[發明專利]游梁式抽油機液壓混合動力驅動系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201510489715.2
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN105064957A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 王昕;劉昕暉;梁燚杰
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;F16H47/02;F15B21/08;F15B1/02
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種游梁式抽油機液壓混合動力驅動系統，其特征在于：包括機械驅動單元、液壓蓄能單元、控制器，所述機械驅動單元結構是：驅動電機輸出軸與齒輪泵馬達組中的I號齒輪泵馬達的輸入軸通過聯軸器剛性連接，其余各齒輪泵馬達采用通軸連接，其共同輸出軸通過超越離合器與皮帶輪連接；

所述的液壓蓄能單元由油箱、電磁換向閥組、溢流閥、蓄能器組成，其中油箱用于向系統提供液壓油液；

所述的控制器用于采集信號，該信號包括蓄能器壓力信號、抽油機曲柄軸轉角信號，輸出控制信號，該輸出控制信號為電磁換向閥組的數字開關信號。

2.根據權利要求1所述的游梁式抽油機液壓混合動力驅動系統，其特征在于：所述齒輪泵馬達組共有n個不同排量的齒輪泵馬達組成，n為大于2的自然數，可得到2ⁿ-1級排量級數，不包括零排量，齒輪泵馬達的排量從小到大排列為q1、q2、q3…..qn，第n個齒輪泵馬達的排量與最小排量的數學關系為：qn＝q1×2^n-1。

3.根據權利要求1所述的游梁式抽油機液壓混合動力驅動系統，其特征在于：所述超越離合器采用滾珠式超越離合器和棘輪式超越離合器。

4.根據權利要求1所述的游梁式抽油機液壓混合動力驅動系統，其特征在于：所述驅動電機為三相異步交流電動機，其功率與型號與所采用的游梁式抽油機匹配。

5.根據權利要求1所述的游梁式抽油機液壓混合動力驅動系統，其特征在于：所述電磁換向閥組中采用的換向閥是具有Y型或P型中位機能的三位四通電磁換向閥。

6.根據權利要求1所述的游梁式抽油機液壓混合動力驅動系統，其特征在于：所述蓄能器的體積是10L-40L。

7.如權利要求1所述的游梁式抽油機液壓混合動力驅動系統的控制方法，其特征在于，包括下列步驟：

(1)信號檢測：控制器采集蓄能器壓力信號、抽油機曲柄軸轉角信號，并存儲至內部存儲單元；

(2)工況選擇：根據所采集的抽油機曲柄轉角信號，判斷齒輪泵馬達組是工作于泵工況還是馬達工況；

(3)齒輪泵馬達組排量計算：根據液壓馬達轉矩公式：T＝Pq/2π，其中轉矩T為負載轉矩與目標轉矩的差值，P為壓力檢測表檢測的蓄能器壓力信號，得目標排量q，從q1,q2,q3,q1+q2,q1+q3,q2+q3,q1+q2+q3，…q1+q2+q3+…qn中選取最接近q的方案并用于控制電磁換向閥組，由控制器控制電磁換向閥組，實現對齒輪泵馬達組的排量控制。