MX342012B

Energy saving system and method for devices with rotating or reciprocating masses.

Abstract

A system and method are provided for reducing the energy consumed by a pump jack electπc motor by reducing the supply voltage to the motor when the motor would be generating energy in open loop mode By substantially eliminating the energy generation mode, the braking action of the utility grid in limiting the acceleration of the motor and system that would otherwise occur is substantially removed The motor and system will speed up, allowing the natural kinetic energy of the cyclic motion to perform part of the pumping action A closed loop controller in electrical connection with the motor computes the necessary information from the observed phase angle between the voltage and current supplied to the motor By reducing the supply voltage to the motor, the observed phase angle may be reduced to a target phase angle value.

MX342012B, drawing sheet 1
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  1. 1
    CLAIMS REIVINDICACIONES OE LA MORISUaI? industrial OE LA MORISUaI? industrial 1. Un sistema para controlar un motor de inducción de CA para ahorrar energía, el sistema comprende:one. A system to control an AC induction motor to save energy, the system comprises: a processor that communicates with non-volatile memory instructions that it has computer readable stored in itself that, when executed by the processor, cause the processor to: un procesador que comunica con un instrucciones de memoria no volátil que tiene legibles por ordenador almacenadas en ei mismo que, al ejecutarse por el procesador, causan que el procesador: barrer un espacio de control de dicho motor de inducción de sweep a control space of said induction motor of AC;CA;obtaining the operating parameters of said AC induction motor;obtener los parámetros de funcionamiento de dicho motor de inducción de CA;establecer una línea de control de dichas medidas;establish a control line for said measures;receiving said control line in said motor controller;recibir dicha línea de control en dicho controlador del motor;performing closed loop control of said AC induction motor in accordance with said control line to observe an operating parameter;realizar un control de bucle cerrado de dicho motor de inducción de CA de acuerdo con dicha línea de control para observar un parámetro de funcionamiento;conducir el parámetro de funcionamiento observado de dicho motor de inducción AC con respecto a dicha línea de control, el parámetro de funcionamiento observada comprende una corriente;driving the observed operating parameter of said AC induction motor with respect to said control line, the observed operating parameter comprises a current;detectar cruces por cero de las mitades positivos y negativos de una forma de onda de corriente de dicho motor de inducción de detecting zero crossings of the positive and negative halves of a current waveform of said induction motor of AC in each cycle by: CA en cada ciclo por: la obtención de una tensión positiva como una referencia para un ciclo de media positiva;obtaining a positive voltage as a reference for a positive mean cycle;la obtención de una tensión negativa como una referencia para obtaining a negative voltage as a reference for IMPI IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL I · a > X1TIZRJJ I MAL un ciclo d medio n gativo;y la transmisión de señales a través de una puerta υ pará**crear señales digitales de paso por cero de corriente compuestos. MEXICAN INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY I · a> X1TIZRJJ I NAL a cycle of medium n gativo;and the transmission of signals through a gate υ to ** create digital composite current-crossing signals.
  2. 22
    A system to control an AC induction motor to save energy, the system comprises:22. Un sistema para controlar un motor de inducción de CA para ahorrar energía, el sistema comprende: a processor that communicates with instructions from me T Non-volatile MJJ that has computer legibl s wwjj ^ ^ which, when executed by the processor, cause the processor: un procesador que comunica con un instrucciones de m moría T MJJ no volátil que tiene legibl s por ordenador almacerrawiasjf^b que, al ejecutarse por el procesador, causan que el procesador: barrer un espacio de control de dicho motor de inducción d CA y la medición de los parámetros de funcionamiento de dicho motor de inducción de CA;sweeping a control space of said AC induction motor and measuring the operating parameters of said AC induction motor;establecer una línea de control de dichas medidas;establish a control line for said measures;receiving said control line in said motor controller: recibir dicha línea de control en dicho controlador del motor: performing closed loop control of said AC induction motor in accordance with said control line to observe an operating parameter;realizar un control de bucle cerrado de dicho motor de inducción de CA de acuerdo con dicha línea de control para observar un parámetro de funcionamiento;conducir el parámetro de funcionamiento observada de dicho motor de inducción AC con respecto a dicha línea de control;driving the observed operating parameter of said AC induction motor with respect to said control line;protect against stagnation of said AC induction motor by: proteger contra el estancamiento de dicho motor de inducción AC por: activamente controlar dicho motor de inducción de CA mientras se monitoriza constantemente dicho motor de inducción de corriente alterna para los aumentos de una corriente del motor;actively controlling said AC induction motor while constantly monitoring said AC induction motor for increases in motor current;converting a motor voltage to full when an increase in said motor current is detected;and reducing said motor voltage to follow said control line after said motor current decreases. convertir una tensión del motor a plena en cuando un aumento en dicho se detecta corriente del motor;y reducir dicha tensión del motor para seguir dicha línea d control después de que dicha corriente del motor disminuye.
  3. 23
    2. 3. A method of controlling an AC induction motor to save energy, the method comprising the steps of:23. Un método para controlar un motor de inducción de CA para ahorrar energía, comprendiendo el método las etapas de: el barrido de un espacio de control de dicho motor de inducción d CA y la medición de los parámetros de funcionamiento de dicho 'Τ ι sweeping a control space of said AC induction motor and measuring the operating parameters of said 'Τ ι Λ Λ MPI '' .'TO MEXICANO r'> THE COIN » MPI '’.'TO MEXICANO r'> L.A MONEDA» INDUSTRIAL AC induction motor;INDUSTRIAL motor d inducción de CA;el establecimiento de una línea de control de dicho motor de inducción AC de dichos parámetros medidos de funcionamiento;recibir dicha línea de control en dicho controlador del motor;establishing a control line for said AC induction motor of said measured operating parameters;receiving said control line in said motor controller;la realización de un control de bucle cerrado de dicho motor de inducción de CA de acuerdo con dicha línea de control para observar un parámetro de funcionamiento de dicho motor de inducción de CA después de que el paso de establecer dicha línea de control;performing closed-loop control of said AC induction motor in accordance with said control line to observe an operating parameter of said AC induction motor after the step of establishing said control line;conducir el parámetro de funcionamiento observada de dicho motor de inducción AC con respecto a dicha línea de control;driving the observed operating parameter of said AC induction motor with respect to said control line;detection of zero crossings of the positive and negative halves of a current waveform in said AC induction motor in each cycle;la detección de cruces por cero de las mitades positivos y negativos de una forma de onda en corriente en dicho motor de inducción de CA en cada ciclo;la obtención de una tensión positiva en un comparador de ventana como una referencia para un ciclo de media positiva;obtaining a positive voltage in a window comparator as a reference for a positive mean cycle;la obtención de una tensión negativa en el comparador de ventana como una referencia para un ciclo de medio negativo;y transmitir señales desde dicha ventana de comparación a través de una puerta O para crear señales digitales de paso por cero de corriente compuestos. obtaining a negative voltage in the window comparator as a reference for a negative medium cycle;and transmitting signals from said comparison window through an OR gate to create digital composite current-crossing signals.
  4. 33
    A method of controlling an AC induction motor to save energy, the method comprising the steps of:33. Un método para controlar un motor de inducción de CA para ahorrar energía, comprendiendo el método las etapas de: el barrido de un espacio de control de dicho motor de inducción de CA y la medición de los parámetros de funcionamiento de dicho motor de inducción de CA;sweeping a control space of said AC induction motor and measuring the operating parameters of said AC induction motor;el establecimiento de una línea de control de dicho motor de inducción AC de dichos parámetros medidos de funcionamiento;recibir dicha línea de control en dicho controlador del motor;establishing a control line for said AC induction motor of said measured operating parameters;receiving said control line in said motor controller;la realización de un control de bucle cerrado de dicho motor de inducción de CA de acuerdo con dicha línea de control para obs rvar un parámetro de funcionamiento de dicho motor de inducción de CA después de que el paso de establecer dicha línea de control;performing closed-loop control of said AC induction motor in accordance with said control line to observe an operating parameter of said AC induction motor after the step of establishing said control line;conducir el parám tro d funcionamiento observada d dicho conduct the observed operating parameter of said IMPI AC induction motor with respect to said Iíη ^^ β ^, ί ^ ί ^ ο iHitosrkiAL increasing an ON / duty cycle of said AC induction motor from eighty degrees to one hundred and fifty degrees;and recording a motor current and a phase angle along said control line. IMPI motor de inducción AC con respecto a dicha Iíη^^β^,ί^ί^ο iHitosrkiAL el aumento de un ciclo de ángulo / deber ENCENDIDO de dicho motor de inducción de CA de ochenta grados a uno ciento cincuenta grados;y ia grabación de una corriente del motor y un ángulo de fase a lo largo de dicha línea de control.
  5. 34
    3. 4. A method of controlling an AC induction motor to save energy, the method comprising the steps of:34. Un método para controlar un motor de inducción de CA para ahorrar energía, comprendiendo el método las etapas de: el barrido de un espacio de control de dicho motor de inducción de CA y la medición de los parámetros de funcionamiento de dicho motor de inducción de CA;sweeping a control space of said AC induction motor and measuring the operating parameters of said AC induction motor;el establecimiento de una línea de control de dicho motor de inducción AC de dichos parámetros medidos de funcionamiento;recibir dicha línea de control en dicho controlador del motor;establishing a control line for said AC induction motor of said measured operating parameters;receiving said control line in said motor controller;la realización de un control de bucle cerrado de dicho motor de inducción de CA de acuerdo con dicha línea de control para observar un parámetro de funcionamiento de dicho motor de inducción de CA después de que el paso de establecer dicha línea de control;performing closed-loop control of said AC induction motor in accordance with said control line to observe an operating parameter of said AC induction motor after the step of establishing said control line;conducir el parámetro de funcionamiento observada de dicho motor de inducción AC con respecto a dicha línea de control;y la protección contra el estancamiento de dicho motor d inducción AC por: driving the observed operating parameter of said AC induction motor with respect to said control line;and protection against stagnation of said AC induction motor by: activamente controlar dicho motor de inducción de CA mientras se monitoriza constantemente dicho motor de inducción de corriente alterna para los aumentos de una corrient del motor;actively controlling said AC induction motor while constantly monitoring said AC induction motor for increases in motor current;IMPI IMPI INSTITUTO MEXICANO 1 conv rtir una tensión del motor a pl na en en dicho se detecta corriente del motor;y reducir dicha tensión del motor para seguir dicha línea de control después de que dicha corriente del motor disminuye. MEXICAN INSTITUTE 1 converts a motor voltage to a level in which motor current is detected;and reducing said motor voltage to follow said control line after said motor current decreases.
  6. 35
    A motor controller to control an AC induction motor to save energy, the motor controller comprising:35. Un controlador de motor para controlar un motor de inducción de CA para ahorrar energía, el controlador de motor que comprende: A processor that communicates with non-volatile memory instructions that have computer readable memory stored in it that, when executed by the processor, causes the processor to: un procesador que comunica con un instrucciones de memoria no volátil que tiene legibles por ordenador almacenadas en el mismo que, al ejecutarse por el procesador, causan que el procesador: calcular una línea de control de parámetros de funcionamiento medidos;calculate a control line of measured operating parameters;perform a closed-loop control of the induction motor realizar un control de bucle cerrado del motor de inducción de AC according to said computerized control line to observe an AC induction motor operating parameter;CA de acuerdo con dicha línea de control computarizada para observar un parámetro de funcionamiento del motor de inducción de CA;conducir el parámetro de funcionamiento observada del motor de inducción AC con respecto a dicha línea de control computarizada;driving the observed operating parameter of the AC induction motor with respect to said computerized control line;Detect zero crossings of the positive and negative halves of a current waveform in the AC induction motor by: detectar cruces por cero de las mitades positivos y negativos de una forma de onda de corriente en el motor de inducción AC por: la obtención de una tensión positiva como una referencia para un ciclo de media positiva;obtaining a positive voltage as a reference for a positive mean cycle;la obtención de una tensión negativa como una referencia para un ciclo de medio negativo;y obtaining a negative voltage as a reference for a negative medium cycle;and IMPÍOS Wicked INSTITUTO MEXICANO la transmisión de señales a través de una puálttC^^liraí^^^^ señales digitales de paso por cero de corriente ^mpnpatos, INSTITUTO MEXICANO the transmission of signals through a puálttC ^^ liraí ^^^^ digital signals of current zero crossing ^ mpnpatos,