油梁式抽油机的频率闭环控制方法、系统、装置、介质与流程

技术特征：
1.一种油梁式抽油机的频率闭环控制方法，所述油梁式抽油机包括抽油机光杆，传动机构，电机；所述传动机构包括减速箱和曲柄，变频器的输出轴与所述电机的输入轴连接，所述电机的输出轴与所述减速箱的输入轴连接，所述减速箱的输出轴上固定有所述曲柄，所述曲柄与所述抽油机光杆相连接，其特征在于，所述控制方法包括：接收输入减速箱的传动效率、电机的极对数、曲柄的半径、减速箱的变速比、曲柄的平衡配重、和抽油机光杆的最大位移的指令；获取所述电机的定子电阻、转子回路电阻、定子电抗和转子回路电抗；在所述变频器驱动所述电机运行后，检测所述电机的转差率s、定子频率和定子电压；实时获取所述抽油机光杆的位置；根据所述减速箱的传动效率 、电机的极对数、曲柄的半径、减速箱的变速比、曲柄的平衡配重、和抽油机光杆的最大位移，所述电机的定子电阻、转子回路电阻、定子电抗和转子回路电抗，所述电机的转差率s、定子频率和定子电压，所述抽油机光杆的位置，以及第一预设公式，计算所述抽油机光杆的载荷p；所述第一预设公式为：根据所述抽油机光杆的位置和所述抽油机光杆的载荷p，实时绘制并获取地面的实际功图；绘制并获取地面的理论功图；根据所述实际功图和所述理论功图，计算所述油梁式抽油机的实际充满系数；根据所述实际充满系数的变化调节所述变频器的频率，以控制所述油梁式抽油机以高充满系数运行。2.根据权利要求1所述的油梁式抽油机的频率闭环控制方法，其特征在于，实时获取所述抽油机光杆的位置的步骤，具体包括：通过角度传感器实时采集所述曲柄在顺时针转动时的曲柄轴线与垂直线的夹角；通过第二预设公式实时获取所述抽油机光杆的位置；所述第二预设公式为：
。3.根据权利要求1或2所述的油梁式抽油机的频率闭环控制方法，其特征在于，根据所述实际充满系数的变化调节所述变频器的频率，以控制所述油梁式抽油机以高充满系数运行的步骤，具体包括：实时检测所述变频器的当前运行频率；判断所述实际充满系数是否在预设范围内；当所述实际充满系数在预设范围内时，控制所述变频器按照所述当前运行频率继续运行，并将所述当前运行频率设置为所述变频器的第一额定运行频率；当所述实际充满系数不在预设范围内时，根据所述当前运行频率、所述实际充满系数以及第三预设公式计算所述变频器的第二额定运行频率；根据所述实际充满系数、所述第二额定运行频率以及第四预设公式计算所述变频器的目标运行频率；控制所述变频器按照第一频率的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；当所述当前运行频率降低至所述目标运行频率时，判断所述实际充满系数是否在预设范围内；当所述实际充满系数在预设范围内时，控制所述变频器按照所述目标运行频率继续运行；当所述实际充满系数不在第一预设范围内时，控制所述变频器按照第二频率的步长降低所述当前运行频率，循环判断所述实际充满系数是否在预设范围内的步骤，直到所述实际充满系数在预设范围内；所述第三预设公式为：其中，为所述变频器的当前运行频率，为所述油梁式抽油机的实际充满系数，为所述变频器的第二额定运行频率；所述第四预设公式为：其中，为所述变频器的目标运行频率。4.根据权利要求3所述的油梁式抽油机的频率闭环控制方法，其特征在于，所述预设范围为大于等于90%且小于100%；控制所述变频器按照第一频率的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率的步骤，具体包括：确定所述实际充满系数所在的具体范围；当确定所述实际充满系数小于50%时，控制所述变频器按照50%*的步长降低所述当
前运行频率至所述目标运行频率；当确定所述实际充满系数小于60%且大于等于50%时，控制所述变频器按照40%*的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；当确定所述实际充满系数小于70%且大于等于60%时，控制所述变频器按照30%*的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；当确定所述实际充满系数小于80%且大于等于70%时，控制所述变频器按照20%*的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；当确定所述实际充满系数小于90%且大于等于80%时，控制所述变频器按照10%*的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；以及所述第二频率为1hz。5.一种油梁式抽油机的频率闭环控制系统，所述油梁式抽油机包括抽油机光杆，传动机构，电机；所述传动机构包括减速箱和曲柄，变频器的输出轴与所述电机的输入轴连接，所述电机的输出轴与所述减速箱的输入轴连接，所述减速箱的输出轴上固定有所述曲柄，所述曲柄与所述抽油机光杆相连接，其特征在于，所述控制系统包括： 接收单元，用于接收输入减速箱的传动效率 、电机的极对数、曲柄的半径、减速箱的变速比、曲柄的平衡配重、和抽油机光杆的最大位移的指令；第一获取单元，用于 获取所述电机的定子电阻、转子回路电阻、定子电抗和转子回路电抗；第一检测单元，用于在所述变频器驱动所述电机运行后，检测所述电机的转差率s、定子频率和定子电压；第二获取单元，用于实时获取所述抽油机光杆的位置；第一计算单元，用于根据所述减速箱的传动效率 、电机的极对数、曲柄的半径、减速箱的变速比、曲柄的平衡配重、和抽油机光杆的最大位移，所述电机的定子电阻、转子回路电阻、定子电抗和转子回路电抗，所述电机的转差率s、定子频率和定子电压，所述抽油机光杆的位置，以及第一预设公式，计算所述抽油机光杆的载荷p；所述第一预设公式为：
第三获取单元，用于根据所述抽油机光杆的位置和所述抽油机光杆的载荷p，实时绘制并获取地面的实际功图；第四获取单元，用于绘制并获取地面的理论功图；第二计算单元，用于根据所述实际功图和所述理论功图，计算所述油梁式抽油机的实际充满系数；调节单元，用于根据所述实际充满系数的变化调节所述变频器的频率，以控制所述油梁式抽油机以高充满系数运行。6.根据权利要求5所述的油梁式抽油机的频率闭环控制系统，其特征在于，所述第二获取单元，具体包括：角度传感器单元，用于通过角度传感器实时采集所述曲柄在顺时针转动时的曲柄轴线与垂直线的夹角；抽油机光杆位置获取单元，用于通过第二预设公式实时获取所述抽油机光杆的位置；所述第二预设公式为：。7.根据权利要求5或6所述的油梁式抽油机的频率闭环控制系统，其特征在于， 所述调节单元，具体包括：第二检测单元，用于实时检测所述变频器的当前运行频率；判断单元，用于判断所述实际充满系数是否在预设范围内；第一控制单元，用于当所述实际充满系数在预设范围内时，控制所述变频器按照所述当前运行频率继续运行，并将所述当前运行频率设置为所述变频器的第一额定运行频率；第三计算单元，用于当所述实际充满系数不在预设范围内时，根据所述当前运行频率、所述实际充满系数以及第三预设公式计算所述变频器的第二额定运行频率；所述第三计算单元，还用于根据所述实际充满系数、所述第二额定运行频率以及第四预设公式计算所述变频器的目标运行频率；第二控制单元，用于控制所述变频器按照第一频率的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；所述判断单元，还用于当所述当前运行频率降低至所述目标运行频率时，判断所述实际充满系数是否在预设范围内；第三控制单元，用于当所述实际充满系数在预设范围内时，控制所述变频器按照所述目标运行频率继续运行；第四控制单元，用于当所述实际充满系数不在预设范围内时，控制所述变频器按照第二频率的步长降低所述当前运行频率，以及所述判断单元，还用于循环判断所述实际充满系数是否在预设范围内的步骤，直到所述实际充满系数在预设范围内；所述第三预设公式为：
其中，为所述变频器的当前运行频率，为所述油梁式抽油机的实际充满系数，为所述变频器的第二额定运行频率；所述第四预设公式为：其中，为所述变频器的目标运行频率。8.根据权利要求7所述的油梁式抽油机的频率闭环控制系统，其特征在于，所述预设范围为大于等于90%且小于100%；所述第二控制单元，具体用于：确定所述实际充满系数所在的具体范围；当确定所述实际充满系数小于50%时，控制所述变频器按照50%*的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；当确定所述实际充满系数小于60%且大于等于50%时，控制所述变频器按照40%*的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；当确定所述实际充满系数小于70%且大于等于60%时，控制所述变频器按照30%*的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；当确定所述实际充满系数小于80%且大于等于70%时，控制所述变频器按照20%*的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；当确定所述实际充满系数小于90%且大于等于80%时，控制所述变频器按照10%*的步长降低所述当前运行频率至所述目标运行频率；以及所述第二频率为1hz。9.一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任一项所述的油梁式抽油机的频率闭环控制方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的油梁式抽油机的频率闭环控制方法。

技术总结
本发明提供一种油梁式抽油机的频率闭环控制方法、系统、装置、介质。该方法包括：接收输入减速箱传动效率、电机极对数、曲柄半径、减速箱变速比、曲柄平衡配重、和抽油机光杆的最大位移的指令；获取电机定子电阻、转子回路电阻、定子电抗和转子回路电抗；检测电机转差率、定子频率和定子电压；实时获取抽油机光杆位置；根据第一预设公式计算抽油机光杆载荷；根据光杆位置和光杆载荷，实时获取实际功图；获取理论功图；根据实际功图和理论功图，计算实际充满系数；根据实际充满系数的变化调节变频器频率。本发明根据抽油机的实际充满系数的变化调节变频器频率以调节电机转速，最终达到控制抽油机以高充满系数运行的目的。油机以高充满系数运行的目的。油机以高充满系数运行的目的。


技术研发人员：杜远鹏 王少飞 边春元 蔡看
受保护的技术使用者：沈阳科来沃电气技术有限公司
技术研发日：2023.09.01
技术公布日：2023/10/7