[實(shí)用新型]抽油機(jī)控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920032709.4
• 申請日: 2009-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN201393194Y
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田樹貴;張潔;本翔
• 申請（專利權(quán)）人: 西安寶美電氣工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): H02P6/08
• 分類號(hào): H02P6/08;G05B19/418;E21B43/00
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李 罡

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種抽油機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，現(xiàn)有的抽油機(jī)采用交流電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，交流電機(jī)的控制用一個(gè)開關(guān)。這樣在使用中，電機(jī)直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流大，會(huì)引起供電電壓下降；且功率因數(shù)低，電力能耗大，這是因?yàn)楫?dāng)電機(jī)啟動(dòng)后，不是根據(jù)負(fù)載變化來調(diào)節(jié)輸出功率大小，而是無論負(fù)載如何變化輸出同樣的功率，而輸出功率的大小一般根據(jù)最大負(fù)載來確定，但實(shí)際上很多時(shí)候負(fù)載遠(yuǎn)小于最大負(fù)載，這樣使能量嚴(yán)重?fù)p耗；同時(shí)，缺相和過載無法保護(hù)，導(dǎo)致電機(jī)燒壞。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種反應(yīng)能力強(qiáng)，能耗小和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作控制的抽油機(jī)控制系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

抽油機(jī)控制系統(tǒng)，包括動(dòng)力裝置永磁直流無刷電機(jī)、DSP控制板、驅(qū)動(dòng)板；其中，

所述的永磁直流無刷電機(jī)連接各個(gè)系統(tǒng)，包括DSP控制板、顯示板和電源板，用于給抽油機(jī)提供動(dòng)力；

所述的DSP控制板還連接有驅(qū)動(dòng)板和PC，用于采集數(shù)據(jù)和處理，通過RS485通信將檢測和控制情況發(fā)送到PC上顯示，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)出相應(yīng)的控制指令；

所述的驅(qū)動(dòng)板還連接有電源板和功率逆變器；

所述的DSP控制板是根據(jù)負(fù)載大小變化調(diào)節(jié)加到定子側(cè)的電壓值，進(jìn)而確定永磁直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

所述DSP控制板與顯示板是通過串行通信來傳輸數(shù)據(jù)。

所述的DSP控制板采用的芯片是TMS320F2812。

所述的驅(qū)動(dòng)板采用的芯片是IR2132S。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下：

本實(shí)用新型采用永磁直流無刷電機(jī)作為原動(dòng)力，以DSP控制板為抽油機(jī)的控制系統(tǒng)，并采用專用直流無刷電機(jī)控制芯片TMS320F2812，省去了機(jī)械的電刷和換向器，避免了過大的機(jī)械沖擊，減少了能耗，且具有極高的及時(shí)性和可靠性；同時(shí)添加遙測，利用遙控技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作控制。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的示意框圖。

具體實(shí)施方式

參見附圖1對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述：

抽油機(jī)控制系統(tǒng)，包括動(dòng)力裝置永磁直流無刷電機(jī)1、DSP控制板2、驅(qū)動(dòng)板3；其中，

永磁直流無刷電機(jī)1連接各個(gè)系統(tǒng)，包括DSP控制板2、顯示板5和電源板6，用于給抽油機(jī)8提供動(dòng)力；

DSP控制板2還連接有驅(qū)動(dòng)板3和PC4，用于采集數(shù)據(jù)和處理，通過RS485通信將檢測和控制情況發(fā)送到PC4上顯示，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)出相應(yīng)的控制指令；

驅(qū)動(dòng)板3還連接有電源板6和功率逆變器7；

DSP控制板2是根據(jù)負(fù)載大小變化調(diào)節(jié)加到定子側(cè)的電壓值，進(jìn)而確定永磁直流無刷電機(jī)1的轉(zhuǎn)速。

所述的DSP控制板2采用的芯片是TMS320F2812；

所述的驅(qū)動(dòng)板3采用的功率驅(qū)動(dòng)芯片是IR2132S，三相全橋逆變電路由六片IGTB管組成，R2132S芯片可同時(shí)控制六個(gè)大功率管的導(dǎo)通和關(guān)斷順序，從而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)；IR2132S芯片引腳“HIN”和“LIN”接DSP控制板2輸出的其中兩路PWM觸發(fā)控制信號(hào)，觸發(fā)控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)板3功率放大后，通過引腳經(jīng)兩個(gè)限流電阻分別接至兩個(gè)功率管的柵極，來控制功率管的通斷。

所述DSP控制板2與顯示板5是通過串行通信來傳輸數(shù)據(jù)，在顯示功能的設(shè)計(jì)上，選用上位機(jī)界面；在PC上，利用LabVIEW8.20強(qiáng)大圖形功能設(shè)計(jì)了一個(gè)上位機(jī)的控制界面。

參見圖1，抽油機(jī)控制系統(tǒng)可設(shè)置在需要顯示和控制的場所，比如辦公室、鉆臺(tái)處，整個(gè)系統(tǒng)主要是通過DSP控制板2來控制實(shí)現(xiàn)的，完成檢測、控制和顯示三大功能。檢測包括電機(jī)負(fù)載、轉(zhuǎn)速、位置和電流；控制包括電機(jī)的啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)速及報(bào)警輸出；顯示分為兩部分，在DSP控制部分，是通過RS485通信將檢測和控制情況發(fā)送到PC4上進(jìn)行顯示，來調(diào)節(jié)相應(yīng)的控制指令。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要一直檢測的量有：轉(zhuǎn)速、位置和電流，最終目的是控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速的大小是根據(jù)負(fù)載大小來確定，在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的同時(shí)監(jiān)視電機(jī)的相位和電流，一旦發(fā)現(xiàn)異常則立即停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。本裝置采用閉環(huán)控制，在給出控制指令后，不斷采集電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速和負(fù)載，根據(jù)實(shí)際負(fù)載大小來確定電機(jī)的預(yù)定轉(zhuǎn)速，根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)速修正控制信號(hào)，直到電機(jī)穩(wěn)定到預(yù)定轉(zhuǎn)速上。