变频调速在注水系统中的节能作用
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Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ 变频调速在注水系统中的节能作用 焦泽权 （胜利采油厂） ［摘要】本文论述了变频调速技术在注水系统中的重要作用，主要体现在节能方面的贡献。 ［关键词】变频节能降耗注水泵 中图分类号：Ｕ２６４．９１＋３．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１５）４２—０３４７－０１ 油田注水是与集输处理密切相关的油田地面工程的重要内容，注水生产是 油田耗电的大户，其耗电量约占油田生产总耗电量的３ｏ％ ａ％。因此，在油田注 水系统开发和推广高效实用的新技术、新工艺，对节能降耗，提高油田开发水 平，实现可持续发展具有十分重要的意义。 一．筒富 １．目前，油田生产中大多都采用三相异步电动机作为动力设备。三相异步 电动机具有结构简单、维修方便、价格便宜和可靠性高的优点，而被广泛应用。 由于三相异步电动机调速性能差。在工作中要从电网中吸取滞后的无功电流， 降低了电网的功率因数。同时有相当一部分三相异步电动机处于轻载状态，存 在着所谓的小马拉大车现象，电能浪费严重。随着我国电子和电力工业的发展， 一种新型的异步电动机调速节能技术应运而生。这就是当今异步电动机高效调 速装置一变频器，这种调速方式已在油田各类油水泵上得到广泛应用，受到 了明显的节电效果。 ＝，原理．性能 ２．１流量控制 注水泵流量调节的基本原理是通过改变注水泵本身的特性曲线，或３－－者 同时改变，以得到所需的工况流量。阀门调节是利用阀门增大管道阻力，减少流 量，这种调节不经济，增大了流体所耗的电能。 ２．２变频调速节能原理 注水泵是典型的变转矩负载，注水泵电动机的轴功率与转速的３次方成正 比，而转矩与转速的２次方成正比。 应用技术 ●Ｉ
２．３在低速时，功率会有很大的下降，由于水泵运行额定转速以上是恒功率 调速，此时水泵效率很低，机械磨损大，易损坏电机。速率降低１０％时会带来３０％ 的功率下降，功率的大幅度降低，可获得显著的节能效果。 ２．４注水泵在变速调节过程中，如果不考虑管道系统阻力Ｒ的影响，且扬 程Ｈ随流量Ｑ成平方规律变化，则注水泵的效率不变，注水泵流量由１００％下降 到５０％时，变速调节与阀门调节方式相比，注水泵的效率平均高出３０％以上。从 节能的观点看，变速调节方式最佳。 三 优点 通过变频改造的注水系统达到以下优点： ３．１实现电机平衡启动、自由停车，电机通过变频器或软启动从０－－５０Ｈｚ￣ 缓慢加速启动，减少直接启动时启动电流对电网的冲击。 ３．２提高功率因数，电机的功率与实际负荷相匹配，达到节能的目的ｔ ３。３消除泵的喘振现象，使泵达到最佳工况， ３．４实现压力自动控制，调节更加平稳，增强注水系统的稳定性和可靠性， ３．５在生产中，由于注水系统的不稳定性，泵压经常变化，靠调节阀门调压 力很难稳压注水，使用变频后解决了影响注水质量及注水效率的难题。 四 结柬语 目前油田在节能降耗方面还有很大的空间，变频调速技术的应用很大程度 上降低了油田注水系统的能耗，也是提高地面注水系统效率的重要手段。 参考文献：中国石油天然气集团公司人事服务中心编 注水泵工》 据，有了这个芯片，我们就可以很方便的获取图像数据了，而不再需要单片机具 有高速的ＩＯ口，也不会耗费多少ＣＰＵ，可以说，只要是个单片机，就可以通过 ＡｕＥＮＴＥＫ ＯＶ７６７０￣像头模块实现摄像功能。 ３．１存储图像数据 ＡＬＩＥＮＴＥＫ ＯＶ７６７０摄像头模块存储图像数据的过程为：等待ＯＶ７６７０ 同步信号ＦＩＦＯ 写指针复位７ＦＩＦＯ写使能？等待第二个ＯＶ７６７０同步信号？ＦＩＦＯ写禁 止。通过以上５个步骤，就完成了Ｉ帧图像数据的存储。 ３．２读取图像数据 在存储完一帧图像以后，就可以开始读取图像数据了。读取过程为：ＦＩＦＯ 读指针复位给ＦＩＦＯ读时钟（ＦＩＦＯ＿ＲＣＬＫ）读取第一个像素高字节给ＦＩＦＯ￣ 时钟读取第一个像素低字节给ＦＩＦｏ读时钟读取第二个像素高字节？循环读取 剩余像素结束。 可以看出，ＡＬＩＥＮＴＥＫ ＯＶ７６７０摄像头模块数据的读取也是十分简单， 比如ＱＶＧＡ模式，ＲＧＢ５６５格式，我们总共循环读取３２０＊２４０＊２次，就可以 读取ｌ帧图像数据，把这些数据写入ＬＣＤ模块，就可以看到摄像头捕捉到的 画面了。 ３．３代码设计 我们用一格外部中断来捕捉同步信号（ＶＳＹＮＣ），然后在中断里面启动 ＯＶ７６７０￣块的图像数据存储，等待下一次ＶＳＨＮＣ信号到来，我们就关闭了存 储，然后一帧的数据就存储完成了，在主函数里面就可以慢慢的将这一帧数据 读出来，放到ＬＣＤＩ￣ｐ可显示了。同时开始第二帧数据的存储，如此循环，实现摄 像头功能。 这里，我们还有一个小技巧，我们使用的是摄像头模块的ＱＶＧＡ输出 （３２０＊２４０），刚好和ＡＬＩＥＮＴＥＫ Ｍｉｍ＇ＳＴＭ３２开发板使用的ＬＣＤ模块分辨率一 样，一帧输出就是一屏数据，提高素速度的同时也不浪费资源。 四．系统调试与嗣试 ４．１电路板整体调试 在系统的印刷电路板设计和制作出来后，就要焊接相应的器件在电路板 上，由于器件的封装几乎都是贴片式的，所以子啊焊接的时候更加小心。当焊接 完成后，就要对电路板整体进行调试，具体步骤分以下几点： Ｉ、检查电路元器件的管脚的序号是否接错，尤其是二极管、三极管等一些 器件，一旦管脚序号接反，会烧坏器件和电源。 ２、检查元器件有没有出现漏焊和虚焊，用万用表进行测试。 ３、对照原理圈，用万用表检查电路板线路是否与电路原理图上一致，电路 有没有出现短路，电源和地会不会出现短路。 ４．２系统整体测试 当所有的模块装配成一个完整的系统后，就要对其进行系统性能测试。系 统测试的主要目的是为了更加稳定和安全，排除出错的可能性。针对此系统进 行性能上的测试。 为了测试系统性能，在Ｐｃ机上建立一个模拟超级终端，所有程序的测试都 是通过超级终端来实现。 测试的最终目的满足以下几点： １、系统的图像稳定清晰，声音的效果满足一定质量．监控的录像能够传递 到安全中心。 ２、为了验证系统的稳定，长时间地进行测试，并多次进行可视对讲通话，发 现并没有问题。 ３、在不同场合和环境下进行监测。将此系统放至不同小区内测试，并且在 不同温度、湿度环境下运行，运行效果良好。 五．总结 基于ＡＲＭ处理器的ＳＴＭ３２芯片并非是很高档的芯片，但是其高性能、低 成本、低功耗的特点使得它应用于可视化门铃系统十分的合适。一方面．门铃系 统可视化的视屏要求并无需那么高，ＳＴＭ３２芯片处理起来游刃有余，可以保证 较好的像素及帧数。另一方面，ＳＴＭ３２芯片功耗低，不易发热，给可视化门铃系 统的稳定性提供了保障 参考文献 …１刘火良，杨森．ＳＴＭ３２库开发实战指南，机械工业出版社，２０１２． ［２】王竹梅．基于ＡＲＭ９处理器的楼宇控制器设计，北方工业大学硕士学 位论文，２０１０． ｆ３】Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ．ＵＤＡ１３４１ ｄａｔａｓｈｅｅｔ．ｗｗＷ．ｚｌｇｍｃｕ．ｃｏｒｎ ２００４．５． 科技博苊Ｉ
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