基于最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法
【專利摘要】基于最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法，屬于潛油電機節(jié)能控制領域。為了解決目前潛油電機在的電能消耗很大的問題。本發(fā)明包括：建立潛油電機輸出功率與負荷對應關系數據庫；進而再通過潛油電機溫度辨識，獲得潛油電機功耗、輸出功率與其定子溫度關系的等效關系；進而確定潛油電機負荷與變頻器壓頻比之間的關系，進而確定最佳壓頻比，對潛油電機進行控制，使?jié)撚碗姍C的總損耗最低；根據獲得最佳壓頻比對潛油電機進行控制。它用于控制潛油電機。
【專利說明】基于最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于潛油電機節(jié)能控制領域。

【背景技術】
[0002] 潛油電機一股在地下2km?3km深處工作，通過長線電纜與地面電源連接，由于井 下往往存在高含沙、高含氣及油位過低導致的出油量過低負荷情況,此時會導致電機工作 于欠載工作狀態(tài)，導致極大的電能浪費。由于現在能源緊缺的不足，實現油井的節(jié)能降耗迫 在眉睫。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了解決目前潛油電機在的電能消耗很大的問題，提供一種基于 最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法。
[0004] 基于最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法，它包括以下步驟：
[0005] 步驟一：通過判斷井下潛油電機負荷狀態(tài)，建立潛油電機輸出功率與負荷對應關 系數據庫；
[0006] 步驟二：根據步驟一建立的數據庫，通過潛油電機溫度辨識，獲得潛油電機功耗、 輸出功率與其定子溫度關系的等效關系；
[0007] 步驟三：通過步驟二獲得的等效關系，確定潛油電機負荷與變頻器壓頻比之間的 關系，進而確定最佳壓頻比，對潛油電機進行控制，使?jié)撚碗姍C的總損耗最低：
[0008] 當潛油電機負荷與變頻器壓頻比的關系為：
[0009]

【權利要求】
1. 基于最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法，其特征在于：它包括以下步驟： 步驟一：通過判斷井下潛油電機負荷狀態(tài)，建立潛油電機輸出功率與負荷對應關系數 據庫； 步驟二：根據步驟一建立的數據庫，通過潛油電機溫度辨識，獲得潛油電機功耗、輸出 功率與其定子溫度關系的等效關系； 步驟三：通過步驟二獲得的等效關系，確定潛油電機負荷與變頻器壓頻比之間的關系， 進而確定最佳壓頻比，對潛油電機進行控制，使?jié)撚碗姍C的總損耗最低： 當潛油電機負荷與變頻器壓頻比的關系為： , 2 2 Pi =3(yZnf7\7 -R，^ ^2=3-7-^^-時，潛油電機的總損耗 (zm + zr )Z s \Ζ," + Ζ, )Ζ π(60fs-mip) 最低，壓頻比k為最佳壓頻比； 上式中，P2為輸出功率，T2為電機的輸出轉矩，Z、4和Zm分別為總阻抗、定子阻抗、轉 子阻抗和勵磁阻抗術為轉子電阻；fs為定子頻率；S為轉差率；np為極對數；k為壓頻比；η 為潛油電機的轉速； 根據獲得最佳壓頻比對潛油電機進行控制。
2. 根據權利要求1所述的基于最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法，其特征在 于：步驟一中，建立潛油電機輸出功率與負荷對應關系數據庫為： Pi = Ρ2+ Σ Ρ, Σ Ρ - Pcul +Pcu2+Pfw+Ps +Ppe ? η = p2/P! ·ιοο%= p2/(p2+ Σ ρ) ·ιοο%, 其中，Pi為輸入有功功率，P〇a為定子銅耗，PFe為定子鐵耗，P〇：2為轉子銅耗，p fw為機械 損耗，雜散損耗：PS = W^+Wh，W&為定子雜散損耗，W&為定子雜散損耗，P2為輸出功率， η為電機效率。
3. 根據權利要求2所述的基于最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法，其特征在 于： 步驟三中，通過步驟二獲得的等效關系，確定潛油電機負荷與變頻器壓頻比之間的關 系，進而確定最佳壓頻比，對潛油電機進行控制，使?jié)撚碗姍C的總損耗最低的方法為： 根據步驟二獲得的等效關系，確定潛油電機的損耗包括定子銅耗、轉子銅耗和定子鐵 耗； Ρ = 3----R Fe (Zn + Zr)Z m， Ρα為定子銅耗與轉子銅耗之和，PFe為定子鐵耗； 當銅耗P&和定子鐵耗PFe相等時，潛油電機的總損耗最低，此時， P -3 ZJfs 2l-^n T Z，M 2 30?, " . 2 {Zm+Z,.)z Sr， 2 {zm+zr)z p(6i)fs-nnp) r， 且壓頻比k為最佳壓頻比，根據壓頻比k對潛油電機進行控制。
4. 根據權利要求1或雜所述的最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法，其特征在 于： 步驟三中，根據獲得最佳壓頻比對潛油電機進行控制的方法為： 當潛油電機的運行狀態(tài)異常時，獲得定子電流有效值，進而獲得此時潛油電機的運行 頻率，根據該潛油電機的最佳壓頻比，進行降壓降頻調速控制。
5. 根據權利要求1或雜所述的最佳壓頻比控制的潛油電機節(jié)能控制方法，其特征在 于： 步驟三中，根據獲得最佳壓頻比對潛油電機進行控制的方法為： 當潛油電機的運行狀態(tài)異常時，獲得定子電流有效值，進而獲得此時潛油電機的運行 頻率，根據所述潛油電機的分段恒壓頻比曲線，結合該潛油電機的最佳壓頻比，進行降壓降 頻調速控制； 所述潛油電機的分段恒壓頻比曲線的獲取方法為：所述潛油電機在不同負載、不同電 壓和不同頻率進行試驗，獲取每個負載效率最高的電壓和頻率，根據獲取的電壓和頻率繪 制分段恒壓頻比曲線。
【文檔編號】H02P27/04GK104270061SQ201410538269
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】王立國, 張淋, 張希月, 徐殿國, 蔣清月, 張海聰, 李振宇, 楊喆, 李雪云, 于健雄 申請人:哈爾濱工業(yè)大學