專利名稱：一種油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)變頻控制技術(shù)，尤其是涉及應(yīng)用于抽油機(jī)的以永磁同步電 動(dòng)機(jī)為核心的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今油田抽油機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中還是以直流電動(dòng)機(jī)為核心，因此，目前面臨著直流電 動(dòng)機(jī)的換向器和電刷等缺點(diǎn)。直流電動(dòng)機(jī)的改進(jìn)方案是采用異步電動(dòng)機(jī)，但是也存在定子 電阻損耗大、需要無(wú)功勵(lì)磁、功率因數(shù)不高、效率低的劣勢(shì)。如果采用普通的同步電動(dòng)機(jī)，也 需要?jiǎng)?lì)磁裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響了效率。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率提高的油 田抽油機(jī)控制系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式，該油田抽油機(jī)控制系統(tǒng) 包括三相整流器、IPM模塊、電動(dòng)機(jī)、DSP控制器模塊、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路以及電動(dòng)機(jī)位置和 轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊，其中，三相整流器將交流電壓整流為直流電壓提供給IPM模塊，所述IPM模 塊中包括逆變器電路，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的交流電壓，保護(hù)電路提供過(guò)電流保護(hù)、短路保 護(hù)、欠電壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)，所述電動(dòng)機(jī)為永磁同步電動(dòng)機(jī)，并且，在電動(dòng)機(jī)的行程范圍內(nèi) 設(shè)置上、下位置傳感器，DSP控制器模塊根據(jù)位置傳感器采集到的位置信號(hào)控制IPM模塊在 電動(dòng)機(jī)的上、下沖程中分別輸出不同頻率的電壓，使得電動(dòng)機(jī)上、下沖程轉(zhuǎn)速不同，從而無(wú) 級(jí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的上、下沖程速比。根據(jù)本實(shí)用新型的油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式，在DSP控制器模塊中采 用矢量控制算法來(lái)驅(qū)動(dòng)所述IPM模塊中的逆變器。根據(jù)本實(shí)用新型的油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式，電動(dòng)機(jī)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè) 模塊包括光電編碼器。根據(jù)本實(shí)用新型的油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)檢測(cè)光電編碼器發(fā) 出的正交脈沖信號(hào)，不僅可以得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，還可以得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。根據(jù)本實(shí)用新型的油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式，所述DSP控制器模塊借 助RS232總線或者CAN總線通訊接口與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。和異步電動(dòng)機(jī)相比，永磁同步電動(dòng)機(jī)不需要無(wú)功勵(lì)磁電流，因此相對(duì)效率更高，功 率因數(shù)高，力矩慣量比大，定子電流和定子電阻損耗減小，且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測(cè)、控制性能好。和 普通同步電動(dòng)機(jī)相比，永磁式同步電動(dòng)機(jī)省去了勵(lì)磁裝置，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了效率，因此， 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、損耗小、效率高的特點(diǎn)。同時(shí)，永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系 統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高動(dòng)態(tài)性能、大范圍的調(diào)速或定位控制。
圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的抽油機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的永磁同步電動(dòng)機(jī)變頻 器系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的抽油機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的永磁同步電動(dòng)機(jī)變頻 器系統(tǒng)中的DSP的外圍電路方塊圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更充分地理解本實(shí)用新型，以下將通過(guò)舉例的方式詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型 的抽油機(jī)控制系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，這并不構(gòu)成對(duì)本專利申請(qǐng)所請(qǐng)求保護(hù)的范 圍的限制。圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
的抽油機(jī)系統(tǒng)中的永磁同步電動(dòng)機(jī) 變頻器系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖，可分為主回路和控制回路。主回路包括三相整流電路和IPM模塊 (智能功率模塊)，三相整流電路的直流母線經(jīng)濾波電容接IPM模塊，IPM模塊中包含逆變 器主電路，產(chǎn)生輸出給永磁同步電動(dòng)機(jī)的電壓?？刂苹芈凡糠种饕娏鞑蓸与娐贰⒕幋a 器、DSP控制器模塊、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路以及各種I/O電路，例如面板I/O、上位機(jī)I/O等?？?制回路部分所執(zhí)行的功能主要包括電梯的運(yùn)行邏輯、速度曲線的設(shè)定、控制方案的實(shí)現(xiàn)、反 饋信號(hào)的處理等。典型地，采用TI公司的TMS320F2812作為處理器，該款DSP具有可高速 結(jié)構(gòu)和精簡(jiǎn)的指令集，并具有面向電動(dòng)機(jī)控制的PWM輸出單元、以及電壓、電流采樣用的多 路高速A/D轉(zhuǎn)換器，DSP內(nèi)核使面向電動(dòng)機(jī)控制的控制算法得以實(shí)現(xiàn)。另外，DSP芯片還設(shè) 計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的RS232及CAN總線通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊和控制。驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電 路中包括過(guò)電流保護(hù)、短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)。在本實(shí)用新型的抽油機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，是以DSP為核心來(lái)實(shí)現(xiàn)永磁同 步電動(dòng)機(jī)的控制方案，下面結(jié)合圖2進(jìn)一步說(shuō)明DSP芯片的外圍輸入、輸出信號(hào)。如圖2所 示，以方塊圖的方式示出了 DSP芯片的外圍電路。DSP的外圍電路模塊主要包括信號(hào)調(diào)理、 通訊接口、存儲(chǔ)器E2PR0M、碼盤接口、輔助電源、電源監(jiān)控、I/O端子信號(hào)、PWM輸出等，其中 I/O信號(hào)包括輸出控制系統(tǒng)中的繼電器(充電繼電器)通斷的信號(hào)。控制系統(tǒng)中的檢測(cè)信 號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路模塊的調(diào)制后輸入至DSP進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，DSP芯片通過(guò)通訊接口實(shí)現(xiàn)與 上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳送，碼盤接口輸出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)至DSP芯片，存儲(chǔ)器E2PR0M用來(lái)存儲(chǔ) 和交換DSP芯片工作計(jì)算過(guò)程中的各類數(shù)據(jù)。在對(duì)抽油機(jī)控制系統(tǒng)中的永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制中，關(guān)鍵是對(duì)IPM(智能功率模 塊)中的逆變器的控制。在永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制中，是依靠DSP芯片輸出PWM信號(hào)， 經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器主電路中的功率器件的通斷控制。利用IPM同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子具 有的電氣凸極性，即無(wú)傳感器也可檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)的速度、方向和旋轉(zhuǎn)角度、控制電動(dòng)機(jī)的旋 轉(zhuǎn)，同時(shí)接受上位機(jī)(PLC)控制中心的信號(hào)，實(shí)行對(duì)電動(dòng)機(jī)及整機(jī)的控制運(yùn)行。永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)所需檢測(cè)的用于矢量控制的量有整流電路的直流 母線電壓，三相交流電路中的兩相線電流，轉(zhuǎn)子的速度和位置，保護(hù)信號(hào)等等。檢測(cè)到的模 擬信號(hào)需要經(jīng)過(guò)模擬信號(hào)調(diào)理才能夠輸入DSP進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。例如，經(jīng)過(guò)霍爾傳感器得到的 電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)電阻轉(zhuǎn)換成為電壓信號(hào)。通過(guò)運(yùn)算放大器將該電壓信號(hào)調(diào)整到士2.75V的 范圍內(nèi)，然后利用一分壓電阻，將士2. 75V的范圍內(nèi)的電壓信號(hào)壓縮到0 +3V的范圍內(nèi)。最佳的是，利用一穩(wěn)壓管來(lái)起過(guò)載保護(hù)作用，將輸入電平箝位。在對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量中，利用的是增量式光電編碼器。轉(zhuǎn)盤上的窄槽(光柵) 與固定盤上的光柵相重合時(shí)，位于固定盤后面的光敏元件可接收到來(lái)自發(fā)光管的光線。當(dāng) 與電動(dòng)機(jī)軸相連的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)盤上的窄槽(光柵)不斷遮擋發(fā)光管發(fā)出的光線，在光敏 元件端分別產(chǎn)生相位相差90度的脈沖信號(hào)。這兩路脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離整型后，傳遞給DSP 芯片(TMS320F2812)中的正交編碼脈沖(QEP)電路，組成轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路。通過(guò)檢測(cè)光電編 碼器發(fā)出的正交脈沖信號(hào)，不僅可以得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，還可以得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。另 外，還有一個(gè)Z信號(hào)，送入DSP芯片(TMS320F2812)的CAP3中斷輸入口，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈， 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)Z中斷信號(hào)，Z中斷子程序就對(duì)QEP計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行一次清零，重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。但 是只用ABZ信號(hào)并不能確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置，而由光電編碼器輸出的UVW信號(hào)，經(jīng)過(guò) 調(diào)理后，送入TMS320F2812的三路AD轉(zhuǎn)換，可以大致確定轉(zhuǎn)子的初始位置，雖然并不精確， 有士30度電角度的位置誤差，但可以保證永磁電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不會(huì)反轉(zhuǎn)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，保護(hù)逆變器與電動(dòng)機(jī)能夠正常工作。除了在軟件中設(shè)置 保護(hù)程序，還應(yīng)當(dāng)有硬件保護(hù)電路。通過(guò)檢測(cè)三相(υ/v/w)中的兩相電流，例如IU與IV，通 過(guò)運(yùn)算放大器組成的加法器可以得到第三相電流，例如IW = -(IU+IV)。三相輸出電流的瞬 時(shí)值與給定的電流保護(hù)限進(jìn)行比較。當(dāng)電流超過(guò)保護(hù)限時(shí)，保護(hù)電路就產(chǎn)生一個(gè)過(guò)流保護(hù) 信號(hào)，封鎖變換器的開(kāi)關(guān)器件，使電流降到安全水平。另外，本實(shí)用新型中采用的IPM與常規(guī)的IGBT模塊相比有許多特點(diǎn)(1)驅(qū)動(dòng)電路與IGBT間距離很短，抗干擾性能較好。共需4組控制電源，上橋臂3 組，互相獨(dú)立；下橋臂三個(gè)驅(qū)動(dòng)器共用一組電源；(2)具有過(guò)電流保護(hù)(OC)和短路保護(hù)(SC)，模塊中任何一個(gè)IGBT過(guò)電流均可受 到保護(hù)；(3)欠電壓保護(hù)(UV)，當(dāng)控制電壓低于規(guī)定值時(shí)，進(jìn)行欠壓保護(hù)；(4)過(guò)熱保護(hù)(OT)，監(jiān)測(cè)IPM基板的溫度，當(dāng)溫度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，進(jìn)行保護(hù)；(5)誤動(dòng)作輸出報(bào)警輸出信號(hào)(Fo)，當(dāng)0C、SC、0T、和UV各種故障動(dòng)作時(shí)間持續(xù)一 定時(shí)間時(shí)，IPM即向外部發(fā)出誤動(dòng)作報(bào)警信號(hào)R)。由于IPM內(nèi)置保護(hù)電路，因此魯棒性大大提高。同時(shí)內(nèi)置相關(guān)外圍電路，縮短了系 統(tǒng)設(shè)計(jì)周期，縮小了整個(gè)系統(tǒng)體積。采用以永磁同步電動(dòng)機(jī)為核心的控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)和無(wú)級(jí)速度調(diào) 節(jié)，啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)和抽油設(shè)備無(wú)沖擊，電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)可由0. 3左右提高到0. 90以上，從而 減輕了電網(wǎng)及變壓器的負(fù)擔(dān)，降低了線損。操作方便，不需停產(chǎn)即可根據(jù)油井的實(shí)際供液能 力，動(dòng)態(tài)調(diào)整抽取速度。借助應(yīng)用矢量控制算法的永磁同步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速器，配以過(guò)程 控制、位置傳感等技術(shù)改造現(xiàn)有的抽油機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)油井節(jié)電、增效和增產(chǎn)，從而提高整個(gè) 有桿抽油系統(tǒng)的機(jī)采效率。為了實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)最大程度與不同油井的供液能力和原油物性相 配合，變頻控制柜一般需要提供上、下沖次獨(dú)立調(diào)節(jié)功能。上、下沖程的獨(dú)立調(diào)節(jié)，需要在抽油機(jī)上加裝感應(yīng)開(kāi)關(guān)，并將感應(yīng)開(kāi)關(guān)接到控制柜 內(nèi)部變頻器的控制端子，通過(guò)變頻器的多段速功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。需要合理設(shè)定上、下沖程兩個(gè)感 應(yīng)開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)的兩段速度。根據(jù)油井的供液量情況和粘稠度的不同，對(duì)于不同的油井，可以 分別采用慢提快放、快提慢放、慢提慢放、快提快放等不同的控制策略，以最大程度的適應(yīng)不同的井況，提高泵的充滿程度，減少泵的漏失，在不同的井況下取得最佳的節(jié)能效果。下面將舉例說(shuō)明采用本實(shí)用新型的以永磁同步電動(dòng)機(jī)為核心的抽油機(jī)系統(tǒng)的應(yīng) 用過(guò)程。應(yīng)用一動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程頻次動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程頻次，起到節(jié)電的效果。抽油機(jī)的沖程頻次可以通過(guò)機(jī)械 的方法調(diào)整，但一旦調(diào)好，不宜于經(jīng)常性的改動(dòng)，此外通過(guò)皮帶輪直徑調(diào)整的方法也是有限 的，不能動(dòng)態(tài)地適應(yīng)油井符合的需要?，F(xiàn)在，只要通過(guò)變頻調(diào)速則能動(dòng)態(tài)調(diào)整抽油機(jī)的轉(zhuǎn) 速，可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次，從而調(diào)整了泵的充滿度，提高抽取效率，增加原油產(chǎn)量，減少 了電動(dòng)機(jī)功率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能目的。通過(guò)RS485通信適配器能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)與油井示功設(shè) 備的連接，根據(jù)采集的信息按照要求預(yù)定的程序自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油桿的速度，最大限度地提高 采油的效率，節(jié)省能源。應(yīng)用二 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)抽油機(jī)上、下行程的速度通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)抽油機(jī)其上、下行的速度實(shí)現(xiàn)節(jié)能增產(chǎn)的目的。一共設(shè)有2個(gè)電流 工作頻率調(diào)節(jié)器，一個(gè)調(diào)節(jié)上行速度，一個(gè)調(diào)節(jié)下行速度，目的是確定一個(gè)調(diào)節(jié)上行速度使 之適合油田開(kāi)采速度，同時(shí)對(duì)低滲透油田能通過(guò)調(diào)節(jié)抽油機(jī)上、下行頻率從而可以改變上、 下行運(yùn)行時(shí)間，增加油井滲透時(shí)間，提高產(chǎn)量。采用現(xiàn)在的應(yīng)用永磁同步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速 技術(shù)，通過(guò)上、下四個(gè)點(diǎn)的位置傳感器控制變頻器上、下沖程輸出不同頻率的電壓，使得電 動(dòng)機(jī)上、下沖程轉(zhuǎn)速不同，可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)上、下沖程速比。采用的四個(gè)傳感器，其中二個(gè) 是控制抽油機(jī)運(yùn)行，另外二個(gè)是起保護(hù)作用，位置傳感器信號(hào)輸送至PLC，再傳送到控制器 的計(jì)算中心，控制抽油機(jī)上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位置傳感器系統(tǒng)發(fā)生故障不能準(zhǔn)確定位，起保 護(hù)作用的傳感器將啟動(dòng)強(qiáng)制保護(hù)，起停止或保護(hù)作用。此外，還可根據(jù)實(shí)際的需求分別調(diào)整每一沖程下行程的速度，可提高抽油機(jī)工作 時(shí)原油在泵的充滿度；而恰當(dāng)?shù)靥峁┥闲谐趟俣龋蓽p少在提升過(guò)程中的漏失系數(shù)，有效地 提高單位時(shí)間內(nèi)的原油產(chǎn)量，達(dá)到節(jié)電、節(jié)能的效果。應(yīng)用三無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)于多臺(tái)抽油機(jī)同時(shí)工作，可利用CDMA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)傳輸，此時(shí)，每臺(tái)抽油機(jī)相 當(dāng)于一臺(tái)CDMA手機(jī)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向控制中心傳輸各種我們所需的信息，了解油井抽油機(jī) 的運(yùn)行狀態(tài)，沖程、沖次，故障信息，并在第一時(shí)間排除故障，提高工作效率。應(yīng)用四實(shí)現(xiàn)油田管理自動(dòng)控制通過(guò)抽油機(jī)的控制器，可以實(shí)現(xiàn)油田整體控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)施監(jiān)控管理。通過(guò)中心控制 室，將各種指令傳輸?shù)匠橛蜋C(jī)的控制器，控制器接收到指令信息，按照原來(lái)內(nèi)部設(shè)定的程序 控制器監(jiān)督抽油機(jī)完成工作沖程、沖次、運(yùn)行或者停止，記錄原油生產(chǎn)活動(dòng)情況，再通過(guò)控 制器反饋給控制室，從而達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)管理的目的。本實(shí)用新型的永磁電動(dòng)機(jī)控制器除了驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)無(wú)需通常位置控制必須的傳 感器(PG)外，還具有下列特性全新的轉(zhuǎn)矩特性即使無(wú)傳感器，零速高轉(zhuǎn)矩，能夠做到以往難以做到的無(wú)傳感器 的同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)IPM電動(dòng)機(jī)時(shí)零速就能輸出高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即omin-1200%轉(zhuǎn)矩(可 測(cè)速范圍1 100)，這是立式抽油機(jī)的必備特性。平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，實(shí)行更平穩(wěn)的運(yùn)行。[0041]符合用途的瞬間停止措施可以選擇二種瞬時(shí)停電補(bǔ)償；停電時(shí)安全可靠節(jié)能先進(jìn)的節(jié)能控制技術(shù)，永磁同步電動(dòng)機(jī)加控制器屬于高效電動(dòng)機(jī)和變頻器 的節(jié)能控制同時(shí)使用，可以超越感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)超級(jí)節(jié)能。耐環(huán)境性耐濕、耐塵、耐油、耐環(huán)境的強(qiáng)化產(chǎn)品；噪音低；抑制電源高次諧波；適 合野外露天使用。
權(quán)利要求1.一種油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于包括三相整流器、IPM模塊、電動(dòng)機(jī)、DSP控制 器模塊、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路以及電動(dòng)機(jī)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊，其中，三相整流器將交流電壓整 流為直流電壓提供給IPM模塊，所述IPM模塊中包括逆變器電路，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的交 流電壓，驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路提供過(guò)電流保護(hù)、短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)，所述電動(dòng)機(jī) 為永磁同步電動(dòng)機(jī)，并且，在電動(dòng)機(jī)的行程范圍內(nèi)設(shè)置上、下位置傳感器，DSP控制器模塊根 據(jù)位置傳感器采集到的位置信號(hào)控制IPM模塊在電動(dòng)機(jī)的上、下沖程中分別輸出不同頻率 的電壓，使得電動(dòng)機(jī)上、下沖程的轉(zhuǎn)速不同，從而無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的上、下沖程速比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述DSP控制器模塊中 采用矢量控制算法來(lái)驅(qū)動(dòng)所述IPM模塊中的逆變器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)位置和轉(zhuǎn)速 檢測(cè)模塊包括光電編碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)檢測(cè)光電編碼器發(fā) 出的正交脈沖信號(hào)，不僅可以得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，還可以得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP控制器模塊借助 RS232總線或者CAN總線通訊接口與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種油田抽油機(jī)控制系統(tǒng)，其中的電動(dòng)機(jī)為永磁同步電動(dòng)機(jī)，該控制系統(tǒng)包括三相整流器、IPM模塊、電動(dòng)機(jī)、DSP控制器模塊、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路以及電動(dòng)機(jī)位置和轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊，其中，三相整流器將交流電壓整流為直流電壓提供給IPM模塊，所述IPM模塊中包括逆變器電路，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需的交流電壓，保護(hù)電路提供過(guò)電流保護(hù)、短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)。利用本專利申請(qǐng)的抽油機(jī)控制系統(tǒng)可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高效率，同時(shí)，永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高動(dòng)態(tài)性能、大范圍的調(diào)速或定位控制。
文檔編號(hào)H02P27/06GK201860286SQ20102028097
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者戴薇 申請(qǐng)人:戴薇