專利名稱：潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)，尤指一種潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
油田開(kāi)采后期，采出液的綜合含油量逐漸減少，為進(jìn)一步提高采收率，潛油永磁同步直線電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率因數(shù)高、效率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)行平穩(wěn)、過(guò)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為先進(jìn)潛油電機(jī)的主要發(fā)展方向。目前對(duì)于永磁同步電機(jī)的控制主要有幾種方法，例如VVVF控制、矢量控制等。VVVF控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，通常無(wú)需從電機(jī)端部引出速度、位置等反饋信號(hào)。 由于沒(méi)有引入反饋信號(hào)，無(wú)法即時(shí)觀測(cè)電機(jī)狀態(tài)，不能精確控制轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩。矢量控制的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，精確的速度控制。但是，矢量控制系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)子磁鏈定向， 要進(jìn)行坐標(biāo)變換，運(yùn)算量很大，而且還要考慮電機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，使得系統(tǒng)比較復(fù)雜。由于直線電機(jī)為上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以以上兩種方法很難達(dá)到控制要求。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種利用PLC以及變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)，包括三相電源、 PLC控制器、變頻器和濾波器，三相電源與變頻器連接，變頻器與濾波器連接，濾波器與潛油永磁同步直線電機(jī)相連，PLC控制器接入變頻器，其中，變頻器用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部監(jiān)視以及與PLC控制器通訊；PLC控制器用于對(duì)潛油永磁同步直線電機(jī)的運(yùn)行方式進(jìn)行控制；濾波器用于濾掉變頻器中產(chǎn)生的有害諧波。進(jìn)一步，三相電源和變頻器之間還依次串接有塑殼斷路器和熔斷器，塑殼斷路器用于控制三相電源的通斷；熔斷器用于在輸入電流達(dá)到熔斷器的額定值時(shí)，斷開(kāi)電路。進(jìn)一步，變頻器的輸出端還接有電壓表和電流表，用于測(cè)量變頻器輸出端電壓和電流。進(jìn)一步，PLC控制器還連接有控制面板，用于向變頻器發(fā)送命令。本實(shí)用新型的潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)，利用PLC對(duì)電機(jī)的運(yùn)行方式進(jìn)行編程，通過(guò)編程可以很好的控制電機(jī)的運(yùn)行方向、運(yùn)行時(shí)間和停止時(shí)間等參數(shù)，再通過(guò)變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。對(duì)變頻器內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部監(jiān)視，系統(tǒng)對(duì)于過(guò)流、短路、過(guò)載、缺相、過(guò)溫、欠壓和過(guò)壓等問(wèn)題具有保護(hù)功能。利用濾波器解決潛油電機(jī)長(zhǎng)電纜產(chǎn)生的諧波放大問(wèn)題，濾波器可以很好的濾掉變頻器中產(chǎn)生的有害諧波，使基波分量占總體的92%以上，減少電機(jī)發(fā)熱，使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)可以很好地對(duì)潛油永磁同步直線電機(jī)進(jìn)行控制，可以使電機(jī)的轉(zhuǎn)速平滑改變，并且減少因使用長(zhǎng)電纜而產(chǎn)生的諧波，減少電機(jī)發(fā)熱，操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)性廣泛。
圖1為本實(shí)用新型的潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)的原理圖；圖2為本實(shí)用新型的潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)的電路圖。 具體實(shí)施方式
如圖1和2所示，本實(shí)用新型的潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)，包括三相電源1、 PLC控制器2、TD400控制面板、變頻器3和濾波器4，三相電源1與變頻器2連接，變頻器 2與濾波器4連接，濾波器4與潛油永磁同步直線電機(jī)相連，PLC控制器2接入變頻器3，其中，變頻器3用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部監(jiān)視以及與PLC控制器通訊；通過(guò)連接到變頻器I/O 口的指示燈、按鈕和旋鈕，以及與PLC的通訊，可以將從TD400發(fā)送的命令在變頻器中執(zhí)行， 完成相應(yīng)的動(dòng)作。如電機(jī)啟停，上下行等。利用對(duì)ACS800變頻器內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部監(jiān)視，系統(tǒng)對(duì)于過(guò)流、短路、過(guò)載、缺項(xiàng)、過(guò)溫、欠壓和過(guò)壓等問(wèn)題具有保護(hù)功能。本實(shí)施例中PLC控制器2采用S7-200PLC，該設(shè)備主要通過(guò)編程完成預(yù)先設(shè)定好的控制目的，本系統(tǒng)通過(guò)PLC的程序，通過(guò)與其相連的控制面板TD400完成對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)/停止、上/下行、上/下行速度、上/下行停止時(shí)間等動(dòng)作的控制信號(hào)通過(guò)RS484通訊線發(fā)送給變頻器，變頻器得到命令后開(kāi)始執(zhí)行相應(yīng)的命令對(duì)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。濾波器4，利用濾波器解決潛油電機(jī)長(zhǎng)電纜產(chǎn)生的諧波放大問(wèn)題，濾波器可以很好的濾掉變頻器中產(chǎn)生的有害諧波，使基波分量占總體的92%以上，減少電機(jī)發(fā)熱量，使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。此外，三相電源1和變頻器2之間還依次串接有塑殼斷路器和熔斷器，塑殼斷路器用于控制三相電源1的通斷；熔斷器用于在輸入電流達(dá)到熔斷器的額定值時(shí)，斷開(kāi)電路，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。變頻器2的輸出端還接有電壓表(IPVl)和電流表(1PA1)，用于測(cè)量變頻器2輸出端電壓和電流。本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)利用PLC對(duì)電機(jī)的運(yùn)行方式進(jìn)行編程，通過(guò)編程可以很好的控制電機(jī)的運(yùn)行方向、運(yùn)行時(shí)間和停止時(shí)間等參數(shù)，再通過(guò)變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，達(dá)到了較好的控制電機(jī)的目的。需要指出的是根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
所做出的任何變形，均不脫離本實(shí)用新型的精神以及權(quán)利要求記載的范圍。
權(quán)利要求1.潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括三相電源、PLC控制器、變頻器和濾波器，三相電源與變頻器連接，變頻器與濾波器連接，濾波器與潛油永磁同步直線電機(jī)相連，PLC控制器接入變頻器，其中，變頻器用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部監(jiān)視以及與PLC控制器通訊；PLC控制器用于對(duì)潛油永磁同步直線電機(jī)的運(yùn)行方式進(jìn)行控制；濾波器用于濾掉變頻器中產(chǎn)生的有害諧波。
2.如權(quán)利要求1所述的潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，三相電源和變頻器之間還依次串接有塑殼斷路器和熔斷器，塑殼斷路器用于控制三相電源的通斷；熔斷器用于在輸入電流達(dá)到熔斷器的額定值時(shí)，斷開(kāi)電路。
3.如權(quán)利要求1所述的潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，變頻器的輸出端還接有電壓表和電流表，用于測(cè)量變頻器輸出端電壓和電流。
4.如權(quán)利要求1所述的潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，PLC控制器還連接有控制面板，用于向變頻器發(fā)送命令。
專利摘要本實(shí)用新型的潛油永磁同步直線電機(jī)控制系統(tǒng)，包括三相電源、PLC控制器、變頻器和濾波器，三相電源與變頻器連接，變頻器與濾波器連接，濾波器與潛油永磁同步直線電機(jī)相連，PLC控制器接入變頻器，其中，變頻器用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部監(jiān)視以及與PLC控制器通訊；PLC控制器用于對(duì)潛油永磁同步直線電機(jī)的運(yùn)行方式進(jìn)行控制；濾波器用于濾掉變頻器中產(chǎn)生的有害諧波。本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)可以很好地對(duì)潛油永磁同步直線電機(jī)進(jìn)行控制，可以使電機(jī)的轉(zhuǎn)速平滑改變，并且減少因使用長(zhǎng)電纜而產(chǎn)生的諧波，減少電機(jī)發(fā)熱，操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)性廣泛。
文檔編號(hào)H02P6/08GK201976052SQ201020686558
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者張慶生, 江樹(shù)德, 白冰, 高又炘 申請(qǐng)人:萬(wàn)奧普(北京)石油工程技術(shù)開(kāi)發(fā)研究院有限公司, 大慶德美特爾泵業(yè)制造有限公司