專利名稱：游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法和診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油開采機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種基于孤島發(fā)電技術(shù)的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法和診斷裝置。
背景技術(shù)：
鼠籠式異步電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域尤其是石油行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，隨時(shí)了解其工作狀態(tài)、避免因故障導(dǎo)致事故發(fā)生具有十分重要的意義。狀態(tài)檢修必須建立在可靠的故障診斷基礎(chǔ)上，為此學(xué)者們提出了許多故障診斷手段，其中電流監(jiān)測方法較為普遍。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條和端環(huán)開裂等故障會(huì)在定子電流中產(chǎn)生頻率為基頻的(1-2s)倍的附加電流分量(s為轉(zhuǎn)差率)，人們對(duì)此進(jìn)行了大量卓有成效的研究，目前已有的方法包括小波分析、Fourier變換、Park矢量、擴(kuò)展Park向量、d-q坐標(biāo)系、M-T坐標(biāo)系、Hilbert變換等頻譜分析方法，但上述方法均因獲取的信號(hào)不理想而使診斷結(jié)果難以滿足要求。
現(xiàn)有技術(shù)提出了利用電機(jī)起動(dòng)電流進(jìn)行故障診斷的技術(shù)方案，雖能解袂信號(hào)獲取問題，但信號(hào)仍受電源和負(fù)載的干擾，而且當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)間較短時(shí)，分析相當(dāng)困難，不能滿足在線要求，也不能滿足對(duì)電機(jī)實(shí)時(shí)的故障診斷要求。
現(xiàn)有技術(shù)還提出了利用電機(jī)失電后定子繞組的殘余電壓進(jìn)行分析的技術(shù)方案，并將其用于診斷電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障。在異步機(jī)失電前后，機(jī)端電壓的頻率將發(fā)生突然變化，而且隨著轉(zhuǎn)子繞組電流的衰減和電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，失電電壓衰減更快，有效信號(hào)窗口太窄使該方法增加了不易克服的難度，也不能滿足在線要求和對(duì)電機(jī)實(shí)時(shí)的故障診斷要求。
因此，目前進(jìn)行電機(jī)故障診斷的突出問題表現(xiàn)在(1)負(fù)載波動(dòng)影響異步電機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載有時(shí)是不平穩(wěn)的，負(fù)載的擺動(dòng)使定子電流發(fā)生畸變；(2)電源影響對(duì)電機(jī)進(jìn)行故障診斷受電源不完善的影響，如電源電壓三相不對(duì)稱、電壓波動(dòng)等；
(3)有效信號(hào)窗口小電機(jī)失電后轉(zhuǎn)子繞組電流的衰減和電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降；(4)特征信號(hào)微弱當(dāng)轉(zhuǎn)子有輕微故障時(shí)，定子電流中故障頻率分量的大小相對(duì)于基波頻率分量的比值很小，若電機(jī)運(yùn)行于輕載時(shí)其比值更小，而且由于電機(jī)轉(zhuǎn)差率s很小，于是(1-2s)f1和基波頻率f1更加接近，這給信號(hào)處理帶來困難，使得診斷靈敏度下降，因此目前基于定子電流故障診斷研究的大量工作是怎樣提取微弱的特征信號(hào)。
如何排除來自電力系統(tǒng)和負(fù)載波動(dòng)的干擾信號(hào)，在不影響抽油機(jī)的正常工作前提下，獲得各種工況下的窗口可調(diào)信號(hào)，在線、實(shí)時(shí)地正確診斷抽油機(jī)異步電機(jī)的定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組等故障，是當(dāng)前技術(shù)上的一大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)電機(jī)故障診斷受負(fù)載、電源波動(dòng)影響、無法獲得各種工況下的窗口可調(diào)信號(hào)等技術(shù)問題，提供一種基于孤島發(fā)電技術(shù)的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法，通過檢測處于孤島發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)下異步電機(jī)的參數(shù)，使本發(fā)明故障診斷不受負(fù)載、電源波動(dòng)影響，同時(shí)可以獲得各種工況下的窗口可調(diào)信號(hào)而滿足在線診斷要求。
本發(fā)明的第二目的是在本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法基礎(chǔ)上，提供一種基于孤島發(fā)電技術(shù)的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供了一種游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法，包括步驟步驟10、在異步電機(jī)通電運(yùn)行狀態(tài)下，數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電壓和電流瞬時(shí)值，并將電壓和電流數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)控制器；步驟20、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)判斷異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)時(shí)，輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元；步驟30、計(jì)算機(jī)控制器通過驅(qū)動(dòng)單元控制異步電機(jī)進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的故障診斷模式，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集的異步電機(jī)電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行故障綜合診斷，當(dāng)異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元；步驟40、計(jì)算機(jī)控制器通過驅(qū)動(dòng)單元控制異步電機(jī)退出故障診斷模式，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)恢復(fù)異步電機(jī)與交流電源的連接。
所述步驟30可以是異步電機(jī)失電診斷模式工作流程，也可以是異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式工作流程，還可以是異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式工作流程，還可以進(jìn)一步是異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式工作流程。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明還提供了一種游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置，包括連接在異步電機(jī)和交流電源回路上的診斷開關(guān)，所述診斷開關(guān)與一控制其接通或斷開的驅(qū)動(dòng)單元連接，所述驅(qū)動(dòng)單元與一發(fā)出接通或斷開控制信號(hào)的計(jì)算機(jī)控制器連接，所述計(jì)算機(jī)控制器與一采集異步電機(jī)電壓和電流數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集單元連接；所述計(jì)算機(jī)控制器包括分別與控制單元連接的軟儀表單元和故障診斷單元，所述軟儀表單元與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，用于根據(jù)接收到的電壓和電流數(shù)據(jù)計(jì)算異步電機(jī)的有功功率值和/或轉(zhuǎn)速，所述故障診斷單元與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，用于根據(jù)接收到的電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷，所述控制單元與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，控制異步電機(jī)進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的故障診斷模式和進(jìn)入發(fā)電、電動(dòng)狀態(tài)。進(jìn)一步地，所述交流電源還并聯(lián)一發(fā)電效應(yīng)電容器，所述異步電機(jī)還連接一串接的偽負(fù)載和穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路。
在上述技術(shù)方案中，所述異步電機(jī)可以連接一串接的自勵(lì)開關(guān)和空載勵(lì)磁電容器，還可以連接一串接的常勵(lì)開關(guān)和常勵(lì)負(fù)載，還可以進(jìn)一步連接一串接的失勵(lì)開關(guān)和失勵(lì)負(fù)載，或上述方案的任意組合。所述自勵(lì)開關(guān)、失勵(lì)開關(guān)和常勵(lì)開關(guān)分別與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，所述常勵(lì)負(fù)載還并聯(lián)一常勵(lì)電容。
本發(fā)明提供了一種全新概念的基于孤島發(fā)電技術(shù)的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法和診斷裝置，將故障診斷設(shè)置在異步電機(jī)與電網(wǎng)脫開的發(fā)電狀態(tài)階段，既利用正常運(yùn)行的異步電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)階段定子繞組有感應(yīng)電壓和電流產(chǎn)生，又充分利用異步電機(jī)孤島發(fā)電狀態(tài)時(shí)所發(fā)電能。正常運(yùn)行中異步電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)的定子繞組有感應(yīng)電壓產(chǎn)生和電流產(chǎn)生，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，異步電機(jī)由空載孤島發(fā)電運(yùn)行變?yōu)橛休d孤島發(fā)電運(yùn)行，偽負(fù)載和穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路釋放能量并將轉(zhuǎn)速調(diào)整到安全范圍。當(dāng)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組故障時(shí)，利用孤島發(fā)電的各種運(yùn)行工況下的電壓和電流信號(hào)經(jīng)小波分析方法得到的各種頻譜可以診斷電機(jī)故障。故障特征諧波成分可預(yù)先進(jìn)行理論計(jì)算，所以實(shí)際應(yīng)用中為進(jìn)行更準(zhǔn)確的診斷，可將孤島發(fā)電的電壓和電流的頻譜與歷史頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而作出正確診斷。
由于本發(fā)明進(jìn)行故障診斷時(shí)異步電機(jī)已從電網(wǎng)斷開，所以此狀態(tài)下異步電機(jī)的電壓和電流數(shù)據(jù)不會(huì)受到電源不完善的影響，如電源電壓三相不對(duì)稱、含有各種諧波、電壓波動(dòng)等；同時(shí)由于此狀態(tài)下異步電機(jī)的電壓和電流是從其本身進(jìn)行測量，所以數(shù)據(jù)不會(huì)受到負(fù)載的影響，如負(fù)載大小、負(fù)載性質(zhì)、波動(dòng)情況等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基本上消除了故障診斷中的各種不利干擾，故障診斷結(jié)果具有較高的可信度，同時(shí)滿足在線要求，可隨時(shí)進(jìn)行故障診斷而不影響異步電機(jī)的正常工作。
本發(fā)明還通過調(diào)整發(fā)電效應(yīng)電容器容量人為調(diào)整異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間，使本發(fā)明具有可調(diào)的數(shù)據(jù)窗口，可以獲得各種可能工況下的可調(diào)窗口信號(hào)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)采集窗口小的技術(shù)問題。
本發(fā)明根據(jù)異步電機(jī)可能的各種運(yùn)行工況設(shè)置了四種異步電機(jī)的故障診斷模式，分別為異步電機(jī)失電、自勵(lì)、常勵(lì)和失勵(lì)診斷模式。考慮到實(shí)際系統(tǒng)發(fā)電狀態(tài)時(shí)間不長，因此在異步電機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)電狀態(tài)時(shí)間內(nèi)可以只進(jìn)行一個(gè)模式的診斷。因此本發(fā)明還提出了診斷循環(huán)概念，以異步電機(jī)的4個(gè)工作循環(huán)為本發(fā)明的一個(gè)診斷循環(huán)，在每個(gè)診斷循環(huán)的發(fā)電狀態(tài)時(shí)間內(nèi)依次進(jìn)行上述四種故障診斷模式的診斷，并匯總各種故障診斷模式的診斷結(jié)果，綜合研究各種工況的各過程中異步電機(jī)端電壓和定子繞組電流(線電流)的頻譜，得到可信度更高、正確率更高的診斷結(jié)果，從而使本發(fā)明具有廣泛的適用性和應(yīng)用前景。本發(fā)明也適用于其它領(lǐng)域的任何具有勢能負(fù)載的電動(dòng)系統(tǒng)的異步電機(jī)或其它類型電機(jī)的故障診斷。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法的流程圖；圖2為本發(fā)明異步電機(jī)失電診斷模式的工作流程圖；圖3為本發(fā)明異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式的工作流程圖；圖4為本發(fā)明異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式的工作流程圖；
圖5為本發(fā)明異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式的工作流程圖；圖6為本發(fā)明判斷異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)的流程圖；圖7為本發(fā)明判斷異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)的流程圖；圖8為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)安全轉(zhuǎn)速控制的流程圖；圖9為本發(fā)明參數(shù)值設(shè)定的流程圖；圖10為本發(fā)明異步電機(jī)失電診斷模式優(yōu)選方案流程圖；圖11為本發(fā)明異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式優(yōu)選方案流程圖；圖12為本發(fā)明異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式優(yōu)選方案流程圖；圖13為本發(fā)明異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式優(yōu)選方案流程圖；圖14為本發(fā)明診斷循環(huán)的流程圖；圖15為本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖16為本發(fā)明異步電機(jī)失電診斷模式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17為本發(fā)明穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路圖；圖18～圖19為本發(fā)明穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路工作示意圖；圖20為本發(fā)明異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖21為本發(fā)明異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖22為本發(fā)明異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖23為本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置工作原理圖；圖24為本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置電路圖。
附圖標(biāo)記說明1-交流電源開關(guān)； 2-交流電源； 3-開關(guān)；4-原控制系統(tǒng)開關(guān)； 5-異步電機(jī)； 6-開關(guān)；7-開關(guān)； 8-電流互感器； 9-抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)；10-診斷開關(guān)；11-電流互感器；12-自勵(lì)開關(guān)；13-空載勵(lì)磁電容器； 14-電壓互感器；15-失勵(lì)開關(guān)；16-失勵(lì)負(fù)載；17-數(shù)據(jù)采集單元； 18-偽負(fù)載開關(guān)；19-常勵(lì)電容；20-驅(qū)動(dòng)單元； 21-計(jì)算機(jī)控制器；22-常勵(lì)開關(guān)；23-常勵(lì)負(fù)載； 24-直流電源開關(guān)；25-直流電源及保護(hù)電路； 26-發(fā)電效應(yīng)開關(guān)； 27-電流互感器；
28-發(fā)電效應(yīng)電容器；29-偽負(fù)載； 30-穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路；211-控制單元； 212-軟儀表單元；213-故障診斷單元。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法的流程圖，包括步驟步驟10、在異步電機(jī)通電運(yùn)行狀態(tài)下，數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電壓和電流瞬時(shí)值，并將電壓和電流數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)控制器；步驟20、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)判斷異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)時(shí)，輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元；步驟30、計(jì)算機(jī)控制器通過驅(qū)動(dòng)單元控制異步電機(jī)進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的故障診斷模式，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集的異步電機(jī)電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行故障綜合診斷，當(dāng)異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元；步驟40、計(jì)算機(jī)控制器通過驅(qū)動(dòng)單元控制異步電機(jī)退出故障診斷模式，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)恢復(fù)異步電機(jī)與交流電源的連接。
本發(fā)明針對(duì)油田使用的抽油機(jī)異步電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行特性，提出了一種全新概念的故障診斷方法，將故障診斷設(shè)置在異步電機(jī)與電網(wǎng)脫開的發(fā)電狀態(tài)階段。本發(fā)明將異步電機(jī)一個(gè)工作循環(huán)周期內(nèi)的運(yùn)行分為兩個(gè)階段電動(dòng)狀態(tài)階段和發(fā)電狀態(tài)階段。在異步電機(jī)電動(dòng)狀態(tài)階段，通過采集異步電機(jī)運(yùn)行的電壓和電流瞬時(shí)值判斷異步電機(jī)發(fā)電狀態(tài)的開始時(shí)刻，當(dāng)異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)時(shí)控制異步電機(jī)進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的故障診斷模式，并將異步電機(jī)從電網(wǎng)斷開，通過采集該故障診斷模式下異步電機(jī)的電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；當(dāng)異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)控制異步電機(jī)退出故障診斷模式，并將異步電機(jī)投入電網(wǎng)，異步電機(jī)回到電動(dòng)狀態(tài)階段，如此周而復(fù)始，即形成本發(fā)明基于孤島發(fā)電技術(shù)的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法。本發(fā)明上述技術(shù)方案的核心體現(xiàn)在將故障診斷設(shè)置在異步電機(jī)的發(fā)電狀態(tài)階段，由于此時(shí)異步電機(jī)已從電網(wǎng)斷開，所以此狀態(tài)下異步電機(jī)的電壓和電流數(shù)據(jù)不會(huì)受到電源不完善的影響，如電源電壓三相不對(duì)稱、含有各種諧波、電壓波動(dòng)等；同時(shí)由于此狀態(tài)下異步電機(jī)的電壓和電流是從其本身進(jìn)行測量，所以數(shù)據(jù)不會(huì)受到負(fù)載的影響，如負(fù)載大小、負(fù)載性質(zhì)、波動(dòng)情況等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明消除了故障診斷中的各種不利干擾，診斷結(jié)果具有較高的可信度，同時(shí)滿足在線要求，可隨時(shí)進(jìn)行故障診斷而不影響異步電機(jī)的正常工作。同時(shí)本發(fā)明具有故障診斷準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。本發(fā)明還通過調(diào)整發(fā)電效應(yīng)電容器容量人為調(diào)整異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間，使本發(fā)明具有可調(diào)的數(shù)據(jù)窗口，可以獲得各種可能工況下的可調(diào)窗口信號(hào)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)采集窗口小的技術(shù)問題。
在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明根據(jù)異步電機(jī)可能的各種運(yùn)行工況設(shè)置了四種異步電機(jī)的故障診斷模式，分別為(1)異步電機(jī)失電診斷模式、(2)異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式、(3)異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式和(4)異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式，在異步電機(jī)的一個(gè)發(fā)電狀態(tài)區(qū)間里只進(jìn)行一個(gè)模式的診斷，利用小波分析方法即可實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的故障診斷，下面一一予以說明。
圖2為本發(fā)明異步電機(jī)失電診斷模式的工作流程圖。異步電機(jī)失電診斷模式可提供正常負(fù)載突然消失時(shí)的電流和電壓數(shù)據(jù)，具體為步驟311、異步電機(jī)進(jìn)入異步電機(jī)失電診斷模式；步驟312、驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接；步驟313、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集該失電過程中異步電機(jī)的電壓和電流瞬時(shí)值并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；步驟314、計(jì)算機(jī)控制器自動(dòng)延時(shí)，延時(shí)完畢后輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
圖3為本發(fā)明異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式的工作流程圖。異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式可提供穩(wěn)定的電壓建立過程和穩(wěn)態(tài)高壓和空載電流數(shù)據(jù)，具體為步驟321、異步電機(jī)進(jìn)入異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式；步驟322、驅(qū)動(dòng)單元閉合自勵(lì)開關(guān)，建立空載勵(lì)磁電容器與異步電機(jī)的連接，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接，異步電機(jī)與空載勵(lì)磁電容器形成孤島發(fā)電系統(tǒng)；步驟323、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集該自勵(lì)過程中異步電機(jī)的電壓和電流瞬時(shí)值并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；
步驟324、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)判斷異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
圖4為本發(fā)明異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式的工作流程圖。該診斷模式可提供由空載到加常勵(lì)負(fù)載的暫態(tài)到穩(wěn)態(tài)過程兩個(gè)階段的電流和電壓數(shù)據(jù)，具體為步驟331、異步電機(jī)進(jìn)入異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式；步驟332、驅(qū)動(dòng)單元閉合自勵(lì)開關(guān)，建立空載勵(lì)磁電容器與異步電機(jī)的連接，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接，異步電機(jī)與空載勵(lì)磁電容器形成孤島發(fā)電系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)單元閉合常勵(lì)開關(guān)，建立常勵(lì)負(fù)載與異步電機(jī)的連接；步驟333、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集該常勵(lì)過程中異步電機(jī)的電壓和電流瞬時(shí)值并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；步驟334、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)判斷異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
圖5為本發(fā)明異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式的工作流程圖。異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式可提供變化率大的暫態(tài)電壓和大電流消失過程數(shù)據(jù)，具體為步驟341、異步電機(jī)進(jìn)入異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式；步驟342、驅(qū)動(dòng)單元閉合自勵(lì)開關(guān)，建立空載勵(lì)磁電容器與異步電機(jī)的連接，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接，異步電機(jī)與空載勵(lì)磁電容器形成孤島發(fā)電系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)單元閉合失勵(lì)開關(guān)，建立失勵(lì)負(fù)載與異步電機(jī)的連接；步驟343、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集該失勵(lì)過程中異步電機(jī)的電壓和電流瞬時(shí)值并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；步驟344、計(jì)算機(jī)控制器自動(dòng)延時(shí)，延時(shí)完畢后輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
本發(fā)明步驟40將根據(jù)圖2～圖5所示四種診斷模式進(jìn)行相應(yīng)操作，但其核心均為恢復(fù)步驟10的狀態(tài)。具體為(1)異步電機(jī)失電診斷模式閉合診斷開關(guān)，恢復(fù)異步電機(jī)與交流電源的連接；(2)異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式首先斷開自勵(lì)開關(guān)，切除空載勵(lì)磁電容器，然后閉合診斷開關(guān)，恢復(fù)異步電機(jī)與交流電源的連接；(3)異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式首先斷開常勵(lì)開關(guān)，切除常勵(lì)負(fù)載，然后斷開自勵(lì)開關(guān)，最后閉合診斷開關(guān)，恢復(fù)異步電機(jī)與交流電源的連接；(4)異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式首先斷開失勵(lì)開關(guān)，切除失勵(lì)負(fù)載，然后斷開自勵(lì)開關(guān)，最后閉合診斷開關(guān)，恢復(fù)異步電機(jī)與交流電源的連接。
在本發(fā)明圖3～5所示的三種診斷模式中，首先閉合自勵(lì)開關(guān)投入空載勵(lì)磁電容器可以加快其建壓過程，使診斷時(shí)間加長，有利于數(shù)據(jù)采集和診斷質(zhì)量。當(dāng)然，在實(shí)際使用中，本發(fā)明的上述技術(shù)方案也可以設(shè)置成先斷開診斷開關(guān)，將異步電機(jī)從電網(wǎng)脫開，再閉合自勵(lì)開關(guān)，投入空載勵(lì)磁電容器。
圖6為本發(fā)明判斷異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)的流程圖。本發(fā)明通過異步電機(jī)的電壓和電流數(shù)據(jù)計(jì)算其有功功率值，通過有功功率值過零點(diǎn)來判斷發(fā)電狀態(tài)的起點(diǎn)時(shí)刻。因此圖1所示技術(shù)方案中的步驟20具體為步驟201、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)計(jì)算異步電機(jī)有功功率值；步驟202、當(dāng)所述有功功率值小于功率預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)算機(jī)控制器判定異步電機(jī)開始進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)；步驟203、計(jì)算機(jī)控制器輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
圖7為本發(fā)明判斷異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)的流程圖。在圖3、圖4所示技術(shù)方案中，本發(fā)明采用異步電機(jī)轉(zhuǎn)速在線非接觸軟測量方式實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻的判斷，即通過該轉(zhuǎn)速接近異步電機(jī)同步轉(zhuǎn)速來判斷發(fā)電狀態(tài)結(jié)束時(shí)刻。圖3、圖4所示技術(shù)方案中的步驟324、步驟334具體為步驟3241、計(jì)算機(jī)控制器的軟儀表單元根據(jù)異步電機(jī)的電壓和電流數(shù)據(jù)計(jì)算異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并計(jì)算所述轉(zhuǎn)速與異步電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的差值；步驟3242、當(dāng)所述差值小于預(yù)設(shè)差值時(shí)，計(jì)算機(jī)控制器判斷異步電機(jī)開始進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)；步驟3243、計(jì)算機(jī)控制器輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
圖8為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)安全轉(zhuǎn)速控制的流程圖。在圖2～圖5所示技術(shù)方案中，在所述計(jì)算機(jī)控制器進(jìn)行故障診斷后還包括一與異步電機(jī)連接的偽負(fù)載和穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路控制異步電機(jī)安全轉(zhuǎn)速的步驟，具體為步驟301、穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路監(jiān)測異步電機(jī)的空載電壓；
步驟302、當(dāng)異步電機(jī)的空載電壓大于預(yù)設(shè)安全臨界電壓時(shí)，穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路的可控硅導(dǎo)通，偽負(fù)載消耗超臨界能量；步驟303、當(dāng)異步電機(jī)的空載電壓降低到預(yù)設(shè)安全臨界電壓范圍以內(nèi)時(shí)，穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路的可控硅關(guān)斷。
異步電機(jī)空載電壓與轉(zhuǎn)速成正比，該值高于預(yù)設(shè)安全臨界電壓就意味著異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速超過安全臨界轉(zhuǎn)速，需要通過穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路釋放異步電機(jī)所儲(chǔ)存的能量，將其轉(zhuǎn)速降低到預(yù)設(shè)安全臨界轉(zhuǎn)速范圍以內(nèi)。本發(fā)明上述技術(shù)方案有效解決了異步電機(jī)轉(zhuǎn)速失控問題，提高了本發(fā)明的可實(shí)施性和可靠性。
本發(fā)明上述技術(shù)方案中涉及的異步電機(jī)同步轉(zhuǎn)速、安全臨界轉(zhuǎn)速、延時(shí)時(shí)間等參數(shù)均通過參數(shù)值設(shè)定流程獲得，并預(yù)先設(shè)置在計(jì)算機(jī)控制器中。當(dāng)然，本發(fā)明運(yùn)行過程中也可以多次執(zhí)行參數(shù)初始值設(shè)定流程，以適應(yīng)對(duì)不同環(huán)境、不同工況下異步電機(jī)的故障診斷，使重要參數(shù)的設(shè)置更加準(zhǔn)確。
圖9為本發(fā)明參數(shù)值設(shè)定的流程圖，具體為步驟100、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集異步電機(jī)運(yùn)行電壓和電流的瞬時(shí)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸送給計(jì)算機(jī)控制器；步驟110、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)抽油機(jī)工作循環(huán)周期數(shù)據(jù)，確定異步電機(jī)一個(gè)工作循環(huán)周期內(nèi)的參數(shù)值異步電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間及起點(diǎn)、異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間及起點(diǎn)；步驟120、計(jì)算機(jī)控制器判斷異步電機(jī)發(fā)電狀態(tài)時(shí)間是否滿足故障診斷要求，是則執(zhí)行步驟140，否則執(zhí)行步驟130；步驟130、調(diào)整與交流電源并聯(lián)的發(fā)電效應(yīng)電容器容量，執(zhí)行步驟100；步驟140、保存參數(shù)值，設(shè)定完畢。
上述方案通過調(diào)整發(fā)電效應(yīng)電容器容量人為調(diào)整異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)間，使本發(fā)明具有可調(diào)的診斷數(shù)據(jù)窗口，可以獲得各種可能工況下的可調(diào)窗口信號(hào)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)因數(shù)據(jù)采集窗口小的技術(shù)問題。
圖10～13分別為本發(fā)明異步電機(jī)失電、自勵(lì)、常勵(lì)和失勵(lì)診斷模式優(yōu)選方案流程圖，該所示技術(shù)方案是由圖2～5的技術(shù)方案分別與圖1、圖6～8所示技術(shù)方案組合形成，前述已詳細(xì)介紹了其流程，這里不再贅述。
在圖10～13所示技術(shù)方案基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提出了診斷循環(huán)概念，以異步電機(jī)的4個(gè)工作循環(huán)為一個(gè)診斷循環(huán)，在每個(gè)診斷循環(huán)的發(fā)電狀態(tài)時(shí)間內(nèi)依次執(zhí)行上述四種故障診斷模式，利用小波分析方法綜合研究各工況各過程中異步電機(jī)端電壓和定子繞組電流(線電流)的頻譜，并匯總各故障診斷模式的診斷結(jié)果。圖14為本發(fā)明診斷循環(huán)的流程圖，具體為步驟A、失電診斷模式工作流程執(zhí)行步驟10、20、311～314、40；步驟B、自勵(lì)診斷模式工作流程執(zhí)行步驟10、20、321～324、40；步驟C、常勵(lì)診斷模式工作流程執(zhí)行步驟10、20、331～334、40；步驟D、失勵(lì)診斷模式工作流程執(zhí)行步驟10、20、341～344、40，返回執(zhí)行步驟A。
本發(fā)明診斷循環(huán)的技術(shù)方案可以得到可信度更高、正確率更高的診斷結(jié)果，從而使本發(fā)明具有廣泛的適用性和應(yīng)用前景。
圖15為本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖中粗線表示強(qiáng)電電路，細(xì)線表示弱電電路。如圖15所示，本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置包括計(jì)算機(jī)控制器21、驅(qū)動(dòng)單元20、數(shù)據(jù)采集單元17、診斷開關(guān)10。其中，診斷開關(guān)10串接在交流電源2和異步電機(jī)5的回路中，負(fù)責(zé)異步電機(jī)5與交流電源2的接通和斷開；驅(qū)動(dòng)單元20分別連接計(jì)算機(jī)控制器21和診斷開關(guān)10，接收計(jì)算機(jī)控制器21發(fā)出的接通和斷開控制信號(hào)，控制診斷開關(guān)10進(jìn)行接通和斷開動(dòng)作；數(shù)據(jù)采集單元17則負(fù)責(zé)采集異步電機(jī)5的電壓和電流瞬時(shí)值，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)控制器21。
在本發(fā)明上述技術(shù)方案中，計(jì)算機(jī)控制器21根據(jù)異步電機(jī)的各種運(yùn)行工況，設(shè)置了四種異步電機(jī)的故障診斷模式，分別為(1)異步電機(jī)失電診斷模式、(2)異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式、(3)異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式和(4)異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式，利用小波分析方法研究各過程中異步電機(jī)端電壓和定子繞組電流(線電流)的頻譜，可實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的綜合故障診斷。本發(fā)明根據(jù)上述四種故障診斷模式提供了相應(yīng)的技術(shù)方案，下面一一予以說明。
圖16為本發(fā)明異步電機(jī)失電診斷模式的結(jié)構(gòu)示意圖。在該診斷模式技術(shù)方案中，計(jì)算機(jī)控制器21包括控制單元211、軟儀表單元212和故障診斷單元213。軟儀表單元212分別與控制單元211和數(shù)據(jù)采集單元17連接，用于從數(shù)據(jù)采集單元17接收電壓和電流數(shù)據(jù)，計(jì)算異步電機(jī)的有功功率值和/或轉(zhuǎn)速，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給控制單元211；故障診斷單元213分別與控制單元211和數(shù)據(jù)采集單元17連接，用于從數(shù)據(jù)采集單元17接收電壓和電流數(shù)據(jù)，根據(jù)電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷，并將故障診斷結(jié)果發(fā)送給控制單元211；控制單元211還與驅(qū)動(dòng)單元20連接，控制異步電機(jī)5進(jìn)入設(shè)定的故障診斷模式和通過驅(qū)動(dòng)單元20控制診斷開關(guān)10接通/斷開，使異步電機(jī)5進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)/發(fā)電狀態(tài)。
如圖16所示，在該診斷模式技術(shù)方案中，交流電源2還并聯(lián)一發(fā)電效應(yīng)電容器28，用于當(dāng)異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)域數(shù)據(jù)窗口不能充分進(jìn)行故障診斷時(shí)，通過調(diào)整發(fā)電效應(yīng)電容器28的容量，人為調(diào)整異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)間，直到滿足故障診斷數(shù)據(jù)窗口要求為止。發(fā)電效應(yīng)電容器28在本發(fā)明進(jìn)行下一次學(xué)習(xí)階段之前的故障診斷運(yùn)行中保持不變。異步電機(jī)5還連接一串接的偽負(fù)載29和穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30，用于當(dāng)異步電機(jī)5轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，通過穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30的可控硅導(dǎo)通，使空載孤島發(fā)電系統(tǒng)變成有載孤島發(fā)電系統(tǒng)，將異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到滿足安全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)為止。
如圖16所示，該診斷模式技術(shù)方案的工作過程為(A-I)異步電機(jī)5通電運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)下，數(shù)據(jù)采集單元17實(shí)時(shí)采集異步電機(jī)5運(yùn)行時(shí)的電壓和電流瞬時(shí)值，并將數(shù)據(jù)傳送給軟儀表單元212；軟儀表單元212計(jì)算異步電機(jī)5的有功功率值，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送給控制單元211；控制單元211通過有功功率值過零點(diǎn)判斷異步電機(jī)5進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間和起點(diǎn)，向驅(qū)動(dòng)單元20輸出控制信號(hào)；(A-II)控制單元211控制驅(qū)動(dòng)單元20斷開診斷開關(guān)10，切斷異步電機(jī)5與交流電源1的連接，使異步電機(jī)5處于失電狀態(tài)；(A-III)數(shù)據(jù)采集單元17實(shí)時(shí)采集異步電機(jī)該過程中的電壓和電流瞬時(shí)值，并傳輸給故障診斷單元213，故障診斷單元213根據(jù)電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；(A-IV)穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30自動(dòng)監(jiān)測異步電機(jī)的空載電壓，當(dāng)空載電壓大于預(yù)設(shè)安全臨界電壓時(shí)，穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30的可控硅導(dǎo)通，偽負(fù)載29消耗超臨界能量，直到空載電壓降低到預(yù)設(shè)安全臨界電壓范圍以內(nèi)時(shí)，穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30的可控硅關(guān)斷；
(A-V)控制單元211在異步電機(jī)5進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)后即開始自動(dòng)延時(shí)，延時(shí)完畢后輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元20，驅(qū)動(dòng)單元20控制診斷開關(guān)10閉合，將異步電機(jī)5接入電網(wǎng)，使異步電機(jī)5處于通電運(yùn)行的電動(dòng)狀態(tài)。
(A-VI)重復(fù)執(zhí)行步驟(A-I)，形成異步電機(jī)失電診斷模式的工作循環(huán)。
該診斷模式可提供正常負(fù)載突然消失時(shí)異步電機(jī)的電流和電壓數(shù)據(jù)，經(jīng)小波分析方法可以診斷電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組故障。步驟(IV)主要起到控制異步電機(jī)5轉(zhuǎn)速失控的作用，異步電機(jī)的空載電壓過高意味著異步電機(jī)5的轉(zhuǎn)速超過安全臨界轉(zhuǎn)速，通過穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30的可控硅導(dǎo)通釋放異步電機(jī)所儲(chǔ)存的能量，將其轉(zhuǎn)速降低到預(yù)設(shè)安全臨界轉(zhuǎn)速范圍以內(nèi)。
圖17為本發(fā)明穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路圖。圖中只畫出A相，B相和C相的電路與A相完全相同，分N擋進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖17所示，TA為雙向可控硅，G1為TA的控制極，CA和RA為A相的電容和電阻，D1……DN為觸發(fā)管，C11、C21……C1N、C2N為電容器，R1……RN為電阻器，W1……WN為電位器，N為中性線。Ua是異步電機(jī)的A相電壓，U1……UN分別為A相電壓經(jīng)過移相與分壓后施與觸發(fā)管D1……DN的電壓值，Ud1……UdN是觸發(fā)管D1……DN的擊穿電壓值，Um1……UmN分別為U1……UN的幅值，α1……αN分別為U1……UN滯后Ua的電壓相位角，電路設(shè)計(jì)具有α1＜……＜αN的關(guān)系，所以Um1＞……＞UmN成立。圖9中的虛框?qū)?yīng)圖8中的偽負(fù)載29，由電阻RA和電容CA組成。
當(dāng)異步電機(jī)5轉(zhuǎn)速升高時(shí)，電壓Ua隨之升高，Um1……UmN也隨之增大。當(dāng)Um1＝Ud1時(shí)，觸發(fā)管D1在(90-α1)處發(fā)出脈沖，雙向可控硅TA在(90-α1)被觸發(fā)導(dǎo)通，A相的電阻RA上流過電流，消耗超臨界能量，如圖18所示。若轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，電壓Ua進(jìn)一步升高，因而會(huì)使Umi＝Udi，觸發(fā)管Di在(90-αi)處發(fā)出脈沖，雙向可控硅TA在(90-αi)被觸發(fā)導(dǎo)通?！艮D(zhuǎn)速繼續(xù)升高，電壓Ua升高，使UmN＝UdN，觸發(fā)管DN在(90-αN)處發(fā)出脈沖，雙向可控硅TA在(90-αN)被觸發(fā)導(dǎo)通，如圖19所示。也就是說，當(dāng)異步電機(jī)轉(zhuǎn)速從安全臨界轉(zhuǎn)速開始增加時(shí)，雙向可控硅TA上的觸發(fā)脈沖可以從無到有，從(90-α1)處前移到(90-αN)處，受雙向可控硅TA控制的負(fù)載從無到有、從小到大變化，使超過臨界能量被新增的偽負(fù)載消耗掉，起到穩(wěn)頻的作用。
并聯(lián)電容自勵(lì)異步發(fā)電機(jī)存在的突出問題是電壓變化率過高，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，電機(jī)端電壓隨之升高，相當(dāng)于負(fù)載增加，為使電壓維持不變，采用加大電容的做法很不方便。本發(fā)明使用串聯(lián)電容CA提供附加的容性無功，使異步電機(jī)的電壓變化率得以改善，當(dāng)空載勵(lì)磁電容器13和串聯(lián)電容CA配合適當(dāng)時(shí)，可使輸出電壓基本不變，起到穩(wěn)壓的作用。
圖20為本發(fā)明異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖20所示，在圖16所示技術(shù)方案基礎(chǔ)上，異步電機(jī)5通過自勵(lì)開關(guān)12與空載勵(lì)磁電容器13連接，自勵(lì)開關(guān)12受驅(qū)動(dòng)單元20控制，負(fù)責(zé)將空載勵(lì)磁電容器13與異步電機(jī)5接通或斷開。空載勵(lì)磁電容器13優(yōu)選為三角形或星形接法的勵(lì)磁電容器。該診斷模式技術(shù)方案的工作過程為(B-I)同圖16技術(shù)方案的(A-I)；(B-II)控制單元211控制驅(qū)動(dòng)單元20閉合自勵(lì)開關(guān)12，將空載勵(lì)磁電容器13接入；控制單元211控制驅(qū)動(dòng)單元20斷開診斷開關(guān)10，切斷異步電機(jī)5與交流電源1的連接，異步電機(jī)5和空載勵(lì)磁電容器13形成孤島發(fā)電系統(tǒng)；(B-III)同圖16技術(shù)方案的(A-III)；(B-IV)同圖16技術(shù)方案的(A-IV)；(B-V)軟儀表單元212根據(jù)電壓和電流值計(jì)算異步電機(jī)5的轉(zhuǎn)速及該轉(zhuǎn)速與異步電機(jī)同步轉(zhuǎn)速的差值，當(dāng)所述差值小于預(yù)設(shè)差值時(shí)，控制單元211判斷異步電機(jī)5開始進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)，控制驅(qū)動(dòng)單元20斷開自勵(lì)開關(guān)12，切除空載勵(lì)磁電容器13，閉合診斷開關(guān)10，將異步電機(jī)5接入電網(wǎng)。
(B-VI)重復(fù)執(zhí)行步驟(B-I)，形成異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式的工作循環(huán)。
圖21為本發(fā)明異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖20所示技術(shù)方案基礎(chǔ)上，異步電機(jī)5還通過常勵(lì)開關(guān)22與常勵(lì)負(fù)載23連接，常勵(lì)負(fù)載23還與一常勵(lì)電容19并聯(lián)，常勵(lì)開關(guān)22受驅(qū)動(dòng)單元20控制，負(fù)責(zé)將常勵(lì)負(fù)載23和常勵(lì)電容19接入異步電機(jī)5。常勵(lì)電容19優(yōu)選為三角形或星形接法的勵(lì)磁電容器。該診斷模式技術(shù)方案的工作過程為(C-I)同圖20技術(shù)方案的(B-I)；(C-II)控制單元211控制驅(qū)動(dòng)單元20閉合自勵(lì)開關(guān)12，將空載勵(lì)磁電容器13接入；驅(qū)動(dòng)單元20斷開診斷開關(guān)10，切斷異步電機(jī)5與交流電源1的連接，異步電機(jī)5和空載勵(lì)磁電容器13形成孤島發(fā)電系統(tǒng)；待電壓建立起來后，驅(qū)動(dòng)單元20閉合常勵(lì)開關(guān)22，接入常勵(lì)負(fù)載23和常勵(lì)電容19；(C-III)同圖20技術(shù)方案的(B-III)；(C-IV)同圖20技術(shù)方案的(B-IV)；(C-V)同圖20技術(shù)方案的(B-V)；(C-VI)重復(fù)執(zhí)行步驟(C-I)，形成異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式的工作循環(huán)。
圖22為本發(fā)明異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖20所示技術(shù)方案基礎(chǔ)上，異步電機(jī)5通過失勵(lì)開關(guān)15與失勵(lì)負(fù)載16連接，失勵(lì)開關(guān)15受驅(qū)動(dòng)單元20控制，負(fù)責(zé)將失勵(lì)負(fù)載16接入。失勵(lì)負(fù)載16實(shí)際上是一個(gè)大負(fù)載，接在每相上，當(dāng)失勵(lì)負(fù)載16接入時(shí)，異步電機(jī)5自勵(lì)條件被破壞，其電壓和電流逐漸減小，直到為零。該診斷模式技術(shù)方案的工作過程為(D-I)同圖20技術(shù)方案的(B-I)；(D-II)控制單元211控制驅(qū)動(dòng)單元20閉合自勵(lì)開關(guān)12，將空載勵(lì)磁電容器13接入；控制單元211控制驅(qū)動(dòng)單元20斷開診斷開關(guān)10，切斷異步電機(jī)5與交流電源1的連接，異步電機(jī)5和空載勵(lì)磁電容器13形成孤島發(fā)電系統(tǒng)；待電壓建立起來后，驅(qū)動(dòng)單元20閉合失勵(lì)開關(guān)15，將失勵(lì)負(fù)載16接入；(D-III)同圖20技術(shù)方案的(B-III)；(D-IV)同圖20技術(shù)方案的(B-IV)；(D-V)同圖16技術(shù)方案的(A-V)；(D-VI)重復(fù)執(zhí)行步驟(D-I)，形成異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式的工作循環(huán)。
在本發(fā)明上述技術(shù)方案中，診斷開關(guān)10采用電子調(diào)壓開關(guān)，優(yōu)選方案采用可控硅，負(fù)責(zé)電流過零時(shí)的切除和快速電壓過零的無暫態(tài)投入且逐步升壓到額定值以防止投入時(shí)的過負(fù)載電流沖擊。
圖23為本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置工作原理圖，圖中粗線表示強(qiáng)電電路，細(xì)線表示弱電電路。圖24為本發(fā)明游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置電路圖，其中圖24中只重點(diǎn)示意了強(qiáng)電部分。下面通過本發(fā)明安裝、調(diào)試及運(yùn)行過程進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
A、系統(tǒng)安裝將交流電源開關(guān)1斷開，將本發(fā)明接入抽油機(jī)原系統(tǒng)，完成圖24所示開關(guān)3、開關(guān)6和開關(guān)7的接法即可；如果抽油機(jī)原系統(tǒng)異步電機(jī)本身有無功補(bǔ)償，則將其停止運(yùn)行；將交流電源開關(guān)1閉合，原系統(tǒng)正常工作。
B、投入運(yùn)行1、通電前狀態(tài)開關(guān)6斷開，開關(guān)7斷開，開關(guān)3、交流電源開關(guān)1和原控制系統(tǒng)開關(guān)4閉合，抽油機(jī)原控制系統(tǒng)照常工作，本發(fā)明準(zhǔn)備投入運(yùn)行。
2、本發(fā)明通電手動(dòng)閉合開關(guān)6，電源系統(tǒng)正常后閉合直流電源開關(guān)24，直流電源及保護(hù)電路25投入運(yùn)行，計(jì)算機(jī)控制器21開始工作，進(jìn)入自檢狀態(tài)。
3、本發(fā)明有載測試計(jì)算機(jī)控制器21自檢無誤后，設(shè)定為有載測試運(yùn)行方式。計(jì)算機(jī)控制器21自動(dòng)進(jìn)行如下操作自動(dòng)閉合常勵(lì)開關(guān)22，常勵(lì)負(fù)載23和常勵(lì)電容19投入運(yùn)行，本發(fā)明進(jìn)入負(fù)載測試狀態(tài)，測試內(nèi)容主要包括診斷開關(guān)10、發(fā)電效應(yīng)開關(guān)26、自勵(lì)開關(guān)12、失勵(lì)開關(guān)15、偽負(fù)載開關(guān)18和常勵(lì)開關(guān)22控制的正確性，電流互感器11、電壓互感器14測量的正確性。測試成功后，使診斷開關(guān)10處于斷開位置，轉(zhuǎn)入下一步。有故障則退出運(yùn)行。4、本發(fā)明投入運(yùn)行計(jì)算機(jī)控制器21斷開自勵(lì)開關(guān)12、失勵(lì)開關(guān)15和常勵(lì)開關(guān)22，空載勵(lì)磁電容器13、失勵(lì)負(fù)載16、常勵(lì)電容19和常勵(lì)負(fù)載23退出運(yùn)行；計(jì)算機(jī)控制器21閉合偽負(fù)載開關(guān)18，將偽負(fù)載29和穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30投入運(yùn)行，此時(shí)穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30的可控硅為關(guān)斷狀態(tài)；計(jì)算機(jī)控制器21首先閉合開關(guān)7，然后閉合診斷開關(guān)10，將開關(guān)3斷開，電流互感器8有電流流通，本發(fā)明投入運(yùn)行并與抽油機(jī)原控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作；投運(yùn)失敗后，斷開開關(guān)6和開關(guān)7，閉合開關(guān)3，本發(fā)明退出運(yùn)行。
C、學(xué)習(xí)階段本發(fā)明投入運(yùn)行后，數(shù)據(jù)采集單元17實(shí)時(shí)采集異步電機(jī)5運(yùn)行電壓和電流的瞬時(shí)數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)控制器21根據(jù)所采集異步電機(jī)的工作循環(huán)周期數(shù)據(jù)后開始自動(dòng)學(xué)習(xí)，步驟如下1、確定異步電機(jī)一個(gè)工作循環(huán)周期內(nèi)的關(guān)鍵參數(shù)值異步電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間及起點(diǎn)、異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間及起點(diǎn)；2、判斷異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間能否滿足故障診斷的要求，當(dāng)異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)域數(shù)據(jù)窗口不能充分進(jìn)行故障診斷時(shí)，計(jì)算機(jī)控制器21通過發(fā)電效應(yīng)開關(guān)26和電流互感器27投入適當(dāng)?shù)陌l(fā)電效應(yīng)電容器28，人為調(diào)整異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間，一直到滿足故障診斷數(shù)據(jù)窗口要求為止；閉合發(fā)電效應(yīng)開關(guān)26，將調(diào)試好的發(fā)電效應(yīng)電容器28并聯(lián)接入交流電源2回路；發(fā)電效應(yīng)電容器28的容量值在進(jìn)行下一次學(xué)習(xí)階段之前的故障診斷期間保持不變；實(shí)時(shí)檢測異步電機(jī)狀況，準(zhǔn)備進(jìn)入異步電機(jī)發(fā)電狀態(tài)階段。
D、異步電機(jī)發(fā)電狀態(tài)階段當(dāng)異步電機(jī)5進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明工作步驟為1、切除異步電機(jī)5計(jì)算機(jī)控制器21通過驅(qū)動(dòng)單元20斷開診斷開關(guān)10，計(jì)算機(jī)控制器21通過數(shù)據(jù)采集單元17檢測到電流互感器11無電流存在，說明斷開成功，否則說明診斷開關(guān)10故障；2、數(shù)據(jù)采集與故障診斷切除異步電機(jī)5的同時(shí)，通過自勵(lì)開關(guān)12、失勵(lì)開關(guān)15和常勵(lì)開關(guān)22的操作組合，實(shí)現(xiàn)四種故障診斷模式的診斷循環(huán)，研究各過程中異步電機(jī)端電壓和定子繞組電流(線電流)的頻譜，分別為(1)異步電機(jī)失電診斷模式不進(jìn)行任何開關(guān)操作，直接采集數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷；(2)異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式閉合自勵(lì)開關(guān)12，投入空載勵(lì)磁電容器13，采集數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷；(3)異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式閉合自勵(lì)開關(guān)12，投入空載勵(lì)磁電容器13，在建立電壓后，閉合常勵(lì)開關(guān)22，投入并聯(lián)的常勵(lì)負(fù)載23和常勵(lì)電容19，采集數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷；(4)異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式閉合自勵(lì)開關(guān)12，投入空載勵(lì)磁電容器13，在建立電壓后，閉合失勵(lì)開關(guān)15，在每相接入失勵(lì)負(fù)載16，采集數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷；此時(shí)自勵(lì)條件被破壞，異步電機(jī)電壓和電流逐漸減小，直到為零。
在上述四種故障診斷模式的工作循環(huán)中，穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30自動(dòng)監(jiān)測異步電機(jī)的空載電壓，如異步電機(jī)的空載電壓過高，穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30的可控硅導(dǎo)通，偽負(fù)載29消耗超臨界能量，直到異步電機(jī)的空載電壓降低到預(yù)設(shè)安全臨界電壓范圍以內(nèi)時(shí)，穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路30的可控硅關(guān)斷；3、判斷異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)異步電機(jī)在發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間內(nèi)，本發(fā)明分別采用了兩種判斷方式轉(zhuǎn)速判斷方式和自動(dòng)延時(shí)方式。具體為(1)異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式和常勵(lì)診斷模式異步電機(jī)5從電網(wǎng)退出后，異步電機(jī)5進(jìn)入空載發(fā)電狀態(tài)，并將其部分勢能變成旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能，空載勵(lì)磁電容器13提供空載勵(lì)磁，由抽油機(jī)機(jī)械系統(tǒng)9、異步電機(jī)5、系統(tǒng)開關(guān)4、開關(guān)7和空載勵(lì)磁電容器13形成孤島發(fā)電系統(tǒng)，同時(shí)由電流互感器8、電壓互感器14、數(shù)據(jù)采集單元17和計(jì)算機(jī)控制器21構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集異步電機(jī)5的電壓和電流瞬時(shí)值，根據(jù)電壓和電流的周期或頻率在線計(jì)算異步電機(jī)5滿足通電條件的參數(shù)異步電機(jī)5轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)刻，即異步電機(jī)5處于電動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間及起點(diǎn)；(2)異步電機(jī)失電診斷模式和失勵(lì)診斷模式計(jì)算機(jī)控制器21利用自動(dòng)延時(shí)方式確定異步電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間及起點(diǎn)，延時(shí)時(shí)間通過上述的學(xué)習(xí)階段獲得。
當(dāng)異步電機(jī)5進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明將轉(zhuǎn)入異步電機(jī)電動(dòng)狀態(tài)階段運(yùn)行，有故障時(shí)本發(fā)明退出運(yùn)行。
E、異步電機(jī)電動(dòng)狀態(tài)階段當(dāng)異步電機(jī)5進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明工作步驟為1、投入異步電機(jī)計(jì)算機(jī)控制器21通過驅(qū)動(dòng)單元20閉合診斷開關(guān)10，診斷開關(guān)10通過改變觸發(fā)角逐步增大電壓直到額定值，電流互感器11的電流信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集單元17反饋給計(jì)算機(jī)控制器21，檢測到有電流存在時(shí)說明合閘成功，否則說明診斷開關(guān)10故障；2、異步電機(jī)5進(jìn)入電動(dòng)運(yùn)行階段，數(shù)據(jù)采集單元17實(shí)時(shí)采集異步電機(jī)5的電壓和電流瞬時(shí)值，計(jì)算機(jī)控制器21在線計(jì)算的有功功率值尋找其過零點(diǎn)作為異步電機(jī)斷電條件，即異步電機(jī)5處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間及起點(diǎn)。當(dāng)計(jì)算機(jī)控制器21判斷異步電機(jī)5進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明將轉(zhuǎn)入異步電機(jī)發(fā)電狀態(tài)階段運(yùn)行，有故障時(shí)本發(fā)明退出運(yùn)行。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法，其中，包括步驟步驟10、在異步電機(jī)通電運(yùn)行狀態(tài)下，數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電壓和電流瞬時(shí)值，并將電壓和電流數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)控制器；步驟20、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)判斷異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)時(shí)，輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元；步驟30、計(jì)算機(jī)控制器通過驅(qū)動(dòng)單元控制異步電機(jī)進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的故障診斷模式，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集的異步電機(jī)電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行故障綜合診斷，當(dāng)異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元；步驟40、計(jì)算機(jī)控制器通過驅(qū)動(dòng)單元控制異步電機(jī)退出故障診斷模式，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)恢復(fù)異步電機(jī)與交流電源的連接。
2.如權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法，其中，所述步驟30具體為步驟311、異步電機(jī)進(jìn)入異步電機(jī)失電診斷模式；步驟312、驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接；步驟313、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集該失電過程中異步電機(jī)的電壓和電流瞬時(shí)值并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；步驟314、計(jì)算機(jī)控制器自動(dòng)延時(shí)，延時(shí)完畢后輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
3.如權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法，其中，所述步驟30具體為步驟321、異步電機(jī)進(jìn)入異步電機(jī)自勵(lì)診斷模式；步驟322、驅(qū)動(dòng)單元閉合自勵(lì)開關(guān)，建立空載勵(lì)磁電容器與異步電機(jī)的連接，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接，異步電機(jī)與空載勵(lì)磁電容器形成孤島發(fā)電系統(tǒng)；步驟323、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集該自勵(lì)過程中異步電機(jī)的電壓和電流瞬時(shí)值并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；步驟324、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)判斷異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
4.如權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法，其中，所述步驟30具體為步驟331、異步電機(jī)進(jìn)入異步電機(jī)常勵(lì)診斷模式；步驟332、驅(qū)動(dòng)單元閉合自勵(lì)開關(guān)，建立空載勵(lì)磁電容器與異步電機(jī)的連接，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接，異步電機(jī)與空載勵(lì)磁電容器形成孤島發(fā)電系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)單元閉合常勵(lì)開關(guān)，建立常勵(lì)負(fù)載與異步電機(jī)的連接；步驟333、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集該常勵(lì)過程中異步電機(jī)的電壓和電流瞬時(shí)值并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；步驟334、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)判斷異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
5.如權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法，其中，所述步驟30具體為步驟341、異步電機(jī)進(jìn)入異步電機(jī)失勵(lì)診斷模式；步驟342、驅(qū)動(dòng)單元閉合自勵(lì)開關(guān)，建立空載勵(lì)磁電容器與異步電機(jī)的連接，驅(qū)動(dòng)單元控制診斷開關(guān)斷開異步電機(jī)與交流電源的連接，異步電機(jī)與空載勵(lì)磁電容器形成孤島發(fā)電系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)單元閉合失勵(lì)開關(guān)，建立失勵(lì)負(fù)載與異步電機(jī)的連接；步驟343、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集該失勵(lì)過程中異步電機(jī)的電壓和電流瞬時(shí)值并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)所述電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷；步驟344、計(jì)算機(jī)控制器自動(dòng)延時(shí)，延時(shí)完畢后輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元。
6.如權(quán)利要求1～5任一所述的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法，其中，還包括參數(shù)值設(shè)定步驟，具體為步驟100、數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集異步電機(jī)運(yùn)行電壓和電流的瞬時(shí)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸送給計(jì)算機(jī)控制器；步驟110、計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)工作循環(huán)周期數(shù)據(jù)，確定異步電機(jī)一個(gè)工作循環(huán)周期內(nèi)的參數(shù)值異步電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間及起點(diǎn)、異步電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間及起點(diǎn)；步驟120、計(jì)算機(jī)控制器判斷異步電機(jī)發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間是否滿足故障診斷要求，是則執(zhí)行步驟140，否則執(zhí)行步驟130；步驟130、調(diào)整與交流電源并聯(lián)的發(fā)電效應(yīng)電容器的容量，執(zhí)行步驟100；步驟140、保存參數(shù)值，設(shè)定完畢。
7.一種游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置，其特征在于，包括連接在異步電機(jī)和交流電源回路上的診斷開關(guān)，所述診斷開關(guān)與一控制其接通或斷開的驅(qū)動(dòng)單元連接，所述驅(qū)動(dòng)單元與一發(fā)出接通或斷開控制信號(hào)的計(jì)算機(jī)控制器連接，所述計(jì)算機(jī)控制器與一采集異步電機(jī)電壓和電流數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集單元連接；所述計(jì)算機(jī)控制器包括分別與控制單元連接的軟儀表單元和故障診斷單元，所述軟儀表單元與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，用于根據(jù)接收到的電壓和電流數(shù)據(jù)計(jì)算異步電機(jī)的有功功率值和/或轉(zhuǎn)速，所述故障診斷單元與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，用于根據(jù)接收到的電壓和電流數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行故障診斷，所述控制單元與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，控制異步電機(jī)進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的故障診斷模式和進(jìn)入發(fā)電、電動(dòng)狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置，其特征在于，所述交流電源還并聯(lián)一發(fā)電效應(yīng)電容器，所述異步電機(jī)還連接一串接的偽負(fù)載和穩(wěn)頻穩(wěn)壓電路，所述異步電機(jī)還連接一串接的自勵(lì)開關(guān)和空載勵(lì)磁電容器，所述自勵(lì)開關(guān)與所述驅(qū)動(dòng)單元連接。
9.如權(quán)利要求8所述的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置，其特征在于，所述異步電機(jī)還連接一串接的常勵(lì)開關(guān)和常勵(lì)負(fù)載，所述常勵(lì)開關(guān)與所述驅(qū)動(dòng)單元連接，所述常勵(lì)負(fù)載還并聯(lián)一常勵(lì)電容。
10.如權(quán)利要求8所述的游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷裝置，其特征在于，所述異步電機(jī)還連接一串接的失勵(lì)開關(guān)和失勵(lì)負(fù)載，所述失勵(lì)開關(guān)與所述驅(qū)動(dòng)單元連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種游梁式抽油機(jī)異步電機(jī)故障診斷方法和診斷裝置。診斷方法包括步驟1.當(dāng)異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)時(shí)控制異步電機(jī)進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的故障診斷模式，并將異步電機(jī)從電網(wǎng)斷開；2.計(jì)算機(jī)控制器根據(jù)數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)采集的異步電機(jī)電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行故障綜合診斷；3.當(dāng)異步電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)狀態(tài)時(shí)將其與電網(wǎng)連接。診斷裝置包括連接在異步電機(jī)和交流電源回路上的診斷開關(guān)和依次連接的驅(qū)動(dòng)單元、計(jì)算機(jī)控制器和數(shù)據(jù)采集單元。本發(fā)明將故障診斷設(shè)置在異步電機(jī)與電網(wǎng)脫開的發(fā)電狀態(tài)階段，消除了故障診斷中各種不利干擾，而且信號(hào)窗口可調(diào)，故障診斷結(jié)果具有較高的可信度，能滿足在線要求而不影響異步電機(jī)的正常工作。
文檔編號(hào)G01R31/34GK1808161SQ200610008309
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者梁志珊 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京)