抽油機是石油開采工業(yè)中重要的生產(chǎn)設(shè)備,隨著近些年油田開采進(jìn)入中后期,開采環(huán)境日趨復(fù)雜,抽油機向著節(jié)能方向發(fā)展是大勢所趨。傳統(tǒng)的游梁式抽油機固然有其結(jié)構(gòu)簡單、維修方便和安全可靠等優(yōu)點,但是目前它存在的最大不足就是能耗過大。因此,研究和開發(fā)具備節(jié)能效果的抽油機是采油工業(yè)亟需解決的一大難題。二次調(diào)節(jié)技術(shù)能夠有效地回收再利用能量,所以研究基于二次調(diào)節(jié)技術(shù)的液壓抽油機是目前行業(yè)的研究方向,并且節(jié)能效果顯著。本文所研究的抽油機主要是基于二次調(diào)節(jié)靜液傳動技術(shù),利用二次元件泵馬達(dá)與電能回饋單元相結(jié)合,通過泵馬達(dá)及雙饋異步電機的工況切換來實現(xiàn)能量的回收與再利用。首先,分析二次調(diào)節(jié)—電回饋式液壓抽油機液壓系統(tǒng)的工作原理;分析并計算液壓抽油機懸點載荷及沖程、沖次等主要工藝參數(shù);根據(jù)工況設(shè)計要求,對系統(tǒng)關(guān)鍵元件進(jìn)行參數(shù)計算和選型。其次,在AMESim中建立液壓抽油機系統(tǒng)的仿真模型。根據(jù)系統(tǒng)原理,設(shè)計變頻回饋單元為可實現(xiàn)電流雙向流動的雙PWM變流器控制方式,以及變量泵馬達(dá)在主軸變轉(zhuǎn)速下的流量控制策略;系統(tǒng)各部分分別進(jìn)行仿真,驗證各元件控制方式的可行性,并分析電回饋式液壓抽油機系統(tǒng)的節(jié)能效果;確定抽油桿極限位置控... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

泵馬達(dá)的流量控制模型圖

第3章電回饋式液壓抽油機液壓系統(tǒng)仿真分析-31-)(23)(23rqrdrdrqrrqrqrdrdriuiuQiuiuP(3-9)雙饋異步電機基于AMESim的仿真模型如圖3-8所示，1、2、3端口為電機定子側(cè)，5、6、7端口為電機轉(zhuǎn)子側(cè)。圖3-8雙饋感應(yīng)異步電機基于AMESim的仿真模型3.1.3變頻回饋單元控制原理及其仿真模型本文采用具備能量雙向傳遞功能的雙PWM型變流器，其工作原理圖如圖3-9所示。它相當(dāng)于由兩個完全相同的變流器背靠背式并聯(lián)組成，其中與電網(wǎng)相聯(lián)的一側(cè)叫作網(wǎng)側(cè)變流器，另一側(cè)則稱為機側(cè)變流器，中間直流環(huán)節(jié)可以起到儲能的作用，這樣就可以使兩側(cè)的變流器分別工作[58]。ACACACabcDFIG三相電網(wǎng)網(wǎng)側(cè)變流器機側(cè)變流器Vdc圖3-9雙PWM變流器工作原理圖變頻回饋單元工作時可以實現(xiàn)電壓交-直-交的工作狀態(tài)，兩側(cè)變流器分別循環(huán)工作在整流和逆變工作狀態(tài)。抽油機上沖程時，網(wǎng)側(cè)變流器作整流器用，機側(cè)變流器作逆變器用；下沖程，機側(cè)變流器起整流作用，網(wǎng)側(cè)變流器起逆變作用。

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-62-的誤差曲面對應(yīng)的并不是二次函數(shù)，且誤差曲面的形狀時刻變化。為了解決這一矛盾，當(dāng)誤差曲面形狀平坦的時候可以相應(yīng)的增大網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)速率，以便達(dá)到快速收斂，同樣地當(dāng)誤差平面曲面變得陡峭時相應(yīng)地降低學(xué)習(xí)速率，避免網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)進(jìn)入局部最小導(dǎo)致學(xué)習(xí)停止。因此，本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的固定學(xué)習(xí)速率改為自動在線調(diào)整。具體如下：當(dāng)系統(tǒng)誤差減小則增大學(xué)習(xí)速率，當(dāng)誤差變大，減小學(xué)習(xí)速率避免產(chǎn)生震蕩。便于分析，將誤差變化e作歸一量化處理，范圍在區(qū)間[-1,1]內(nèi)。。時，；時，；時，；時，)1(10)1.01(0)1(05.05.01eeeeeee(5-19)5.3.2改進(jìn)的BP-PID控制器仿真模型建立智能控制系統(tǒng)中的算法相對比較復(fù)雜，沒有可以直接搭建智能控制器模型的現(xiàn)成控制模塊，所以本文選用MATLAB中的Simulink工具進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID模型的搭建，把相對結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以實現(xiàn)的算法編程置入S-函數(shù)模塊內(nèi)，然后將它作為一個完整的控制器模塊添加到系統(tǒng)的Simulink框圖中。圖5-3為在Simulink中搭建的BP-PID控制模塊圖，其中包括7個輸入值：目標(biāo)信號rin(k)、反饋信號yout(k)和yout(k-1)、誤差信號e(k)和e(k-1)和PID控制器輸出值u(k)和u(k-1)；4個輸出值：u(k)和PID三個參數(shù)。S-函數(shù)中置入了已經(jīng)編程好的BP算法。圖5-3Simulink中搭建的BP-PID控制模塊圖


本文編號：3341619