节能电机MT-1501在采气井中的应用

孙龙龙

（晋城无烟煤矿业集团有限责任公司招标办公室， 山西 晋城 048000）

1 节能电机型号及组成

本文提到的节能电机型号为MT-1501，其组成部分及技术规范如表1所示。

表1 节能电机组成及技术规范

2 节能电机工作原理及系统示意图

MT-1501节能电机系统是在应用高效同步伺服电机的基础上，应用GPRS DTU与STM-32单片机通信技术，完成系统间匹配。高效同步伺服电机具有启动力矩大、功率因数高、启动电流小、过载能力强等优势。采用电角度跟随技术，通过恒转矩模式和单片机功率跟踪做数据交换，从而使系统控制达到高效节能的效果。

节能电机智能化管理系统具有远程监控功能，通过无线WIFI与GPRS光纤传输等方式，实现远程监控、远程调试，数据管理，异常报警等功能[1]。MT-1501节能电机节能原理示意图如图1所示。

图1 MT-1501节能电机节能原理示意图

3 操作画面说明

节能电机操作画面如图2所示。

图2 操作画面

3.1 电机温度显示

框1为电机温度检测功能，可根据设定报警温度，从而保护永磁电机不会造成高温退磁。

3.2 柜内温度显示

框2为柜内温度控制功能，可通过设定柜内温度保护柜内元器件。

3.3 电压显示

框3可以检测母线电压波动情况，判断检测井况是否平衡以及电源电压是否稳定。

3.4 电流显示

框4可以检测变频器输出电流，可以监控井况载荷变化情况。

3.5 频率显示

框5可以检测电机工作频率，方便工作调参。

3.6 电机转矩显示

框6可以检测电机工作载荷情况，以便调参。

3.7 产量显示接口

框7为配产量接口，可以接气流量传感器，方便现场查询产量。

3.8 载荷设定

框8可以根据井下载荷设定设备电机工作载荷，保护抽油杆以及设备过载带来的机械冲击。

3.9 冲次设定

框9可以通过无级调速加减设备速度，根据生产需要调整电机频率。

3.10 启动开关

框10为启动设备开关

3.11 停止开关

框11为停止设备开关

3.12 断电自启动

框12为断电自动语音播报功能，当设备由于电力故障造成设备停机，由于路程较远，每次启动过于麻烦，此功能可以根据现场需要设定语音播报，来电通过语音提示自动启动设备，语音可以自行录制。

3.13 IO监控

框13为检测设备接口，方便故障判断。

3.14 故障报警

框14为针对各种故障的有文字提示报警菜单，方便故障处理。

3.15 运行指示

框15为运行指示灯，方便判断设备工作状态。

3.16 报警指示

框16为故障警报指示灯，故障处理完后故障灯自动复位。

4 节能方案

本次节能电机的节能方案是由多个系统组合实现的节能效果。具体方案描述如下。

4.1 智能功率跟踪系统节能方案

一个周期同步实时跟踪做功电角度，降低电机损耗，从而提高电机综合效率。

4.2 模糊控制系统节能方案

控制中心由单片机根据模糊控制自动检测井下液体位置，达到智能调速，从而保护油泵不会被烧毁，避免无液体空抽现象，减少无用功带来的电费损耗[2]。其中压力检测系统根据压力检测数据，算出水渗透力，从而算出井下液面位置。

4.3 智能电控系统节能方案

智能电控系统根据负载荷判别井下情况，自行调整电机出力参数，实现自动平衡；通过闭环数据运算，自动调整冲次，实现节能高效[3]。

5 节能效果

通过一年平稳运行、测试，MT-1501节能电机在某井场使用效果显著，每口井每日有功功率比之前平均节约68.16%，无功功率节约84.27%，值得在相关井况上批量使用。试验井节能效果对比如表2、表3所示。

表2 试验节能效果（有功电量）

表3 试验节能效果（无功电量）

通过现场数据测试，结合缴费情况，仅从有功功率电量分析节能效益如下。

1）如果将15 kW励磁电机更换为7.5 kW节能电机系统，平均日节电量110.50 kWh，年单口井节约电费为110.50kWh/d×0.70元/kWh×360d=27846元。

2）如果将11 kW励磁电机更换为7.5 kW节能电机系统，平均日节电量52.10 kWh，年单口井节约电费为52.10kWh/d×0.70元/kWh×360d=13129.2元。

3）如果将11 kW励磁电机更换为5.5 kW节能电机系统，平均日节电量68.98kWh，年单口井节约电费为68.98kWh/d×0.70元/kWh×360 d=17382.96元。

4）如果将7.5 kW励磁电机更换为5.5 kW节能电机系统，平均日节电量50.49kWh，年单口井节约电费为50.49 kWh/d×0.70元/kWh×360 d=12723.48元。

6 结论

通过对现场试验得到的数据分析，证明MT-1501节能电机系统技术先进、产品性能稳定、节能效益明显。应用该产品，既能完成节能减排目标，又能为企业带来可观的经济效益，有利于企业的可持续发展。

[1]申超，周兵.基于H.264的监控系统中手机客户端的设计[J].微计算机信息，2009（9）：35-36.

[2]陈防震.3G技术在水利视频监控中的应用[J].科技资讯，2011（21）：50.

[3]韩亚东.基于GPRS的数控机床监控系统的设计与实现[D].长沙：湖南大学，2008.