系统参数的变化规律,为液压驱动游梁式抽油机的改造提供仿真分析基础。(4)根据生产需求,在AMESim中建立抽油机液压系统的1d仿真模型,以活塞的行程位移为目标,搭建液压系统。同时搭建辅助的信号反馈回路,监控液压杆的位移,达到平稳响应的目标,搭建过程中考虑整体机构节能、突发急停现象时机构自锁功能的实现。研究影响泵排量、杆位移、系统响应速度等液压变量的因素以及变化规律。建立传统游梁式抽油机和液压驱动游梁式抽油机样机的对比实验,对抽油机组进行实验,记录多项数据并将结果进行对比,分析实验结果。本文的研究成果为液压驱动游梁式抽油机的改造和设计提供了参考依据,对提高液压结构的寿命,合理设置生产参数有参考意义。

二、抽油机功率因数的检测(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、抽油机功率因数的检测(论文提纲范文)

(1)油田配电网损耗影响因素仿真分析(论文提纲范文)

0 引言
1 油田配电网特点
2 基于油田配电网降损策略分析
    2.1 负荷功率因数影响分析
        (1)改变负荷有功功率
        (2)改变负荷无功功率
    2.2 低压侧线路影响分析
    2.3 变压器型号影响分析
    2.4 中压线路电阻率影响分析
    2.5 线路升压影响分析
    2.6 降损策略总结
4 结论

(2)油井群控系统整流装置优化设计与开发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 油井群控系统研究现状
        1.2.2 油井群控系统运行工况分析
        1.2.3 整流器的发展现状
        1.2.4 电压型PWM整流器控制策略发展概述
    1.3 研究内容
2 群控整流装置原理及数学模型
    2.1 PWM整流器总体结构及功能介绍
    2.2 PWM整流器工作原理
        2.2.1 电压型PWM整流器的分类及拓扑结构
        2.2.2 单相桥式PWM整流器工作原理分析
        2.2.3 三相桥式PWM整流器工作原理分析
    2.3 三相电压型PWM整流器数学模型分析
        2.3.1 基于ABC三相静止坐标系下的数学模型
        2.3.2 基于αβ两相静止坐标系下的数学模型
        2.3.3 基于dq两相旋转坐标系下的数学模型
    2.4 本章小结
3 PWM整流器控制方法优化
    3.1 三相PWM整流器的基本控制方法
        3.1.1 整流器电流内环控制设计
        3.1.2 整流器电压外环的控制设计
    3.2 电压空间矢量SVPWM的调制
    3.3 反馈线性化控制
        3.3.1 基本微分几何理论概念
        3.3.2 输入输出反馈线性化
        3.3.3 整流器反馈线性化控制
        3.3.4 输出反馈系数的确定
    3.4 仿真模型
    3.5 本章小结
4 基于反馈线性化控制的PWM整流装置开发
    4.1 PWM整流器硬件设计的总体方案
    4.2 硬件选型与设计
        4.2.1 控制系统设计
        4.2.2 主电路功率开关管的选择
        4.2.3 电容和电感的选取
        4.2.4 电压、电流采样调理电路设计
        4.2.5 驱动电路的设计
    4.3 软件设计与开发
        4.3.1 主程序设计
        4.3.2 中断程序设计
        4.3.3 子程序设计
    4.4 本章小结
5 整流装置的仿真和实验分析
    5.1 仿真结果验证
        5.1.1 启动瞬间工况分析
        5.1.2 负载单位时间内连续变化工况分析
        5.1.3 负载突变工况分析
        5.1.4 倒发电工况分析
    5.2 实验结果及分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录 作者在读期间研究成果
致谢

(3)油井PWM整流装置负载鲁棒性能优化研究及其测控系统开发(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 油井能量互馈系统研究现状
        1.2.2 PWM整流控制策略的研究现状
    1.3 研究内容
2 PWM整流器的原理及数学模型分析
    2.1 三相电压型PWM整流器工作原理
        2.1.1 三相电压型PWM整流器工作原理
        2.1.2 三相电压型PWM整流器的开关状态
    2.2 三相PWM整流器数学模型
        2.2.1 基于abc三相静止坐标系下的数学模型
        2.2.2 基于dq两相旋转坐标系数学模型
    2.3 本章小结
3 三相电压型PWM整流装置线性自抗扰控制器设计
    3.1 自抗扰控制器的结构和算法
        3.1.1 自抗扰控制器思想
        3.1.2 跟踪微分器
        3.1.3 线性扩张状态观测器
        3.1.4 非线性状态反馈误差控制率
    3.2 电压型PWM整流器的自抗扰控制器的设计
        3.2.1 传统PI控制自控制器设计
        3.2.2 基于降阶扩张状态观测器的自抗扰控制器设计
    3.3 本章小结
4 三相电压型PWM整流器自抗扰控制负载鲁棒性优化分析
    4.1 整流装置仿真模型设计
        4.1.1 整流装置系统仿真模型参数设计
        4.1.2 整流装置各模块仿真模型设计
    4.2 四象限工作情况
        4.2.1 整流工作情况
        4.2.2 逆变工作情况
    4.3 油井负载阶跃变化工况下负载鲁棒性能分析
    4.4 油井负载大范围变化工况下负载鲁棒性能分析
    4.5 供电网电压波动负载鲁棒性能分析
    4.6 本章小结
5 三相PWM整流器线性自抗扰控制测控系统开发设计
    5.1 系统硬件总体结构
    5.2 三相PWM整流器自抗扰软件流程设计
        5.2.1 主程序设计
        5.2.2 中断程序设计
        5.2.3 子程序设计
    5.3 三相PWM整流器线性自抗扰控制实验
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者在读期间研究成果
致谢

(4)基于ARM+OneNET的油井参数远程监控系统(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 数字化油田研究现状
        1.2.2 油井远程监控系统研究现状
        1.2.3 油井参数监测研究现状
    1.3 论文的研究内容与章节安排
第二章 油井参数远程监控系统建模分析
    2.1 抽油机结构及工作原理
    2.2 抽油机系统与电参数的关系
    2.3 抽油机电参数的测量
    2.4 抽油机系统动态数学建模
        2.4.1 电机动力学模型
        2.4.2 电机功率模型
        2.4.3 悬点载荷模型
    2.5 本章小结
第三章 油井参数远程监控系统方案及终端设计
    3.1 油井参数远程监控的需求分析
        3.1.1 功能需求分析
        3.1.2 性能需求分析
    3.2 油井参数远程监控系统方案设计
        3.2.1 油井监控系统的硬件方案设计
        3.2.2 无线远程数据传输方案设计
        3.2.3 油井监控系统的软件方案设计
    3.3 远程监控终端最小系统设计
        3.3.1 时钟电路和复位电路设计
        3.3.2 外部存储器电路设计
        3.3.3 电源电路设计
    3.4 WiFi无线通信模块电路设计
    3.5 信号调理电路设计
    3.6 外部输出控制模块的电路设计
        3.6.1 声光报警电路
        3.6.2 继电器控制电路
    3.7 接口电路设计
        3.7.1 RS232 和RS485 接口电路设计
        3.7.2 USB接口电路设计
        3.7.3 LCD接口电路设计
    3.8 硬件抗干扰设计
    3.9 本章小结
第四章 油井参数远程监控系统软件设计
    4.1 系统软件的总体结构
    4.2 软件的通信协议
    4.3 开发平台的搭建
        4.3.1 嵌入式Linux操作系统的移植
        4.3.2 移植Sqlite3 数据库
    4.4 远程监控终端的软件设计
        4.4.1 主程序模块的软件设计
        4.4.2 油井参数采集模块的软件设计
        4.4.3 视频采集模块的软件设计
        4.4.4 缓冲区模块的软件设计
        4.4.5 数据库模块的软件设计
        4.4.6 Wi Fi无线通信模块的软件设计
        4.4.7 人机交互显示模块的软件设计
    4.5 监控中心OneNET的软件设计
    4.6 本章小结
第五章 油井参数远程监控系统测试与结果分析
    5.1 系统实物图
    5.2 功能测试
        5.2.1 视频采集功能测试
        5.2.2 人机交互界面测试
        5.2.3 监控中心OneNET测试
        5.2.4 数据库数据备份
        5.2.5 报表打印
    5.3 油井参数分析
        5.3.1 电参数实验数据
        5.3.2 数据分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(5)抽油机群系统能耗分布特征及其机组联合调度方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 抽油机类型及发展概述
    1.3 国内外技术研究现状及发展趋势
        1.3.1 国内外技术研究现状
        1.3.2 国内外技术研究发展趋势
    1.4 本文研究内容安排
2 抽油机群系统能耗分布特征及其机组联合调度方法
    2.1 游梁式抽油机的负载特性及相关电机工作原理
        2.1.1 游梁式抽油机的负载特性
        2.1.2 相关电机工作原理及应用于抽油机系统的估缺点分析
    2.2 三相异步电机的损耗分析
    2.3 抽油机群系统相关技术研究与分析
        2.3.1 共直流母线技术概述与研究
        2.3.2 网侧谐波抑制技术研究
        2.3.3 群控半径对提高电能利用率的影响研究与分析
        2.3.4 基于粒子群算法的抽油机群系统能耗特征分析
    2.4 抽油机群系统联合调度方法研究
    2.5 本章小结
3 抽油机群系统建模与仿真分析
    3.1 网侧谐波抑制仿真模型的建立
        3.1.1 三相不控整流模型的建立及仿真结果分析
        3.1.2 三相APFC整流模型的建立及结果分析
        3.1.3 不控整流与APFC整流仿真结果对比分析
    3.2 抽油机群系统联合调度仿真模型的建立
        3.2.1 未使用联合调度控制策略仿真模型的建立及仿真结果分析
        3.2.2 使用联合调度控制策略仿真模型的建立及仿真结果分析
        3.2.3 使用联合调试控制策略前后仿真结果对比分析
    3.3 本章小结
4 共直流母线抽油群系统实验平台设计
    4.1 三相APFC整流实验平台硬件设计
        4.1.1 主要硬件电路及功能设计
        4.1.2 软件程序设计
        4.1.3 硬件实物及结果波形分析
    4.2 机组联合调试实验平台硬件搭建
        4.2.1 PLC控制器
        4.2.2 数据采集及调度单元
        4.2.3 上位机设计
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢

(6)基于直接转矩控制的抽油机节能监测软件设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 抽油机用电机研究现状
        1.2.2 抽油机节能措施发展现状及分析
    1.3 本文研究内容
第二章 游梁式抽油机系统效率及负载特性分析
    2.1 游梁式抽油机系统简介
    2.2 抽油机悬点载荷计算
        2.2.1 静载荷分析
        2.2.2 动载荷分析
        2.2.3 振动载荷、摩擦载荷及其他类型载荷
    2.3 游梁式抽油机负载特性
    2.4 抽油机能耗分析计算
        2.4.1 抽油机输入功率
        2.4.2 抽油机有效功率
        2.4.3 抽油机光杆效率
        2.4.4 抽油机系统效率及影响因素
    2.5 本章小结
第三章 抽油机用永磁同步电机直接转矩控制分析
    3.1 永磁同步电机结构
        3.1.1 永磁材料
        3.1.2 永磁同步电机的机械结构
    3.2 永磁同步电机的数学模型
        3.2.1 三相静止坐标下的数学模型
        3.2.2 两相静止坐标系下的数学模型
        3.2.3 两相旋转坐标系下的数学模型
    3.3 永磁同步电机直接转矩控制基本原理
        3.3.1 控制系统结构
        3.3.2 控制系统各模块分析
    3.4 基于空间电压矢量调制技术的直接转矩控制原理
        3.4.1 SVM-DTC参考电压的计算
        3.4.2 SVM-DTC空间电压矢量计算
    3.5 PMSM-DTC系统建模与仿真
    3.6 本章小结
第四章 抽油机节能分析系统
    4.1 抽油机节能分析系统结构
    4.2 抽油机节能分析系统的开发
        4.2.1 用户登录模块
        4.2.2 数据传输模块
        4.2.3 数据分析模块
        4.2.4 对比改进模块
        4.2.5 管理措施模块
    4.3 设备参数分析及优化方案
        4.3.1 平衡度对系统效率的影响和优化
        4.3.2 地面传动设备对系统效率的影响及优化
        4.3.3 油汲参数对系统效率的影响及优化
    4.4 直接转矩驱动下永磁同步电机优化方案
    4.5 井下效率分析及优化方案
        4.5.1 抽油机示功图简介
        4.5.2 抽油机示功图分析
    4.6 本章小结
第五章 节能监测系统现场应用测试
    5.1 系统测试结果
    5.2 系统测试结果分析
        5.2.1 地面效率测试分析
        5.2.2 井下效率测试分析
    5.3 节能监测系统经济效益分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢

(7)游梁式抽油机节能技术综述(论文提纲范文)

0 引言
1 抽油机采油系统能耗分析
2 抽油机节能技术
    2.1 抽油机传动系统改进
        2.1.1 复合平衡抽油机
        2.1.2 前置式抽油机
        2.1.3 异形游梁式抽油机(双驴头抽油机)
        2.1.4 偏轮式游梁抽油机
        2.1.5 变臂型抽油机
        2.1.6 摆杆式游梁抽油机
        2.1.7 天平式抽油机
        2.1.8 塔架式抽油机(直线式抽油机)
        2.1.9 液压抽油机
        2.1.1 0 一拖二抽油机(对偶井自平衡式抽油机)
    2.2 采用节能驱动设备
        2.2.1 超高转差电动机
        2.2.2 双功率电动机
        2.2.3 稀土永磁同步电动机
        2.2.4 直线电动机
        2.2.5 复合式永磁电动机(CPMM)
    2.3 增设节能装置
        2.3.1 间抽控制器
        2.3.2 断续供电节能
        2.3.3 软启动及调压节能
        2.3.4 无功就地补偿
        2.3.5 智能变频控制
        2.3.6 采用超越离合器
        2.3.7 其他装置
        2.3.8 自平衡装置
        2.3.9 二次平衡装置
3 结论

(8)面向交变负载特性的开关磁阻电机控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
1 绪论
    1.1 研究意义及背景
    1.2 开关磁阻电机控制研究现状
        1.2.1 开关磁阻电机建模研究现状
        1.2.2 开关磁阻电机转矩脉动抑制研究现状
        1.2.3 开关磁阻电机变母线电压控制策略研究现状
    1.3 本文的研究内容
2 抽油机系统数学模型分析
    2.1 引言
    2.2 抽油机的运动学和动力学分析
        2.2.1 四连杆游梁式抽油机结构模型
        2.2.2 抽油机几何关系描述
        2.2.3 抽油机运动分析
        2.2.4 抽油机的载荷分析及计算
    2.3 抽油机地面系统的动力学模型分析
    2.4 结论
3 开关磁阻电机建模及仿真
    3.1 引言
    3.2 开关磁阻电机的基本结构以及工作原理
    3.3 开关磁阻电机非线性模型
        3.3.1 开关磁阻电机磁链特性测量
        3.3.2 基于模糊逻辑系统的磁链特性建模
        3.3.3 开关磁阻电机转矩模型
    3.4 开关磁阻电机驱动系统控制策略
    3.5 开关磁阻电机驱动系统仿真研究
        3.5.1 系统仿真模型
        3.5.2 仿真结果分析
    3.6 交变负载转矩特性匹配实验研究
    3.7 结论
4 开关磁阻电机转矩脉动抑制预测控制
    4.1 引言
    4.2 开关磁阻电机驱动系统预测模型
        4.2.1 功率变换器离散预测模型
        4.2.2 电机离散预测模型
    4.3 开关磁阻电机预测直接瞬时转矩控制策略
        4.3.1 开关磁阻电机转矩分配
        4.3.2 性能评价函数
    4.4 速度控制
    4.5 仿真验证
    4.6 实验验证
    4.7 结论
5 开关磁阻电机变母线电压节能控制策略研究
    5.1 引言
    5.2 开关磁阻电机能耗分析
        5.2.1 相绕组电流分析
        5.2.2 开关磁阻电机损耗分析
        5.2.3 母线电压对相电流的影响分析
    5.3 最优母线电压选取
    5.4 变母线电压控制策略
        5.4.1 有限控制集模型预测控制原理
        5.4.2 模型预测直接功率控制方法
        5.4.3 优化的模型预测直接功率控制方法
        5.4.4 优化的模型预测直接功率控制仿真结果
        5.4.5 优化的MP-DPC在交变负载下对最优母线电压跟踪仿真
    5.5 结论
6 开关磁阻电机控制器设计
    6.1 引言
    6.2 功率变换器设计
    6.3 控制器硬件设计
        6.3.1 电机控制模块处理器以及外围电路的设计
        6.3.2 控制器的转子位置检测设计
        6.3.3 电流采集电路的设计
        6.3.4 RS485和CAN通讯电路的设计
        6.3.5 控制电路板的电磁兼容设计
    6.4 控制器软件设计
        6.4.1 软件总体结构
        6.4.2 系统软件设计
    6.5 实验验证
    6.6 结论
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
附录A 模糊规则
作者简历及攻读博士学位期间的科研成果
致谢

(9)周期性负载下轻载异步电动机的节能控制综合研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景和意义
    1.2 异步电动机调压节能控制的国内外研究现状
    1.3 周期性负载下异步电动机调压控制方法
        1.3.1 星角转换控制
        1.3.2 最优调压控制
        1.3.3 断续供电控制
        1.3.4 三种控制方法的比较
    1.4 异步电动机的交流调压电路
    1.5 调压电路振荡问题分析
    1.6 异步电动机的调压控制策略
    1.7 主要研究内容
第2章 异步电动机调压节能理论研究
    2.1 引言
    2.2 异步电动机的调压节能原理
    2.3 负载变化对异步电动机性能的影响
        2.3.1 负载与电磁转矩和转差率的变化关系
        2.3.2 负载与损耗的变化关系
        2.3.3 负载与效率的变化关系
        2.3.4 负载与功率因数的变化关系
    2.4 电压变化对电动机性能的影响
        2.4.1 电压与电磁转矩和转差率的变化关系
        2.4.2 电压和电动机损耗的变化关系
        2.4.3 电压和效率的变化关系
        2.4.4 电压和电动机功率因数的变化关系
    2.5 效率和功率因数的关系
    2.6 本章小结
第3章 异步电动机调压节能控制方法研究
    3.1 引言
    3.2 模糊控制
        3.2.1 模糊控制的基本原理
        3.2.2 模糊控制器的输入量和输出量
        3.2.3 输入量的论域和量化因子
        3.2.4 输出量的论域和比例因子
        3.2.5 输入量模糊化
        3.2.6 模糊规则
        3.2.7 系统输出U
    3.3 人工神经网络
        3.3.1 神经元
        3.3.2 神经元的数学模型
        3.3.3 人工神经网络模型
    3.4 神经模糊控制模型
    3.5 神经模糊控制模型的matlab仿真
    3.6 本章小结
第4章 异步电动机调压节能控制仿真
    4.1 引言
    4.2 异步电动机调压节能控制的仿真模型
        4.2.1 相电压同步信号检测模块
        4.2.2 晶闸管压降信号检测模块
        4.2.3 晶闸管驱动电路模块
        4.2.4 软起动模块
        4.2.5 续流角检测模块
        4.2.6 神经模糊控制模块
    4.3 仿真结果
    4.4 调压节能的仿真谐波分析
    4.5 本章小结
第5章 异步电动机调压节能装置设计
    5.1 引言
    5.2 调压节能装置的硬件设计
        5.2.1 三相异步电动机的选择
        5.2.2 三相晶闸管调压电路的设计
        5.2.3 直流供电电路的设计
        5.2.4 供电检测电路
        5.2.5 电压同步信号检测电路
        5.2.6 晶闸管管压降信号检测电路
        5.2.7 双向晶闸管驱动电路
        5.2.8 芯片控制系统
    5.3 调压节能控制装置软件设计
        5.3.1 调压节能软起动软件设计
        5.3.2 调压节能控制软件设计
        5.3.3 调压节能软件保护设计
    5.4调压节能控制实验
    5.5 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献

(10)液压驱动游梁式抽油机组的设计及实验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 机采系统能耗的研究现状及影响因素
        1.1.2 机采系统节能的潜能及提升耗能效率的措施
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 液压抽油机的研究现状
        1.2.2 AMESim液压系统仿真研究概况
        1.2.3 刚柔耦合多体动力学仿真研究概况
    1.3 论文研究内容
        1.3.1 研究主要内容
        1.3.2 论文创新点
        1.3.3 主要技术路线
第2章 机构基本工作原理
    2.1 机械结构工作原理
        2.1.1 悬点载荷的组成
        2.1.2 机构运动原理
    2.2 结构的理论计算
        2.2.1 游梁强度校核
        2.2.2 抽油机与液压缸的匹配性计算:
    2.3 小结
第3章 液压驱动游梁式抽油机的建模及运动学仿真分析
    3.1 液压驱动游梁式抽油机三维模型的建立
        3.1.1 基于CREO的结构建模及参数简化
        3.1.2 基于CREO AFX的框架模型的建立
    3.2 抽油机运动学仿真模型的建立
        3.2.1 虚拟样机技术简介
        3.2.2 SolidWorks Motion概述
        3.2.3 边界条件的设置
    3.3 运动学仿真结果分析
        3.3.1 不同悬点载荷下的运动学仿真结果及分析
        3.3.2 不同配重下的运动学仿真结果及分析
        3.3.3 不同液压杆相对游梁位置下的运动学仿真结果及分析
    3.4 小结
第4章 基于刚柔耦合原理的动力学仿真分析
    4.1 动力学仿真模型的建立
        4.1.1 多体动力学模型建立
    4.2 动力学仿真结果及分析
        4.2.1 不同液压杆相对游梁位置下的动力学仿真结果及分析
        4.2.2 不同悬点载荷的动力学仿真结果及分析
        4.2.3 不同配重的动力学仿真结果及分析
    4.3 关键零件的疲劳分析及可靠性分析
        4.3.1 疲劳强度理论及振动理论
        4.3.2 整体结构模态分析及疲劳分析结果
        4.3.3 旋转主轴及轴承座模态分析及疲劳分析结果
        4.3.4 液压杆模态分析及疲劳分析结果
    4.4 小结
第5章 基于AMESIM的液压驱动游梁式抽油机组液压系统的建模与仿真
    5.1 概述
        5.1.1 AMEsim软件介绍
        5.1.2 AMEsim仿真流程
    5.2 液压系统的工作原理及模型建立
        5.2.1 液压系统工作原理
        5.2.2 液压零部件工作原理
        5.2.3 信号控制回路工作原理
        5.2.4 液压回路的搭建
        5.2.5 信号控制回路的搭建
    5.3 仿真与结果分析
        5.3.1 液压杆负载对液压系统仿真结果的影响及分析
        5.3.2 溢流阀参数对液压系统仿真结果的影响及分析
        5.3.3 蓄能器参数对液压系统仿真结果的影响及分析
    5.4 小结
第6章 液压驱动游梁式抽油机组和常规游梁式抽油机的对比实验
    6.1 实验原理及目的
    6.2 实验方案设计
    6.3 实验方式
        6.3.1 测试标准与评价标准
        6.3.2 现场计量、测试工况及环境要求
        6.3.3 测试项目及布置
        6.3.4 测试步骤及要求
    6.4 实验结果及分析
    6.5 小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及科研成果
附录

四、抽油机功率因数的检测(论文参考文献)

  • [1]油田配电网损耗影响因素仿真分析[J]. 王浩,刘军,严川,李炜,石小满,仉志华. 节能技术, 2021(06)
  • [2]油井群控系统整流装置优化设计与开发[D]. 张福尧. 西安建筑科技大学, 2021(01)
  • [3]油井PWM整流装置负载鲁棒性能优化研究及其测控系统开发[D]. 石梦涛. 西安建筑科技大学, 2021(01)
  • [4]基于ARM+OneNET的油井参数远程监控系统[D]. 王涛. 西安石油大学, 2021(09)
  • [5]抽油机群系统能耗分布特征及其机组联合调度方法研究[D]. 程铭. 西安建筑科技大学, 2020(01)
  • [6]基于直接转矩控制的抽油机节能监测软件设计[D]. 王浩. 东北石油大学, 2020(03)
  • [7]游梁式抽油机节能技术综述[J]. 刘昕晖,李春爽,陈琳,王昕. 吉林大学学报(工学版), 2021(01)
  • [8]面向交变负载特性的开关磁阻电机控制策略研究[D]. 李岩. 大连海事大学, 2019(06)
  • [9]周期性负载下轻载异步电动机的节能控制综合研究[D]. 房少华. 东南大学, 2019(06)
  • [10]液压驱动游梁式抽油机组的设计及实验研究[D]. 谭思思. 西南石油大学, 2019(06)


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