XFBP抽油机变频调速装置讲解.docx
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XFBP抽油机变频调速装置讲解
XF-BP2000型抽油机变频调速装置
使用说明书
一、概述
近几年来，由于节能产品及节能技术的不断出现，使得节能降耗越来越被世人所关注，由于变频技术的提出和广泛的应用，节省了大量的电力能源。
抽油机变频调速装置就是利用变频调速技术，专门为油田抽油机设计可大幅度降低原油生产成本的高效、节能自动控制器。
在启动过程中，能够达到零启、软启节电功能，使电机拖动系统平稳过渡到额定转速，有效地限制启动电流，避免了启动电流过大时对电网造成的冲击及快速耗电等缺陷。
运行过程中，可根据油井特点，任意调节上、下冲程时间，实现少用电、多出油的目的。
另外，由于抽油机的变载运行，在上、下行程工作中，一半处于发电状态，通常的电机变频器用制动电阻将所发的电量白白的浪费掉，我厂自行开发抽油机变频调速多功能控制装置，通过跟踪调压控制和电能回馈再生利用等特定环节，将抽油机电机在一定时间内的发电量有效回馈到电网，再生利用，降低了供电网络的能源损耗，从而使浪费的能源被充分利用，同时将功率因数由原来的0.3左右提高到0.96以上，节能更加明显。
二、基本性能
2.1通过运行频率的调整，可以来改变抽油机的冲次。
2.2通过运行频率的调整，可以来改变电机的转速。
2.3通过频率和时间的分别调节功能，可以来改变抽油机上、下行程速度。
2.4通过能量回馈电网，节电效果比使用能耗制动电阻多节能16％-24％。
2.5通过功率因数的提高可以将无功功率降低，减少线路损耗。
三、抽油机变频多功能控制器工艺特点
3.1在冲次一定的情况下，通过分别调节输入抽油机上、下行电机频率值，可实现抽油机上、下冲程速度的改变，使抽油机的参数趋于合理；控制抽油机上行时电机的频率大于下行时电机的频率，即抽油机上冲程速度快，下冲程速度慢，上冲程时间可相对减少，下冲程时间可相对延长，可减少泵的相对漏失量，达到增产的目的；与此相反，也可以控制抽油机上行时的频率小于下行时的频率，即上冲程速度小于下冲程速度，在冲次一定的情况下，上冲程时间相对延长，下冲程时间相对减少。
上冲程时间的相对延长，使原油进入深井泵的时间相对延长，从而提高了泵的充满系数，提高泵效，达到增产的目的。
同时，在运行过程中，降低了电机的输入频率，从而降低了抽油机的电量消耗，达到了节能的目的；另一方面，可以及时合理调整抽油机的抽汲参数，使抽油机处于最佳工作状态，达到节能高产目的。
3.2通过调整电机输入频率能够实现一定条件下的冲次任意随时可调，使油井处于抽渗平衡，达到最佳工作状态。
3.3节能降耗，节电率30%以上，同时因电机启动输入频率低，降低了启动电流，防止因为电器设备启动负荷过大造成设备超载而烧毁电器设备。
3.4具有过压、过流、过热等自动保护功能。
3.5利用变频技术后，对抽油机转矩利用率稍有改变，但对设备不会造成任何不良影响。
四、抽油机变频多功能控制器的节能基理及高效所在
4.1节能
4.1.1抽油机属泵类负载，用变频抽油控制器，其耗电功率（抽油机）P∝N3。
如果调整转速N满足最佳冲次及上下冲程速度时，若转速N为一半额定转速，则其耗电仅为电机额定功率的1/8，即若抽油机电机额定功率为100kW，则在一半转速时其电机耗电仅为12.5kW，节能87%，效果显著。
总之，只要调速就节能。
4.1.2动态调动功能：
抽油机是变载，变频抽油控制柜以极快的速度根据负载轻重（电流大小）自动改变加在电机上的端电压，以保证电机工作在最小电流，最低电压，也就是最少耗电功率状态下运行。
4.1.3动态功率因数补偿：
变频抽油装置以极快的速度检测负载轻重，使cosφ趋近于1，也就是让无功功率趋近于零，让视在功率约等于有功功率。
4.1.4零启动、软启动功能：
电机启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，节能的同时，也可以大幅度降低供电变压器装机容量的要求。
4.1.5通过“变频+回馈”，使节能效果更加显著。
4.2高效
在抽油过程中，由于井下液面是变化的，变频抽油柜能够根据需要随心所欲地任意改变抽油机的冲次，可以随心所欲分别设定同冲次中的上下冲程速度，使油井能够工作在最佳工作状态，而且在每一个冲次中，改变上下冲程速度，既可以提高原油液体在泵内的充满系数，也可减少提升中漏失系数，高效就表现在单位时间内的原油产量。
五、操作运行
5.1键盘的功能与操作
本系列变频器各规格机型均使用同种键盘。
该键盘由双行四位七段LED数码管监视器、操作按键、模拟设定电位器、运行控制指示灯、数据单位提示灯等组成。
用户可以通过键盘对本机进行功能设定、运行停车、状态监视等全部操作。
5.1.1键的布局如下图
在设定状态，第一行LED监视器显示参数的功能项，第二行LED监视器显示对应与第一行LED监视器功能项的参数值。
在运行状态，两行LED监视器均显示被监视项的参数值，被监视项可分别由F001、F002的设定来选择。
也可分别用SET、ESC按键在线更改。
显示的内容即为该参数的当前值，可根据数据单位提示灯的显示来判断监视的项目。
具体参见3.1.3数据单位提示灯说明。
在线修改的被监视参数，掉电后仍保存。
5.1.2按键功能说明
按键
按键名称
功能
PRG
菜单键
进入功能项菜单
进入数据修改状态，数据闪烁。
SET
设定键
设定状态：
参数设定时存储所设定参数的功能代码内容值，
数据停止闪烁。
运行状态：
更改第一行数码管监视项
ESC
退出键
设定状态：
退出功能项的数据修改或退出功能项菜单
运行状态：
更改第二行数码管监视项
∧
增加键
参数设定状态：
增加功能代码或其内容值。
若指示功能代码时，增加参数代码值，若指示功能代码内容时，增加参数设定功能代码内容值，同时LED数码管显示闪烁。
运行状态：
若键盘数字输入有效，增加参考输入给定或PID数字输入即数字式键盘电位器功能。
故障查询状态：
增加故障显示功能代码。
∨
减少键
参数设定状态：
减小功能代码或其内容值。
若指示功能代码时，减小参数代码值，若指示功能代码内容时，减小参数设定功能代码内容值，同时LED数码管显示闪烁。
运行状态：
若键盘数字输入有效，减小参考输入给定或PID数字输入即数字式键盘电位器功能。
故障查询状态：
减小故障显示功能代码。
FOR
正转运行键
设定为键盘控制时，发出正转运行指令，启动变频器运行。
REV/JOG
反转/点动键
REV：
设定为键盘控制时，F014设定为1时，REV键运行有效
JOG：
F014设定为0时，JOG键有效时，点动运行控制
STOP/RESET
停车/复位键
运行状态：
按设定的减速时间停车
故障状态：
复位（故障不消除，不能复位）
5.1.3数据单位提示灯含义说明：
名称
状态
含义
单
位
指
示
灯
Hz
闪烁
指定行的数码管显示值为设定频率
Hz
亮
指定行的数码管显示值为输出频率
A
亮
指定行的数码管显示值为输出电流实际值
%
亮
指定行的数码管显示值为输出电流百分比
%
闪烁
指定行的数码管显示值为程序运行各段速剩余时间百分比
V
亮
指定行的数码管显示值为输入电压
V
闪烁
指定行的数码管显示值为输出电压
RPM
亮
指定行的数码管显示值为机械速度
Mpa
闪烁
指定行的数码管显示值为给定压力
Mpa
亮
指定行的数码管显示值为反馈压力
所有指示灯不亮
指定行的数码管显示值为累计运行时间
运
行
指
示
灯
KEY
亮
键盘控制
RUN
亮
变频器运行，电机实际转向，与运行指令一致
RUN
闪烁
变频器运行，电机实际转向与运行指令不一致
FOR
亮
变频器正转指令有效，变频器有输出
FOR
闪烁
变频器正转指令有效，变频器无输出
REV
亮
变频器反转指令有效，变频器有输出
REV
闪烁
变频器反转指令有效，变频器无输出
5.2运行模式的选择
本系列变频器有键盘控制、端子控制、RS-485控制等三种运行控制方式，其控制可通过功能代码F003的设定进行选择。
各控制方式下的频率给定方式可通过功能代码F004的设定来确定。
对于键盘控制，可采用数字给定或键盘电位器模拟给定。
对于端子控制，可采用模拟给定或开关量控制以实现上升/下降运行及可编程控制以实现多段速度运行、摆频运行、程序运行等功能。
模拟给定时的输入选择由功能代码F005决定。
对于特定的运行方式，如PID调节运行，其PID给定量信号可以由功能代码F111提供更多的选择。
5.3键盘电位器运行：
操作方法：
首先确认变频器已处于上电状态，键盘上的电位器旋钮已置于起始位置，键盘控制指示灯“KEY”及两行数码管监视器均显示“0.00”相应的单位提示指示灯已亮。
按下“FOR”键，键盘上的控制指示灯“RUN”点亮，“FOR”闪烁，表示已发出正转运行命令，但处于最小启动频率以下，顺时针旋转电位器旋钮第一行数码管监视器立即显示当前给定频率，第二行数码管监视器则按照功能代码F019设定的加速时间从“0.00”Hz逐渐增加到给定频率值。
此时电机已加速运行到电位器给定的频率。
监视当前变频器的运行参数，如电压、电流、输出频率等可通过“SET”、“ESC”键在线更改第一、二行数码管监视器的内容。
按“STOP/RESET”键，变频器停止运行。
使用键盘电位器给定运行在频率设定精度要求不是特别高的调速应用场所是非常方便的。
六、参数一览
功能
代码
功能参数描述
功能参数设定范围及定义
出厂值
单位
运行时可修改
F001
第一行LED监视选择
0：
设定频率
1：
输出频率
2：
输出电流实际值
3：
输出电流百分比
4：
输入电压实际值
5：
输出电压实际值
6：
机械速度
7：
段运行剩余时间百分比
8：
累计运行时间
9：
PID给定
10：
PID反馈
0
★
F002
第二行LED监视选择
1
F003
运行控制方式
0：
键盘控制
1：
端子控制
2：
RS-485控制
0
F004
频率给定方式选择
0：
键盘数字给定
1：
模拟输入
2：
PID调节运行
3：
程序运行
4：
摆频运行
5：
端子输入控制多段速度
6：
端子控制上升/下降运行
7：
RS-485输入
1
F005
频率给定模拟输入选择
0：
键盘电位器给定
1：
外部端子电压信号输入
Vg：
0-10V
2：
外部端子电压信号输入
Vg：
0-5V
3：
外部端子电流信号输入
Ig：
4-20mA
4：
外部端子电流信号输入
Ig：
0~20mA（塑机专用
系列为Ig：
0~1A）
5：
外部端子K1*（0-10V）
+K2*（4-20mA）
6：
外部端子K1*（0-10V）
+K2*（0-20mA）
7：
外部端子K1*（0-5V）
+K2*（4-20mA）
8：
外部端子K1*（0-5V）
+K2*（0-20mA）
0
功能
代码
功能参数描述
功能参数设定范围及定义
出厂值
单位
运行时可修改
F005
频率给定模拟输入选择
9：
外部端子K1*（0-10V）
+K2*（4-20mA）-50%
10：
外部端子K1*（0~10V）
+K2*（0-20mA）-50%
11：
外部端子K1*（0~5V）
+K2*（4~20mA）-50%
12：
外部端子K1*（0~5V）
+K2*（0~20mA）-50%
0
F006
键盘电位器输入模拟
信号增益
0~200%
105
%
★
F007
键盘电位器模拟输入
零点飘移量
0~90%
3
%
F008
外部端子Vg、Ig输入
模拟信号增益
0~200%
105
%
★
F009
Vg、Ig端口模拟输入
零点飘移量
0~90%
4
%
F010
外部端子模拟输入系数K1
0~200%
100
%
F011
外部端子模拟输入系数K2
0~200%
100
%
F012
模拟给定偏置频率
0.00~上限频率
0.00
Hz
F013
键盘数字给定频率
下限频率~上限频率
50.00
Hz
★
F014
键盘REV/JOG键功能选择
0：
JOG1：
REV
0
★
F015
最大频率
0.50~最高频率
50.00
Hz
F016
基频频率
15.00~最高频率
50.00
Hz
F017
上限频率
0~最大频率
50.00
Hz
★
F018
下限频率
0.00~上限频率
30.00
Hz
★
F019
一段加速时间at1
0.1~9999
10.0
Sec
★
F020
一段减速时间dt1
0.1~9999
10.0
Sec
★
F021
SVPWM产生模式
0、1、2
1
F022
载波频率
0.540~8.00kHz
3.00
kHz
★
F023
转矩提升
0-33
9
F024
自设定V/F曲线选择
0：
无1：
有
0
F025
自设定电压V1
0.0~100%
18.0
%
F026
自设定频率F1
0.50~60Hz（0.50~400.0Hz）
10.00
Hz
F027
自设定电压V2
0.0~100%
52.00
%
F028
自设定频率F2
0.50~60Hz（0.50~400.0Hz）
30.00
Hz
F029
自设定电压V3
0.0~100%
100.0
%
F030
自设定频率F3
0.50~60Hz（0.50~400.0Hz）
50.00
Hz
F031
点动频率
0.50~400.0Hz
5.00
Hz
★
F032
点动加速时间
0.1~9999Sec
2.0
Sec
★
F033
点动减速时间
0.1~9999Sec
2.0
Sec
★
功能
代码
功能参数描述
功能参数设定范围及定义
出厂值
单位
运行时可修改
F034
加速模式
0、1、2、3
0
F035
减速模式
0、1、2、3
0
F036
电机停止方式
0：
减速停止1：
自由停止
F037
起动频率
0.50~60.0Hz
F038
停止频率
0.50~60.0Hz
F039
最小运行频率
0.00~400.0Hz
F040
自动电压调整功能
0：
有效1：
无效
F041
手动控制电压输出选择
0：
手动控制电压无效
1：
外部端子VFA：
0~10V
2：
外部端子VFA：
0~5V
3：
外部端子IFA：
4~20mA
4：
外部端子IFA：
0~20mA
5：
外部端子VFB：
0~10V
6：
外部端子VFB：
0~5V
7：
外部端子IFB：
4~20mA
8：
外部端子IFB：
0~20mA
F042
输出电压百分比
25~100%
100
%
F043
加减速过程节电功能选择
0：
无1：
有
0
F044
节能运行最小输出
电压百分比
25~100%
100
%
★
F045
反转禁止
0：
不禁止1：
禁止
0
F046
转向倒置
0：
无1：
有
F047
能耗制动选择
0：
不制动
1：
安全式制动
2：
一般式制动
2
F048
过电压失速保护选择
0：
无1：
有
1
F049
电流限幅功能选择
0：
无1：
有
0
F050
跟踪起动选择
0：
无1：
有
0
F051
断电再恢复运行选择
0：
无1：
有
0
F052
故障后重置次数
0~10
0
F053
机械速度比率因子
0.1~60.0
30.0
F054
累计运行时间清零选择
0：
不清零
1：
每次断电后自动清零
0
★
F055
暖机时间
（0.0~9999）*10Sec
0.0
Sec
★
功能
代码
功能参数描述
功能参数设定范围及定义
出厂值
单位
运行时可修改
F060
可编程端子X1输入
功能选择
0：
反转端子
1：
点动运行
2：
多段速度控制1
3：
多段速度控制2
4：
多段速度控制3
5：
上升/下降运行频率递增
6：
上升/下降运行频率递减
7：
模拟信号输入端口选择
8：
三线式运行控制
9：
PID控制取消
10：
外部故障报警
0
F061
可编程端子X2输入
功能选择
1
F062
可编程端子X3输入
功能选择
2
F063
可编程端子X4输入
功能选择
3
F064
可编程端子X5输入
功能选择
4
F065
可编程端子X6输入
功能选择
5
F066
多段速度端子控制方式
0：
保持方式
1：
点动方式
0
F067
多段速度转向控制方式
0：
依据程序运行转向
1：
依据端子输入转向
0
F068
自由停车端子控制方式
0：
断开后自动恢复
1：
断开后不自动恢复
0
F069
三线式运行控制选择
0：
标准运行控制
1：
两线式运行控制
2：
三线式运行控制
0
F070
可编程1#端子输出
功能选择
（TA1、TB1、TC1）
0：
零频率（待机状态）
1：
故障跳脱报警
2：
频率到达
3：
运转中
4：
变频反转
5：
欠电压
6：
低载预警
7：
冲击电流到达
8：
输出大于等于上限频率
9：
输出小于等于下限频率
10：
电流限幅或降频输出
11：
管路泄漏警告
12：
管路阻塞警告
13：
高压力到达
14：
低压力到达
15：
传感器连线开路
1
F071
可编程2#端子输出
功能选择
（TA2、TB2、TC2）
2
F072
可编程3#端子输出
功能选择（Y1）
3
F073
可编程4#端子输出
功能选择（Y2）
4
F074
频率表模拟输出比例
放大系数
70~105%
100
%
★
功能
代码
功能参数描述
功能参数设定范围及定义
出厂值
单位
运行时可修改
F075
电流表模拟输出比例
放大系数
70~105%
100
%
★
F076
频率表基准电位调整
0~655
100
★
F077
电流表基准电位调整
0~655
100
★
F078
频率水平检测1
0.00~400.0Hz
30.00
Hz
★
F079
频率水平检测2
0.00~400.0Hz
30.00
Hz
★
F080
低载预警百分比
0~99%
0
%
★
F081
冲击电流百分比
110~200%
150
%
★
F090
直流制动电压
0.0~10.0%
5.0
%
★
F091
停止时直流制动时间
0.0~10.0Sec
0.0
Sec
★
F092
停止时直流制动起始频率
0.00~60.00Hz
0.00
Hz
★
F093
起动时直流制动时间
0.0~10.0Sec
0.0
Sec
★
F100
跳跃频率1
0.00~最高频率
0.00
Hz
★
F101
跳跃频率2
0.00~最高频率
0.00
Hz
★
F102
跳跃频率3
0.00~最高频率
0.00
Hz
★
F103
跳跃频率范围
0.00~5.0Hz
0.00
Hz
★
F110
PID调节方式
0：
负反馈
1：
正反馈
0
F111
PID给定信号选择
0：
外部端子Vg：
0~10V
1：
外部端子Vg：
0~5V
2：
外部端子Ig：
4~20mA
3：
外部端子Ig：
0~20mA
4：
键盘电位器输入
5：
键盘数字量输入
6：
RS-485输入
4
F112
键盘数字PID给定值
0.0~100.0%
50.0
%
★
F113
PID反馈信号选择
0：
外部端子VFA：
0~10V
1：
外部端子VFA：
0~5V
2：
外部端子IFA：
4~20mA
3：
外部端子IFA：
0~20mA
4：
外部端子VFB：
0~10V
5：
外部端子VFB：
0~5V
6：
外部端子IFB：
4~20mA
7：
外部端子IFB：
0~20mA
2
F114
传感器最大量程
1.0~99.0
10.0
F115
反馈滤波器时间常数
0.0~60.0Sec
2.0
Sec
★
F116
比例增益P
0.1~100Sec
50.0
Sec
★
F117
积分时间I
0.1~100Sec
2.0
Sec
★
F118
微分时间常数D
0.000~9.999
0.000
★
功能
代码
功能参数描述
功能参数设定范围及定义
出厂值
单位
运行时可修改
F119
停机侦测系数
0~20%
5
%
★
F120
起动压力值
30~100%
80
%
★
F121
高压力到达值
0~100%
100
%
★
F122
低压力到达值
0~100%
0
%
★
F123
管路泄漏认定标准
0~9999Sec
0
Sec
★
F124
管路阻塞认定标准
0~100%
100
%
★
F125
系统预警停机选择
0：
继续运行
1：
停止输出
0
★
F130
程序运行模式
0：
单循环
1：
连续循环
2：
单循环，然后以第七段速度连续运行，STOP指令停车
0
F131
程序运行非正常停机自动复位重置后再运行模式
0：
以第一段速度运行
1：
以停机前运行的段速运行
0
F132
程序运行停机再起动
运行模式
0：
以第一段速度运行
1：
以停机前运行的段速
运行
0
F133
一段速度设定1
下限频率~上限频率
5.00
Hz
★
F134
二段速度设定2
10.00
F135
三段速度设定3
20.00
F136
四段速度设定4
30.00
F137
五段速度设定5
40.00
F138
六段速度设定6
45.00
F139
七段速度设定7
50.00
F140
一段速度运转方向
0：
正转
1：
反转
0
★
F141
二段速度运转方向
0
F142
三段速度运转方向
0
F143
四段速度运转方向
0
F144
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