应用技术
基于变频与能量回馈技术的抽油机控制系统
林敏1刘雪雁1潘宏昆2徐慧卿1
(11大连轻工业学院21大连佳云高层建筑机械有限公司)
摘要针对抽油机的节能配电装置节能潜力巨大的现状,在综合国内外先进技术与方法的基础上,研制出基于变频调速和能量回馈双重技术的抽油机智能节电控制系统,分别采用了上冲程时满负荷功率运行的省电型闭环控制方式和下冲程时再生电量的回馈电网方式。在某油田的试运行表明,该智能节电控制系统实现了抽油机的高效运行和节能降耗。
关键词变频调速能量回馈抽油机智能节电控制系统
引言
抽油机是油田开采过程中的最大耗电设备。其平均装机容量在47k W左右,而实际运行时平均功率为9138k W左右,只占装机容量的20%,电动机负荷率极低,约为16%,电力消耗约占原油生产成本的20%~30%[1]。因此,节能潜力非常可观。目前抽油机节电技术有两大类:一是开发不同类型的专用节能电动机;二是开发各种节能配电装置。两者比较,后者的节能潜力较前者更大。
目前我国普遍应用的节能措施是采用变频器加无功补偿电容器的方式。近几年来比较受欢迎的一种模式是采用变频器及配套的PLC、单片机等设备组成智能调控装置[2~4],可实现无级调速,改变冲次和上下冲程速比等。但仍存在一些问题,主要有:①其系统控制是开环控制,对不同的负荷只能靠手动方式调整;②抽油机负功率产生的电能多采用制动电阻泄放方式而浪费掉。笔者研制的智能节电控制系统完全解决了上述问题。
抽油机节电控制原理
具有变频调速和能量回馈双重技术的智能节电控制系统分别体现在抽油机的上、下冲程运行中。
11上冲程时采用满负荷运行的定值闭环控制方式
抽油机负荷是1种带有冲击性的时变负荷,启动初始状态要求拖动电动机的启动力矩是抽油机实际负荷的3~4倍,而且这种位能性负荷上下冲程变化大、功率因数低、而不同油井原油的粘度又相差很大,当高凝或稠油时,往往启动十分困难。因此,通常是按抽油机的最大功率来配备电动机。这在实际上会造成多数时段电动机的额定功率远大于运行负荷功率,即所谓处于/大马拉小车0的轻载状态,甚至空载运行,从而造成极大的能源浪费。这是抽油机在上冲程时需要解决的最大问题。
笔者采用位置传感器,以检测识别抽油机的上冲程与下冲程,并在线检测上冲程时的电动机负荷功率,且与满载功率比较。假若电动机实际负荷功率小于满载功率,可以通过调整延缓下冲程时间段即减小下冲程时的电动机转速,以达到抽油泵满负荷状态;而上行程时则全速上行,以减少漏失系数。这种动态无级变频调速,优于开环方式的单段、分段变频调速以及手动变频控制。闭环系统完全可以根据不同的油井供液状况而自动调整频率和转速,使抽油机的冲次与井下供液完全同步,保证满载运行,达到了提高泵效,节能降耗的目的。
21下冲程时采用再生电量回馈电网方式
当抽油机运行在下冲程过程中,交流电动机由于抽油泵、抽油杆重力或负荷作用而进入发电状态。以往处理再生能量的方法是增加制动单元和制动电阻,把这部分的电能转变成热量而浪费掉。
笔者在采用变频器的同时,还采用了能量回馈单元[5],它不仅完全取代了制动单元和制动电阻,而且可以实时测量再生发电能量的大小,并将发电能量的90%以上及时送回电网。其工作原理如下:当交流电动机产生的再生能量经变频器中间直流环
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2007年第35卷第8期
石油机械
CH I NA PETROLEU M M ACH I NERY
节使储能电容充电,当充到直流母线电压超过能量回馈电压的设定限值时,回馈单元的控制部件则启动能量回馈进入电网,而且使馈入电网的电能与电网电压同频同相同波形,使得系统的功率因数接近于1,达到绿色、环保、节能的目的。
抽油机节电控制系统
笔者所开发的抽油机节电控制系统由位置传感
器、功率变送器、PLC 、变频器与能量回馈单元等组成,分别对上、下冲程运行采用上述控制策略。
11控制系统硬件组成
核心控制装置由德国西门子S7)200系列CPU224及模拟量扩展模块E M 235组成,系统控制原理如图1所示,其中图1a 为控制系统主控回路,图1b 为控制系统辅助回路。
主回路分成工频与变频2种方式。
(1)工频方式 图1a 中左侧回路交流接触器3K M 、综合保护器ZB ,这与普通的电动机启停电路一样,
与变频器无关。
图1 抽油机控制系统硬件原理图
(2)变频方式 图1a 中竖直回路交流接触器1K M 、变频器、接触器2KM,电动机D 的转速由变频器的频率确定。
一方面,与负荷有功功率成比例的模拟量4~20mA 信号自变频器AO1、C M 端输出到PLC 模拟量扩展模块E M 235中的电流输入端子A +、A -。当上冲程时,抽油载荷未满负荷时即有功功率小于设定值,也即电流输入信号小于功率设定值,则通
过PLC 的PI D 运算及E M 235中的端子MO 、VO 输出电流信号到变频器的GND 、VC1,从而使变频器在下一个下冲程时,减缓转速,延长下冲程运行时间以使油充满抽油泵,从而实现上冲程时采用满载运行的闭环控制方式。
另一方面,变频器的直流电压(与电动机负荷端电压成比例)通过P+、P-连到能量回馈单元的DC+、DC -端子,当下冲程时,电动机处于发电状态,变频器的直流电压高于设定值,使能量回馈单元产生回馈电压,通过A 、B 、C 端回馈到电网上(能量回馈单元内部能够解决回馈电压的相序、时序、幅值、正弦波失真度等问题),从而实现下冲程时采用再生电量回馈电网方式。
在辅助回路中,转换开关分别表示工频、恒速、二速与变速4种状态,除工频状态外,其余3种状态均接入PLC 的输入端I 010、I 011、I012。另外,还有部分PLC 输入输出接线在图中没有标出,包括PLC 输入线上的抽油机上、下限位开关、自动启停按钮,以及空开QF1、接触器1KM 、2KM 、3KM 及变频器故障信号;PLC 输出线上有中间继电器J1、J2分别控制接触器1KM 、2KM 。
21控制系统软件流程
控制系统软件流程如图2
所示。
图2 抽油机控制系统软件流程框图
S7)200系列PLC 使用基于W i n do w s 平台的32位编程软件包STEP-7-M icro /W I N ,可采用语
)54) 石 油 机 械2007年 第35卷 第8期
句表(STL)、梯形图(LAD )或功能块(FBD )3种方式编程,本系统采用语义直观、便于修改和维护的梯形图语言。
PLC 上电初始化后,首先判断系统有无故障。如果有故障,则依次判断是空气开关、交流接触器还是变频器的问题,并进一步在中文显示屏中显示出故障点;如果没有故障,则根据转换开关的位置执行工频、恒速、二速或变速4种中的1种状态。
现 场 应 用
该智能节电控制系统已在胜利油田技术改造项目中试用了几台,由于其闭环控制的动态调功实现了负荷的自适应,以及能量回馈更增加了节电效果,所以获得改造前后的测量数据比较满意,见表1。
表1 改造前后数据对比
试验方案有功功率/k W 无功功率/k var 视在功率/
kVA
功率因数
cos U 改造前617161617190137改造后4170194180198节省功率
(因数)210151713110161节电效果/%
2919
9416
7312
)
从表中可以看出,节电效果显著,仅单台设备日节约有功电量为48k W #h ,年节约有功电量为17568k W #h;而功率因数补偿为0198,大大降低了变压器线损。
结 束 语
该抽油机智能节电控制系统综合运用了动态变
频、可编程控制、能量回馈和计算机智能控制等软硬件手段,使其具有良好的人机界面,可以显示运行状态、参数设置与故障提示;整个装置操作简便、稳定可靠,具有过电压、过电流、低电压、过负荷保护和软启、软停功能,出现故障时可实现自动转工频运行,处理后可恢复运行。从根本上改变了抽油机的运动特性和动力特性,提高了工效,增加了采油量,节电效果十分显著,而且保护了电动机和设备。
参 考 文 献
1 刘慧芬.变频调速技术在游梁式抽油机中的应用.石油矿场机械,2004,33(5):77~79
2 赵金春,文国平.抽油机的变频调速技术改造.中国设
备工程,
2001,
(7):45
3 赵来军,程发兴,范樱花.抽油机变频控制器的应用与技术发展.石油机械,
2003,31(10):
65~67
4 廖百顺,胡伟杰,贺春燕等.变频调速技术在抽油机上的应用.油气田地面工程,2004,23(5):
61
5 张丽君.变频器再生能量回馈的新方法.鞍钢技术,
2000,
(4):42~43
第一作者简介:林 敏,教授,生于1948年,1982年毕业于大连理工大学化工自动化及仪表专业,现从事计算机控制技术的教学与科研工作,任大连轻工业学院计算机控制研究所所长。地址:(116034)辽宁省大连市。E -m a i:l
li n_m i n_48@1631co m 。
收稿日期:
2006-12-13
(本文编辑 赵连禄)
信息广角
旁 通 柱 塞
美国Ferguson Beauregard 公司不断改进柱塞的设计和应用,最近研制成功一种旁通柱塞。该种旁通柱塞可分为2类:连续流柱塞和短时关井流柱塞。其中连续流柱塞有较大的流通面积,可用于需强制使柱塞快速返回井底的油井。这类油井可在接近于临界产量下生产而无须关井恢复压力,当然也可在有控制的情况下生产。其旁通可在柱塞上行时开启,当碰撞到减振器弹簧时关闭。到达地表后,旁通机构就可打开液流旁通使井液通过。液量减小后柱塞就开始返回井底。
短时关井流柱塞可使油井在低于临界产量下生产,但需短时关井恢复压力。该种柱塞可克服较小的流量下降,只是需关井恢复压力。如果恢复压力需要的时间较短和井较深,它可在短暂的关井时间内返回井底。其关井时间在井深为3650m 时为15m in 。采用它可提高深井柱塞举升采油的成功率。
冯耀忠译自W o rl d O i,l 2006,
(4):140
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55)2007年 第35卷 第8期林 敏等:基于变频与能量回馈技术的抽油机控制系统
制动能量回馈系统协调控制 张俊智，张鹏君，陆欣，陈鑫 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084 【摘要】本文为混合动力电动汽车设计了分层控制的制动能量回馈系统，该分层结构主要包括驾驶员意图识别、能量管理和元件协调控制三个部分。分层控制结构的采用，将复杂的制动能量回馈系统简化为若干部分，降低了控制难度，为研究提供了便利。所设计的系统已在一款串联混合动力客车上实现，并根据中国城市公交循环工况进行了道路测试。 【关键词】混合动力电动汽车，制动能量回馈系统，分层控制结构，协调控制 Coordinated Control for Regenerative Braking System Zhang Junzhi, Zhang Pengjun, Luxin, Chen Xin State Key Lab. of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing, China, 100084 Abstract: This paper presents a design of regenerative braking system(RBS) for hybrid electric vehicles using hierarchical control structure and method. The hierarchical model is mainly composed of three modules for driver intent identification, energy management and coordinated control based on components control. As a consequence, RBS, a complicated hybrid dynamic system, is successfully decomposed by several simple modules. The control system and strategies are carried out on a typical serial HEV bus, and tested on road based china typical urban cycle.. Key words: hybrid electric vehicles, regenerative braking system, hierarchical control structure, coordinated control 1 介绍 车辆的动能通过制动能量回馈系统可转化为其它形式能量储存起来，并进一步用于车辆驱动。研究显示，在城市驾驶循环中，发动机发出能量的大约1/3至1/2被制动过程所消耗[1，2]。因此，回馈制动是车辆提高燃油经济性并降低排放的有效方法，有助于缓解能源危机和环境污染。
三晶变频器在油田磕头机上的应用 一、 前言 进入21世纪，变频调速技术得益于其优异的节能特性和调速特性，在我国油田中得到广泛应用，中国产值能耗是世界上最高的国家之一。要解决产品能耗问题，除 其它相关的技术问题需要改进外，变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施。 油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，油田中变频器的应用主要集中在 游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。游梁式抽油机俗称“磕头机”，是目前各个油田所普遍采用的抽油机，但是目前的抽油机 系统普遍存在着效率低、能耗大、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点。本文主要介绍SAJ 变频器在游梁式抽油机上的应用。 一、 磕头机的工作原理 图1 游梁式抽油机实物图 如图1,游梁式抽油机实物图所示,当磕头机工作时，驴头悬点上作用的载荷是变化的。上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未进行平衡的条件 下，电动机就要付出很大的能量。在下冲程时，抽油机杆柱转而对电动机做功，使电动机处于发电机的运行状态。抽油机未进行平衡时，上、下冲程的载荷极度不均 匀，这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂次数。为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁 尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重，如图1所示。这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡重的位能。为了抬高平衡配重，除了依靠抽 油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时w w w .s a j b p .c o m
储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了 电动机在上冲程时所需给出的能量。目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有两个电动机运行状态和两 个发电机运行状态。当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。 二、 变频器在抽油机的控制问题 目前，在胜利油田采用的抽油设备中，以游梁式抽油机最为普遍，数量也最多。其数量达十万台以上。抽油机用电量约占油田总用电量的40%，运行效率非常低， 平均运行效率只有25%， 功率因数低，电能浪费大。因此，抽油机节能潜力非常巨大，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。 2.1 变频器在抽油机的控制问题主要体现在如下几个方面 一方面是再生能量的处理问题,如图2所示，游梁式抽油机运动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块 提升时，类似杠杆作用，将采油机杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至井口，由于电动机转速一定，滑块下降过程中，负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电动机进入再生发电状态，将多余能量反馈到电网，引起主回路母线电压升高，势必会对整个电网产生冲击，导致 电网供电质量下降，功率因数降低的危险；频繁的高压冲击会损坏电动机，造成生产效率降低、维护量加大，极不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大经济损失。 图2 常规曲柄平衡抽油机 另一方面是冲击电流问题，如图二所示游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。对于支架来说，如果抽油载荷和平衡载荷形成的扭矩相等或变化一致，那么用很小的动力就可以使抽油机连续不间断地工作。也就是说抽油机的节能技术取决于平衡的好坏。在平衡率为100％时电动机提供的动力仅用于提起w w w .s a j b p .c o m
收稿日期:1997205204 笼型异步电动机能量回馈制动控制 徐国忠 诸 静 (浙江大学,杭州 310027) 涂筱烈 (安徽医科大学) 徐惠国 (合肥第二十六中学) 【摘要】本文分析了变频器实现异步电动机回馈制动的原理,提出了一种新颖的能量回馈控制方法和能量回馈电路,该方法具有能量回馈效率高、控制简单且不易发生逆变失败等优点,有效地抑制电动机制动时直流侧泵升电压。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 【关键词】变频调速,异步电动机,回馈制动,泵升电压抑制,能量控制 1 引 言 近年来,国内外对变频器的研究和应用取得飞速的进步,尤其是通用变频器在工业生产中得到了广泛的应用。当变频器驱动异步电动机在制动或者下放位能性负载过程中,电动机处于再生制动状态,传动系统中的机械能通过电动机转换成电能,变频器中续流二极管将这种能量回馈到变频器直流侧电容C 中,使直流侧电压升高,产生泵升电压。特别是要求快速起、制动和频繁正、反转的调速系统,短时间内有很大的能量回馈,在电容上产生很高的泵升电压,若不及时释放这部分能量,则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路大功率器件的过压损坏。对这种泵升能量的处理方法基本上有两种:(1)耗散到直流侧与电容器并联的“制动电阻”中,(2)通过能量回馈电路使之回馈到交流电网中。前一种方式比较简单,但经过电阻耗散能量,不仅浪费了能源,有时也会产生某些副作用[2],后一种方式虽然结构较为复杂,但提高了能源的利用率,尤其是对频繁起制动或长期带位能性负载下放的系统,会产生显著的节电效果。本文提出了一种新颖的能量回馈 控制方案并设计了相应的电路,实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 2 能量回馈控制策略和能量回 馈电路设计 211 能量回馈控制策略 带能量回馈电路的变频器主电路结构如 图1所示。能量回馈控制的工作原理是利用二只GTR T 7、T 8 和六只晶闸管等组成能量回 图1 带能量回馈电路变频器主电路结构图 馈电路,制动时,控制GTR T 1～T 6按一定下降频率给电机供电,使之工作在再生制动状态,驱动T 7、T 8和晶闸管逆变桥,如果满足逆变条件,则把直流侧泵升能量直接回馈给电网,确保在整个制动过程中,直流侧电压在安全范围内。 对于普通晶闸管逆变桥,如果依自然换
抽油机国内外研究现状与发展趋势 一．国内抽油机研发现状 油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。根据是否有游梁，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。经过一百多年的实践和不断的改进创新，抽油机不管是结构形式还是在使用功能上，都产生了很大的变化。特别是近几十年来，世界对原油的需求量不断加大，对油田深度开采的能力有了更进一步的要求，在很大程度上加快了抽油机技术发展的速度，催生出多种类型。目前, 国内抽油机制造厂有数十家, 产品类型已多样化, 但游梁式抽油机仍处于主导地位。根据公开发表的资料统计, 我国现有6 大类共45 种新型抽油机[ 1] , 并且每年约有30 种新型抽油机专利, 十多种新试制抽油机[2] , 已形成了系列, 基本满足了陆地油田开采的需要。各种新型节能游梁式抽油机如双驴头式抽油机、前置式抽油机、异相曲柄平衡抽油机、前置式气平衡抽油机、下偏杠铃系列节能抽油机[ 3]和用窄V 形带传动的常规抽油机等均已在全国各个油田推广应用, 并取得了显著的经济效益。长冲程、低冲次的无游梁式抽油机的研制也取得了一些进展, 如由胜利油田研制的无游梁链条抽油机, 经过国内十几个油田稠油及丛式井的推广使用[4], 在低冲次抽油和抽稠油方面已初见成效。此外, 桁架结构的滑轮组增距式抽油机、滚筒式长冲程抽油机已在某些油田进行了工业试验[5]; 齿轮增距式长冲程抽油机的研制工作也取得了新的进展; 质量轻、成本低、便于调速和调整冲程的液压抽油机经过几年的研制和工业性试采油, 也积累了一定的经验[6]。其他型式新颖的抽油机如数控抽油机、连续抽油杆抽油机、车载抽油机、磨擦式抽油机、六连杆游梁式抽油机和斜直井抽油机等也正处于不断改造和试生产过程中[7]。然而，游梁式抽油机的缺点是不容易实现长冲程低冲次的要求，因而不能满足稠油井、深抽井和吉气井采油作业的需要。同时，长冲程低冲次的无游梁式抽油机的性能尚有待完善 (如油田正在使用的链条式抽油机还存在链条寿命短、换向冲击载荷大和钢丝绳易断、导轨刚．度不足容易变形等问题)，而且品种规格还很少，不能适应当前石油工业的发展[8]。液压抽油机至今仍处在研制阶段[9] 二·国外抽油机的研发现状 目前，世界上生产抽油机的国家主要有美国、俄罗斯、法国、加拿大和罗马尼亚等[10]。为了减少能耗, 提高采油经济效益, 近年来国外研制与应用了许多节能型抽油机。例如异相型抽油机节电15%~ 35%; 前置式抽油机节电368% 前置式气平衡抽油机节电35% 轮式抽油机节电50%~ 80% 大圈式抽油机节电30%; 自动平衡抽油机节电30% ~ 50%; 低矮型抽油机节电5% ~20%; ROTAFLEX 抽油机节电25% 智能抽油机节电174%; 螺杆泵采油系统节电40%~ 50% [11]。近年来国外很重视改进和提高抽油机的平衡效果, 使抽油机得到更精确平衡。近年来, 为了节约能耗、提高采油经济效益, 国外研制与应用了许多节能型抽油机, 在采油实践中, 取得较好的使用效果。如变平衡力矩抽油机, 可使上冲程平衡力矩大于下冲程力矩。前置式气平衡抽油机, 由于可在动态下调节气平衡, 平衡效果较好。气囊平衡抽油机有90% 以上载荷得到平衡[12]。双井抽油机可利用两口油井抽油杆柱合理设计得到更精确的平衡。自动平衡抽油机可保证在上下冲程每一瞬间得到较精确的平衡效果[13]。近年来国外研制与应用了多种类型长冲程抽油机, 其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机[14]。 1 前置式气平衡抽油机美国工J uf kin 公司生产的A 系列前置式气平衡抽油机具有较好的技术经济指标, 抽油机重量减轻40 %, 尺寸缩小3 5 % , 动载荷
抽油机专用变频调速系统 目录 一、前言 1、抽油机传统调速方式 2、抽油机专用变频调速系统的结构 二、电动机 1、电动机的结构 2、三相异步电动机的工作原理 3、永磁同步电动机的工作原理 4、变频电动机的工作原理 5、变频器驱动三相异步电动机存在的问题。 6、电动机参数的计算模型 三、抽油机 1、长庆油田抽油机特点 2、抽油机的平衡准则 3、抽油机负功的产生 四、变频器的工作模式和操作方法 1、变频器的工作原理 2、变频器的结构 3、变频器的功能 4、变频器的故障判断 五、抽油机专用变频控制柜
1、系统组成 2、再生能量的处理方式 3、抽油机专用变频器的节能原理 4、变频柜具有的主要功能： 5、抽油机变频器的合理调频范围 六、变频器现场应用 1、不同特点油井的调速方式 2、无功损耗的减少 3、抽油机冲次调节效果 4、抽油机平衡调节效果
抽油机专用变频调速系统 一、前言 1、抽油机传统调速方式 油田普遍采用有杆抽油方式，而所用的抽油机普遍存在机采效率低、能耗大等情况。在实际生产过程中，采油井的供液能力随时都有变化，需要对抽油系统运行参数进行及时而合理的调整，其中抽油机冲次的调节尤为重要。一般通过更换电机皮带轮调节冲次，抽油机冲次只有三档，分别为，5、3.5、2.5min-1。现有冲次无法满足长庆低渗透率油田使用低于2.5min-1冲次采油的需要；不能任意调节抽油机的冲次，难于使采油系统处于最佳工作状态，造成泵效普遍降低。 2、抽油机专用变频调速系统的结构 针对以上问题，长庆油田采用了抽油机变频调速系统。 系统主要由抽油机、变频控制柜、电动机、传感器、通讯和监控中
抽油机电机负载自动跟踪节能器推广应用 【摘要】抽油机电机负载自动跟踪节能器，由控制系统调整执行系统的主要工作元件可控硅的导通角，实现电容实时动态补偿，实现抽油机工作方式与油井的实际负荷及环境的最佳匹配，从而减少能源浪费，提高抽油机电机的运行效率。现场应用35口井结果表明，该技术实现了有功节电率6.46%、综合节电率6.91%。 【关键词】节能器；能量补偿；节能效果 1 问题的提出 目前我厂有抽油机7214口井，在用的节能设备主要有节能抽油机、节能电机和节能控制箱，全厂节能覆盖率85.42%。为了进一步降低抽油机单井能耗，提高系统效率，我们推广电机负载自动跟踪节能器，通过对电动机负载情况对电机运转情况的实时检测和分析，实现电容器组进行快速智能投切组合，从而使实现抽油机工作方式与油井的实际负荷及环境条件的最佳匹配，从而降低电机能耗，提高抽油机电机的运行效率。 2011年在45kW、55kW电机装机功率不同条件下，对该产品的节电效果进行评价，从而优化使HECY-380型抽油机电机负载自动跟踪节能器与电机达到最佳的匹配，提高电机的运行效率。 2 工作原理及结构特点 2.1 工作原理 抽油机电机负载自动跟踪节能器的工作原理是对电流的实时跟踪补偿，由控制系统调整执行系统的主要工作元件可控硅的导通角，实现电容实时动态补偿，电流较大是（有功功率较高时），可控硅导通角减小，电容补偿量随之减少，反之，可控硅导通角增加，电容补偿量增加，实现节能。 无功功率补偿的是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。其原理如图1所示。 图1 电容补偿原理图 2.2 自动跟踪节能器结构组成 图2 控制面板图3 控制面板上显示屏
采用了电流追踪型PWM整流器组成方式，这样就容易实现功率的双向流动，且具有很快的动态响应速度，同时这样的拓扑结构使得我们能够完全控制交流侧和直流侧之间的无功和有功功率的交换，且效率可高达97%，经济效益较大，热损耗为能耗制动的1%，同时不污染电网。所以，回馈制动特别适用于需要频繁制动的场合，电动机的功率也较大，这样节电效果明显，按运行的工况条件不同，平均约有20%的节电效果。 四象限矢量变频器的能量回馈制动的特点 （1）可广泛应用于PWM交流传动的能量回馈制动场合的节能运行。 （2）回馈效率高，可达97%，热损小，仅为能耗的1%。 （3）功率因数约等于1. （4）谐波电流较小，对电网的污染很小，具有绿色环保的特点。 （5）节省投资，易于控制电源侧的谐波和无功分量。 （6）在多电机传动中，每一单机的再生能量可以得到充分利用。 （7）具有较大的节电效果（与电动机的功率大小及运行工况有关） （8）当车间由共用直流母线为多台设备供电时，回馈制动的能量可直接返回直流母线，供给其它设备使用。经过核算可以节省回馈逆变器容量，甚至可以不用回馈逆变器。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/51120621.html,/
抽油机智能控制系统 抽油机智能控制系统专门针对油田节能降耗，自动化，数字化的生产开发的新一代控制系统。抽油机智能控制系统，根据抽油机的特殊负载情况专门设计产品。该系统配置在常规游梁式抽油机上，采用先进的功率电子技术、计算机技术和控制技术，实现抽油机的智能控制，达到节能、自控和提高抽汲能力的目的，进而提高了抽油系统的系统效率。该系统配置了高性能矢量型变频器，内含直流电抗器，输入电抗器，输出电抗器，减少了对电网的谐波干扰，提高了电网质量；内含RFI无线电射频干扰滤波器，极大改进了抗干扰和抗雷击功能；内含制动单元，能够有效地释放制动能量，形成集成控制，适应抽油机的特殊应用。抽油机智能控制系统是以“以人为本”设计理念使产品更具人性化。能进行远程状态监视和控制。根据各种功能模块和相应的传感器的检测，将油井实测的相关数据、参数通过无线网络传输至数控中心进行运算比对，并通过矢量变频调速技术对抽油机进行动态监测控制，以达到高效节能的自动化、数字化的控制目的。该产品具有以下特性： 1．控制系统具有周期性采集示功图的功能。 2．可在线实时监控油井工作状态信息。 3．可根据井况实现自动间歇式抽油模式 ４．具有测量三相交流电压、电流、有功功率、功率因数等电参量的功能。５．可实现无线电台、无线以太网、光纤以太网、GPRS网络进行数据传输和远程控制功能。 ６．具有对电机启动堵转、过载、欠压、过压、缺相、短路、欠载报警保护功能。７．具有工频和变频，手动和自动，远程和就地等多种工作模式的选择。８．高性能矢量控制变频交流电动机驱动，系统出现报警时，可自动转换为工频状态运行，确保油井不停机、不停产。 ９．适用于标准电机和高滑差电机 １０．本控制装置可取代原有的任何控制柜、软启动器、补偿器，功率因素达到0.90以上，节能幅度：15%以上。 1１．宽工作温度范围，控制柜具有温控功能，温控器为机械触点式，温控范围75℃～-50℃，温控组件为合金加热板和风扇。 1２．户外标准柜体，专利设计，防护等级高 ．适用井况 1. 工作环境特别恶劣的油井 2.需要间歇工作的油井 3.经常改变井况的油井（如：注气井，注水井） 4.低于设计能力的油井 5.经常断杆的油井 6. 水平井 7. 高含气井 8.经常结腊的油井 ．技术规范 冲次 1～12次/分 上下速比 R≤1-3 电机功率范围 P≤75KW 输入电源电压三相AC，380 v
抽油机变频柜产品说明 1、概述 CBSC系列抽油机变频装置是根据抽油机的工作特点而开发的新一代替代常规控制装置的换代产品。 本产品全部采用PLC全电脑监控，自动跟踪识别抽油机的运行状态。如果抽油机的各项技术指标超过正常的要求范围，本系统就会立即对抽油机实行停机保护，并显示出其故障原因。 由于抽油机运行中配重不平衡，经常遇到变频器直流母线电压升高而不能正常工作，这是由于抽油机电动机产生了再生电能。再生电能产生的原因是电动机工作在发电状态，即电动机转速大于变频器输出的同步转速。这部分的能量必须要把它消耗掉，使变频器中间环节直流电压保持在正常范围之内，才能保证变频器正常工作。为此我公司选用了加拿大加能电子制动单元，有效的解决了这一问题。 2、产品特点 CBSC系列抽油机变频柜柜体采用全密封结构，其变频器和电器元件分室安装，变频器具有独立的排风散热系统，且在进风通道内加装过滤装置，有效的防止了细小絮物进入变频器内，影响变频器的正常工作。在外壳防护等级上达到了IP45。因此该产品适合野外安装，尤其是苇塘地区使用。 该产品采取了软启动，软停车的运行方式（启动，停车时间
均可调），降低了对电网的冲击，无大电流及压降的出现，也降低了抽油机的机械部分的磨损，延长了机械的使用寿命，同时也降低了对供电变压器容量的装机容量的要求。 根据抽油机的特点，我产品特别设计了对抽油机抽油竿上下行程不同的速度控制（即双速运行），使其实施在最佳状态下运行，使得抽油机参数趋于合理，增加机泵抽油充吸量，使油泵的充满系数得到增加，减少泵的漏失量，达到了增产目的。另外通过对抽油机抽油竿上下行程不同的速度控制也相应解决了抽油竿弯曲度，减少了偏磨，延长了设备的使用期，节省了开支。 3、产品主要技术条件 （1）型号说明： C B SC –□KW 电动机功率 世成电器 抽油机变频（2）最大输出电压：三相380V（660V、1140V电压等级特殊定货） （3）输入电源：三相380V±10% 50HZ±5% （4）输出频率范围：0.1HZ-400HZ （5）保护功能：短路保护、过热保护、过电流保护、电源过压和欠压保护、缺相保护 （6）过载能力：150%额定输出电流1min （7）冷却方式：强制风冷
抽油机专用智能变频控制柜简介 东营东日电气有限公司研制的OSCYBP-I抽油机专用智能 变频控制柜，无需借助其它辅助设备，只是通过智能控制算法， 就可实现抽油机自动调参运行，实现油井供采平衡，既可增产， 又可节能。该技术填补国内空白，处于国际领先水平。 一、产品特点 1、智能控制。变频器通过检测电机瞬时功率计算油井冲 次能耗，通过改变冲次进行井况自学习，测量冲次能耗随冲次 变化的规律，在此基础上，自动搜寻最大产液量对应的最佳冲 次能耗，以保证油泵最佳充满度。搜寻的数学模型充分考虑了 抽油机效率、盘根松紧、油液粘度、泵阀漏失等复杂因素对冲次能耗的影响，对有杆抽油机井具有普遍适应性。变频器实时跟踪油井冲次能耗的变化对输出频率作出相应调整，并定时启动自学习，使油井在不同开采阶段均能保持供排能力协调。 2、动态平衡。通过动态变速控制使电机负荷达到动态平衡，从而软化电机的机械特性（相当于高转差电机的机械特性），降低电机电流的峰值和电能损耗，降低抽油机械和抽油杆的应力，延长油泵的充液时间，提高油泵的充满度，从而达到增产和节能效果，延长电机、齿轮箱和抽油杆的使用寿命，减少维护成本。变频器不需要放大容量即可使用，可降低投入成本。 3、发电抑制。变速控制能有效抑制倒发电的发生，加上独特的直流侧过电压抑制功能，可有效避免整个冲程中倒发电现象的发生。在配重基本平衡的情况下，无需制动装置和回馈装置即可保证变频器正常运行，可消除倒发电引起的电网电压波动及谐波对电网危害，并大大降低成套设备的成本。 4、智能间抽。可选择具有自学习和自动调整的智能间抽控制，停抽时间和抽油时间根据井下供液能力和泵漏程度自动调整，以保持理想的井下动液面，提高产液量，节能降耗。 5、通讯功能。预留串口，通讯协议开放，可与其它外部装置通讯，实现群控或数字化油田。 6、硬件结构。检测、控制和调速单元一体化设计，不需要外加任何传感器、控制器和制动、回馈装置，硬件结构极为简单，硬件成本低。
2005005 电动汽车能量回馈的整车控制 张 毅,杨 林,朱建新,冒晓建,卓 斌 (上海交通大学汽车电子研究所,上海 200030) [摘要] 以4种典型循环工况为例对电动汽车进行能量分析,设计了基于常规汽车制动系统的整车能量回馈控制方式,研究了控制策略,完成了车辆道路试验与标定优化。试验表明,整车能量回馈控制方式与控制策略安全、可靠,且柔顺性良好;利用能量回馈技术,蓄电池能量消耗可减少10%,能有效延长电动汽车的一次充电续驶里程。 关键词:电动汽车,能量回馈,控制策略 The Control Strategy of Energy Regeneration for Electric Vehicle Zhang Yi,Yang Lin,Zhu Jianxin,Mao Xiaojian&Zhuo Bin Instit ute of A utomotive Elect ronic Technology,S hanghai Jiaotong U niversity,S hanghai200030 [Abstract] The energy consumption in four typical vehicle testing cycles(FTP,HWEFT,ECE2EUDC and J P1015)is analyzed for EV.Based on the traditional vehicle braking system,a new regenerative braking scheme and its control strategy are designed.The road testing,calibration and optimization are performed.T est results show that the control scheme and strategy is safe,https://www.doczj.com/doc/51120621.html,ing the regenerating scheme,the energy consumption of battery can re2 duce by10percent and the driving range of EV in one charge can increase effectively. K eyw ords:Electric vehicle,E nergy regeneration,Control strategy 原稿收到日期为2003年12月29日,修改稿收到日期为2004年3月8日。 1 前言 电动汽车采用了新型的汽车动力,如何充分提 高车辆行驶能量效率,进而延长车辆续驶里程,是电 动汽车需要解决的一个关键问题。能量回馈是解决 该问题的主要技术措施。 能量回馈包括车辆制动能量回馈与车辆滑行能 量回馈两种。此时,驱动电机按发电机运行,将车辆 行驶动能转化为电能,可以起到3个作用:辅助制 动;回收能量给动力蓄电池充电,从而延长车辆续驶 里程;在车辆有供热需求时,直接利用这部分电能供 热取暖。 能量回馈制动与电动汽车其它电气制动方式 (主要有能耗制动、反接制动[1])比较,无须改变系 统硬件结构,回馈电流可柔性控制,可使制动效果与 能量回收效果综合最佳。因此,能量回馈是最适合 电动汽车的电气制动方式,其关键是能量回馈的过 程控制。电动汽车的能量回馈控制由整车控制与电 机控制交互作用而实现,作者在电动汽车制动能量 分析的基础上,设计一种能量回馈的整车控制方式, 并进行相应控制策略的研究。 2 制动能量分析 为了进行电动汽车能量回馈控制,需首先探明 其在各种用途中的制动能量回馈潜力。作者分别以 美国F TP工况、高速公路HFET工况、欧洲城市循 环ECE2EUDC工况和日本J P10154种循环工况为 例,进行制动能量的分析。 4种循环工况的驱动与制动能量如图1所示, 可见在这4种循环工况中,制动能量都占了不小的 比例,其中J P1015工况为2517%,ECE2EUDC工况 为18%,HFET工况为6%,F TP为25%。 回馈能量还与制动方式和回馈系统各环节的效 率因子有关[2]。电动汽车的制动方式包括:电气制2005年(第27卷)第1期 汽 车 工 程 Automotive Engineering 2005(Vol.27)No.1
第一部分公司简介 公司概况 许昌思科实业有限公司成立于2003年，位于河南省许昌市经济开发区瑞祥路西段，占地面积75亩。2011年融资扩充，更名为河南思科石油环保设备有限公司，注册资本1000万元。 公司主要致力于石油钻测采设备、化工设备、石油钻测采零部件制造和销售为主，以机械加工、修理和配件销售为辅，集研发设计、生产经营于一体的石油机械制造企业。公司整合多年在变频控制、永磁电机领域研发产品的资源优势，通过与西门子公司的通力合作，融合当今两项世界范围的高科技技术，进行一体化的开发应用，研制开发了一种新型的石油工程产品——智能型长冲程抽油机，以节能、便捷、高效的突出特点深受石油工人们的喜爱。 公司将立足现在，放眼未来，实施全球化发展战略，精益生产，持续创新，积极推行“客户满意工程”，不断完善服务系统，以顾客满意为标准，以零缺陷为最高目标，持续改进，为顾客提供一流的产品和服务，共同分享“诚信双赢”成功合作带给的喜悦。
公司资质 第二部分智能型长冲程抽油机简介 传统几与智能机对比 我国油田常用的传统抽油机——游梁式抽油机，俗称“磕头机”，具有结构简单、操作简便、坚实可靠等优点，但是同时也存在能耗高、效率低、安装维修工作量大、冲程短等缺点，特别是在开采稠油、深层、高含水油田，不能实现经济、有效地开采。 河南思科石油环保设备有限公司研制的智能型长冲程抽油机,属于无游梁式抽油机，符合《中华人民共和国石油天然气行业标准》SY/T6729-2008，具有长冲程、变冲次、大载荷、高功效、低能耗、易操作的特点，适应于深井、大排量井、间抽井、稠油井等多种复杂地质状况的油井。 智能型长冲程抽油机，可以使有杆泵抽油代替电潜泵抽油。智能长冲程抽油机的长冲程、变冲次，可以使泵充满系数更高，三抽系统有更小的动载荷。
抽油机智能控制系统的设计设计说明
毕业设计说明书 题目：油烟机智能控制系统的设计 题目类型：?理论研究?实验研究?工程设计?工程技术研究?软件开发
毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期：
注意事项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技
抽油机变频调速装置启停操作规程 1 范围 本规程规定了油田XX公司抽油机变频调速装置启停操作规程及安全要求。 本规程适用于油田XX公司抽油机变频调速装置启停操作。 2 操作前的准备 2.1 操作人员1名，1名电工配合,穿戴好劳保用品，携带便携式H2S检测仪、试电笔、电流表等工具。 2.2 检查确认可燃气体浓度及H2S浓度在安全范围内。 2.3 检查确认油井生产系统各处接地完好、配电设备设施验电无漏电。 2.4 检查确认抽油机井及以外工艺设备设施已具备生产或停运条件。 2.5 检查确认变频调速装置连接正确，具备防雨雪条件。 3 变频启动操作 3.1 松开抽油机刹车，确认抽油机处于待启状态。 3.2 在变频控制柜上，将变频/工频转换开关置于“变频”位置。 3.3 变频柜断路器总电源开关置于闭合的位置，变频器面板显示启动待机状态代码。 3.4 按下变频“启动”按钮启动抽油机（若变频器自检成功，变频器启动，变频器面板显示电流实际值；若变频器自检失败，需对变频器进行检查）。 3.5 调节变频器频率，改变电机转速，并核实抽油机工作参数是否满足正常生产需求，直到生产系统稳定为止。 3.6按照巡回检查制度进行巡检，并及时录取电流、电压、频率等各项运行参数和生产数据。 4 工频启动操作 4.1 在变频控制柜上，将变频/工频转换开关置于“工频”位置。 4.2 按照抽油机启停操作规程启动抽油机。 4.3 按照巡回检查制度进行巡检，对电流、电压、频率、PID设定值与实际值和集输系统生产数据进行检查记录。 5变频工频转换操作 先停抽油机再将“选择”钮旋到“变频”或“工频”位置。
6停止运行操作 6.1在变频运行状态下，按下变频器“停止”按钮，切断变频柜断路器总电源开关。6.2在工频运行状态下，按下抽油机“停止”按钮。切断变频柜断路器总电源开关。 6.3及时调整油井生产系统工艺流程运行状态。 7安全注意事项 7.1 现场H2S浓度及可燃气体浓度超标时，禁止操作； 7.2 操作变频器时要侧身站立。 7.3 在雨雪、大雾等恶劣天气及风力达到六级时应禁止操作。 8可能发生的危害 机械伤害、触电、中毒、灼烫。 9 应急处置 发生机械伤害、触电、中毒、灼烫伤害时，应立即采取措施使伤者脱离危险区域，执行本岗位应急处置程序。
变频器能量回馈解决方法 1引言 在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态；或当电动机从高速到低速（含停车）减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时，这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。 在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：(1)、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态；(2)、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态（又称再生制动状态）。还有一种制动方式，即直流制动，可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。 在书籍、刊物上有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。今天，笔者提供一种新型的制动方法，它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点，也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。 2 能耗制动 利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动，如图1所示。 其优点是构造简单；对电网无污染（与回馈制动作比较），成本低廉；缺点是运
行效率低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。 一般在通用变频器中，小功率变频器（22kW以下）内置有了刹车单元，只需外加刹车电阻。大功率变频器（22kW以上）就需外置刹车单元、刹车电阻了。 3 回馈制动 实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动如图2所示。 回馈制动的优点是能四象限运行,如图3所示，电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于10%），才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。(2)、在回馈时，对电网有谐波污染。(3)、控制复杂，成本较高。 4新型制动方式（电容反馈制动） 4.1主回路原理 主回路原理图如图4所示。 整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流（如图中的VD1——VD6组成），滤波回路采用通用的电解电容（图中C1、C2），延时回路采用接触器或可控硅都行（图中Ｔ1）。充电、反馈回路由功率模块IGBT（图中VT1、VT2）、充电、反馈电抗器L及大电解电容Ｃ（容量约零点几法，可根据变频器所在的工况系统决定）组成。逆变部分由功率模块IGBT组成（如图VT5—VT10）。保护回路，由IGBT、功率电阻组成。
变频器能量回馈制动新思路、新方法 在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机也有可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流 回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分 能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时， 这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该认真考虑考虑了。 在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：1、耗散到直流回路中人为设 置的与电容器并联的"制动电阻"中，称之为动力制动状态;2、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态(又称再生制动状态)。还有一种制动方式，即直流制动，它是用于要求准确停车 的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。 有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于"能量回馈制动"方面的文章。今天仪器仪表世界网提供一种新型的制动方法，它具有"回馈制动"的四象限运转、运行效率高等优点，也具有"动力制动"对电网无污染、可靠性高等好处。 1、回馈制动： 实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变 技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动(如图1)。 图1 四象限运行图 回馈制动的优点是能四象限运行(如图3.2所示)，电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：1、只有在不易发生故障的稳定电网电压下(电网电压波动不大于10%)，才可以采用这 种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。2、在回馈时，对电网有谐波污染。3、控制复杂，成本较高。 2、动力制动：
学院 毕业设计开题报告 学生姓名：学号： 专业： 设计题目：电动汽车制动能量回馈研究 指导教师： 年月日
1．本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 目前用于车载的电储能装置主要是蓄电池储能装置，储能装置既可以作为驱动系统提供能量，又可以作为回馈系统回收制动能量。 制动能量的回馈已经应用于少数豪华跑车，作为噱头，真正的效果并不尽如人意。但是这是一个必然的发展趋势，节能减排是整个世界的共同主题。从1990年起，世界各地的大型汽车公司如美国的通用、福特，日本的本田、丰田与日产等都加大了对电动汽车研究的资金投入。这些公司很快就制造出了概念电动汽车及电动汽车，而且很多概念车在当时就配置了制动能量回馈系统。 可持续发展是人类社会的共同目标。为了解决日益匮乏的原油煤炭资源以及尾气排放等问题，混合动力型汽车是现在及以后需大力发展及推广的重要举措。如今混动汽车，纯电动公交车已经推广至社会中的大街小巷。然而电动汽车在频繁的制动过程中有许多能量流失浪费，本次设计的任务就是在现有的技术基础上，研究电动汽车在行车制动时能量的回馈吸收，使能量得到进一步的利用，延长行驶里程。首先阐释如今电动汽车的能量运转方式，分析制动能量回馈的可行性，在现有技术基础上展开研究，阐述先进性。
2．本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 主要内容 1．电动汽车制动能量回馈的研究现状。 2. 电动汽车制动能量回馈的主要关键技术有哪些。 3．现有电动汽车能量回馈系统及回馈控制方法有哪些，各有什么特点。 4．熟悉电动汽车制动能量回馈的工作原理。 5．提出一种电动汽车制动能量回馈系统，阐述所提出系统的先进性。 可能遇到困难： 1. 供电电源的电压必须大于电机的感应电动势。当电机的感应电动势较大时，供电电源的电压较高，使得电源系统体积较大，成本较高。 2. 在电机的转速变化范围较大的场合，从电机的感应电动势到电源电压的变换范围较大，使得变换效率较低。 3. 在制动能量回馈系统中，当制动速度较低时，产生的感应电动势较小，由于功率变换器具有一定的变压比，感应电动势无法升压到电源电压，从而不能回馈能量，在频繁低速制动的城市公交车中，回馈效率低或几乎不能回馈能量。 4. 利用电机绕组电感作为升压电感，使得电感电流波动较大，产生的热量较大，增加了电机本身的损耗，且当电机绕组电感较小时，需要串联电感以平滑电流的波动，使得结构复杂。 5.电池寿命短。 为了解决上述问题，需要我们多多查阅资料，利用相关软件进行模拟设计，在不
制动能量回馈系统协调 控制精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
制动能量回馈系统协调控制 张俊智，张鹏君，陆欣，陈鑫 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084 【摘要】本文为混合动力电动汽车设计了分层控制的制动能量回馈系统，该分层结构主要包括驾驶员意图识别、能量管理和元件协调控制三个部分。分层控制结构 的采用，将复杂的制动能量回馈系统简化为若干部分，降低了控制难度，为研究提供 了便利。所设计的系统已在一款串联混合动力客车上实现，并根据中国城市公交循环 工况进行了道路测试。 【关键词】混合动力电动汽车，制动能量回馈系统，分层控制结构，协调控制 Coordinated Control for Regenerative Braking System Zhang Junzhi, Zhang Pengjun, Luxin, Chen Xin State Key Lab. of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing, China, 100084 Abstract: This paper presents a design of regenerative braking system(RBS) for hybrid electric vehicles using hierarchical control structure and method. The hierarchical model is mainly composed of three modules for driver intent identification, energy management and coordinated control based on components control. As a consequence, RBS, a complicated hybrid dynamic system, is successfully decomposed by several simple modules. The control system and strategies are carried out on a typical serial HEV bus, and tested on road based china typical urban cycle.. Key words: hybrid electric vehicles, regenerative braking system, hierarchical control structure, coordinated control 1 介绍 车辆的动能通过制动能量回馈系统可转化为其它形式能量储存起来，并进一步用于车辆驱动。研究显示，在城市驾驶循环中，发动机发出能量的大约1/3至1/2被制