[發(fā)明專利]一種基于變速驅(qū)動的電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線優(yōu)化方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710200766.8
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN108661899B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 檀朝東;陳見成;楊若谷;宋健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京);北京雅丹石油技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號: F04B49/20
• 分類號: F04B49/20
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

1.一種基于變速驅(qū)動的電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

將電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線進(jìn)行傅立葉級數(shù)的展開；

計算在電機(jī)變速驅(qū)動下的抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律、電機(jī)扭矩、桿柱應(yīng)力和井下泵功圖；

根據(jù)所述懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律和井下泵功圖，計算電機(jī)變速驅(qū)動下的產(chǎn)液量；

其中，計算此電機(jī)變速驅(qū)動下產(chǎn)液量，通過計算柱塞有效長度計算一個沖程內(nèi)的液體量，計算上下沖程時間，求解產(chǎn)液量；

產(chǎn)液量計算公式為：

其中，Vol(ψ)是一個沖程內(nèi)的液體量，單位為m³/s；T(ψ)是應(yīng)用此電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線的實(shí)際沖程周期，單位為s；

其中，Vol(ψ)＝A_pU_p(ψ)-T_U(ψ)V_TV-T_D(ψ)V_SV；

上式中，

A_p表示柱塞截面積，單位為m²；

U_p(ψ)表示柱塞內(nèi)有效沖程長度，單位為m；

T_U(ψ)表示上沖程時間，單位為s；

T_D(ψ)表示下沖程時間，單位為s；

V_TV表示單位時間內(nèi)游動閥漏失量，單位為m³/s；

V_SV表示單位時間內(nèi)固定閥漏失量，單位為m³/s；

因此，

c(ψ)＝T_U(ψ)/T(ψ)；

T_U、T_D分別為上沖程時間和下沖程時間；

對于游梁式抽油機(jī)，沖程周期可通過下式計算時間t(s)與桿柱位移之間的關(guān)系式：

其中，i_MB為電機(jī)輸出軸到減速箱輸出軸的傳動比，為曲柄轉(zhuǎn)角與桿柱位移之間的導(dǎo)數(shù)，在抽油機(jī)幾何尺寸確實(shí)情況下，可通過抽油機(jī)運(yùn)動模型求出；在預(yù)先給定電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ和傳動比的情況下，可以通過電機(jī)轉(zhuǎn)速求出曲柄轉(zhuǎn)速，進(jìn)而得出時間周期T；

設(shè)計變量，將所述產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩和桿柱應(yīng)力作為所述變量的函數(shù)，并建立所述產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩、桿柱應(yīng)力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的約束條件，將電機(jī)能耗作為目標(biāo)函數(shù)，設(shè)定收斂條件，生成優(yōu)化后的電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線；

所述計算在電機(jī)變速驅(qū)動下的桿柱應(yīng)力和井下泵功圖，具體包括：

根據(jù)變速驅(qū)動下振動載荷和慣性載荷的影響，采用三維桿管液波動方程和中心差分法計算所述桿柱應(yīng)力和井下泵功圖；

所述設(shè)計變量，將所述產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩和桿柱應(yīng)力作為所述變量的函數(shù)，并建立所述產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩、桿柱應(yīng)力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的約束條件，將電機(jī)能耗作為目標(biāo)函數(shù)，設(shè)定收斂條件，生成優(yōu)化后的電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線，具體包括：

1、設(shè)計變量

將電機(jī)實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速ψ(s)展開成傅立葉級數(shù)形式為：

其中，i＝1,2,...,N；

令：p＝[p₁,p₂,...,p_2N]＝[a₁...a_N,b₁...b_N]；

通過不同的a₁～a_N、b₁～b_N的組合，以得到不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速隨懸點(diǎn)位移的變化曲線，因此將p＝[p₁,p₂,...,p_2N]作為優(yōu)化的設(shè)計變量，且ψ(s)為ψ[p](s)；

2、建立目標(biāo)函數(shù)

電機(jī)能耗計算公式為：

電機(jī)能耗是電機(jī)做功W(ψ)和沖程周期T(ψ)的函數(shù)，而W(ψ)和T(ψ)又是電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ的函數(shù)，所以將整個目標(biāo)函數(shù)設(shè)定為：E＝min{E(ψ)}；

考慮到設(shè)計變量p＝[p₁,p₂,...,p_2N]＝[a₁...a_N,b₁...b_N]，故此時目標(biāo)函數(shù)表示為：E＝min{E(p₁,p₂...p_2N-1,p_2N)}；

3、建立約束條件

1)建立油井產(chǎn)液量Q(ψ)約束條件

為了滿足油井產(chǎn)液量一定，需設(shè)定：Q(ψ)≥Q₀；Q₀為設(shè)定的初始產(chǎn)液量，油井產(chǎn)液量不小于該初始產(chǎn)液量；

2)建立抽油桿柱應(yīng)力σ(ψ,x)約束條件

由三維桿管液波動方程求解得出任意點(diǎn)任意時刻抽油桿柱應(yīng)力大小分布，在沖程周期T內(nèi)整個抽油桿柱任意點(diǎn)的最大和最小應(yīng)力不超過修正Goodman圖規(guī)定的應(yīng)力范圍：

Goodman圖規(guī)定的最小應(yīng)力為：

Goodman圖規(guī)定的最大應(yīng)力：

其中，SF為安全系數(shù)，ψ為電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線，x為位移，t為時間；

3)建立電機(jī)扭矩T_d(ψ,t)約束條件

T_d(ψ,t)≥T_dmin；

T_d(ψ,t)≤T_dmax(ψ(t))；

其中：T_dmin是最小的準(zhǔn)許扭矩，T_dmax是電機(jī)在轉(zhuǎn)速ψ(t)下可提供的最大扭矩；

4)建立電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ約束條件

由于抽油機(jī)是周期性運(yùn)動，電機(jī)轉(zhuǎn)速必須滿足在一個沖程的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)相等，且轉(zhuǎn)速峰值不大于限定值：

ψ(0)＝ψ(s₀)；

ψ(s)≤ψ_max；

其中，s∈(0,s₀)，s為位移，s₀為沖程；

4、建立優(yōu)化算法

將整個最優(yōu)化問題寫成標(biāo)準(zhǔn)形式：

min?E＝min{E(p₁,p₂...p_2N-1,p_2N)}

s.t.

其中，電機(jī)能耗E(ψ[p])、油井產(chǎn)液量Q(ψ[p])、電機(jī)扭矩T_d(ψ[p],s)和抽油桿應(yīng)力σ(ψ[p],x,t)都受電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ[p](s)的影響，因此可以將產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩和抽油桿應(yīng)力看成是參數(shù)向量p的函數(shù)：

E[p]＝E(ψ[p])；

Q[p]＝Q(ψ[p])；

T_d[p](s)＝T_d(ψ[p],s)，s∈(0,s₀)；

σ[p](x,t)＝σ(ψ[p],x,t)，x∈(0,L)，t∈(0,T)；

即優(yōu)化算法為：給定一組初始值p＝p₀，尋找一組δp＝[δp₁,δp₂,...,δp_2N]，使得油井產(chǎn)液量Q[p₀+δp]、桿柱應(yīng)力σ[p₀+δp]和電機(jī)扭矩T_d[p₀+δp]滿足約束條件，同時使電機(jī)能耗E[p₀+δp]達(dá)到最小；由于產(chǎn)液量Q、電機(jī)扭矩T、抽油桿應(yīng)力σ和電機(jī)能耗E關(guān)于參數(shù)向量p的函數(shù)是高度非線性的，需要將非線性優(yōu)化問題轉(zhuǎn)為線性的，為此，應(yīng)用泰勒級數(shù)近似法，將產(chǎn)液量Q(ψ[p])、電機(jī)扭矩T_d(ψ[p],s)、抽油桿應(yīng)力σ(ψ[p],x,t)和電機(jī)能耗E(ψ[p])函數(shù)在點(diǎn)p₀處進(jìn)行一階泰勒展開，展開式如下：

其中偏導(dǎo)數(shù)采用差分形式計算：

式中：

Δp_i＝[0,...,Δp_i,...,0]；

T[p]＝T(ψ[p])；

在計算偏導(dǎo)數(shù)時Δp_i必須要確保非線性問題快速收斂，由于將非線性問題近似線性問題來解決，為了控制來自近似化處理所帶來的誤差，需要設(shè)置附加的約束條件：

|δp_i|μΔp_i，i＝1,2,...,2N；

其中μ初始值設(shè)為1，如果收斂遇到問題，則減小μ值；

將高度的非線性問題轉(zhuǎn)化成簡單的線性優(yōu)化問題，即尋找參數(shù)向量δp，使得E[p₀+δp]取得最小；

設(shè)置整個優(yōu)化的收斂條件為：

其中ε為收斂點(diǎn)的閾值；

所述計算電機(jī)變速驅(qū)動下的抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律，具體包括：

采用復(fù)變矢量法計算電機(jī)變速驅(qū)動下的抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律，包括計算懸點(diǎn)位移、懸點(diǎn)速度以及懸點(diǎn)加速度；

(1)懸點(diǎn)位移S_c計算

懸點(diǎn)位移公式為：

其中，為抽油機(jī)游梁的后壁與基桿所形成的夾角；為當(dāng)抽油機(jī)懸點(diǎn)位移運(yùn)行到上死點(diǎn)時，取得的最大值；A表示游梁前臂長度，單位為m；

(2)懸點(diǎn)速度v_c求計算

游梁擺角的角速度：

懸點(diǎn)速度表達(dá)式：v_c＝Aω_b

在抽油機(jī)柔性變速控制運(yùn)動下，公式中ω_c不再是固定值，它是關(guān)于電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ(s)的函數(shù)，在抽油機(jī)運(yùn)行的一個完整的沖程中，曲柄轉(zhuǎn)角θ與曲柄角速度ω_c一一對應(yīng)，因此可以計算出懸點(diǎn)速度v_c在整個沖程中的變化規(guī)律；

(3)懸點(diǎn)加速度求解

懸點(diǎn)加速度計算公式為：

其中：

TF表示扭矩因數(shù)；

R表示曲柄半徑，單位為m；

P表示連桿長度，單位為m；

C表示游梁后臂長度，單位為m；

K表示基桿長度，單位為m；

A表示游梁前臂長度，單位為m；

I表示游梁前后臂中心和曲柄輸出軸之間的距離，單位為m；

ω_c表示曲柄角速度，單位為rad/s；

所述計算電機(jī)變速驅(qū)動下的電機(jī)扭矩，具體包括：

其中，

T_d為所述電機(jī)變速驅(qū)動下的電機(jī)扭矩，單位為kN·m；

T_nh為減速箱輸出軸扭矩，單位為kN·m；

J_p為等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

J_p3為曲柄軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

ε為曲柄轉(zhuǎn)動的角加速度，單位為1/s²；

η_m為由電機(jī)軸到曲柄軸的傳動效率；

m為指數(shù)，T_d0時，m＝1；T_d0時，m＝-1；

其中，等效轉(zhuǎn)動慣量由電機(jī)軸等效轉(zhuǎn)動慣量、減速箱輸入軸等效轉(zhuǎn)動慣量、減速箱中間軸等效轉(zhuǎn)動慣量、曲柄軸等效轉(zhuǎn)動慣量等組成；

等效轉(zhuǎn)動慣量為：

其中：

J_p0表示電機(jī)軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

J_p1表示減速箱輸入軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

J_p2表示減速箱中間軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

J_p3表示曲柄軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

i₁、i₂表示抽油機(jī)減速箱及低速級的傳動比。

2.一種基于變速驅(qū)動的電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線優(yōu)化裝置，其特征在于，包括：

傅立葉展開模塊，用于將電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線進(jìn)行傅立葉級數(shù)的展開；

參數(shù)計算模塊，用于計算在電機(jī)變速驅(qū)動下的抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律、電機(jī)扭矩、桿柱應(yīng)力和井下泵功圖；

產(chǎn)液量計算模塊，用于根據(jù)所述懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律和井下泵功圖，計算電機(jī)變速驅(qū)動下的產(chǎn)液量；

其中，計算此電機(jī)變速驅(qū)動下產(chǎn)液量，通過計算柱塞有效長度計算一個沖程內(nèi)的液體量，計算上下沖程時間，求解產(chǎn)液量；

產(chǎn)液量計算公式為：

其中，Vol(ψ)是一個沖程內(nèi)的液體量，單位為m³/s；T(ψ)是應(yīng)用此電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線的實(shí)際沖程周期，單位為s；

其中，Vol(ψ)＝A_pU_p(ψ)-T_U(ψ)V_TV-T_D(ψ)V_SV；

上式中，

A_p表示柱塞截面積，單位為m²；

U_p(ψ)表示柱塞內(nèi)有效沖程長度，單位為m；

T_U(ψ)表示上沖程時間，單位為s；

T_D(ψ)表示下沖程時間，單位為s；

V_TV表示單位時間內(nèi)游動閥漏失量，單位為m³/s；

V_SV表示單位時間內(nèi)固定閥漏失量，單位為m³/s；

因此，

c(ψ)＝T_U(ψ)/T(ψ)；

T_U、T_D分別為上沖程時間和下沖程時間；

對于游梁式抽油機(jī)，沖程周期可通過下式計算時間t(s)與桿柱位移之間的關(guān)系式：

其中，i_MB為電機(jī)輸出軸到減速箱輸出軸的傳動比，為曲柄轉(zhuǎn)角與桿柱位移之間的導(dǎo)數(shù)，在抽油機(jī)幾何尺寸確實(shí)情況下，可通過抽油機(jī)運(yùn)動模型求出；在預(yù)先給定電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ和傳動比的情況下，可以通過電機(jī)轉(zhuǎn)速求出曲柄轉(zhuǎn)速，進(jìn)而得出時間周期T；

優(yōu)化模塊，用于設(shè)計變量，將所述產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩和桿柱應(yīng)力作為所述變量的函數(shù)，并建立所述產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩、桿柱應(yīng)力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的約束條件，將電機(jī)能耗作為目標(biāo)函數(shù)，設(shè)定收斂條件，生成優(yōu)化后的電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線；

所述參數(shù)計算模塊包括：

桿柱應(yīng)力和泵功圖計算單元，用于計算在電機(jī)變速驅(qū)動下的桿柱應(yīng)力和井下泵功圖，其具體包括：根據(jù)變速驅(qū)動下振動載荷和慣性載荷的影響，采用三維桿管液波動方程和中心差分法計算所述桿柱應(yīng)力和井下泵功圖；

所述優(yōu)化模塊用于設(shè)計變量，將所述產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩和桿柱應(yīng)力作為所述變量的函數(shù)，并建立所述產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩、桿柱應(yīng)力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的約束條件，將電機(jī)能耗作為目標(biāo)函數(shù)，設(shè)定收斂條件，生成優(yōu)化后的電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線，其具體包括：

1、變量設(shè)計單元，用于設(shè)計優(yōu)化步驟中的變量p＝[p₁,p₂,...,p_2N]，其具體包括：

將電機(jī)實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速ψ(s)展開成傅立葉級數(shù)形式為：

其中，i＝1,2,...,N；

令：p＝[p₁,p₂,...,p_2N]＝[a₁...a_N,b₁...b_N]；

通過不同的a₁～a_N、b₁～b_N的組合，以得到不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速隨懸點(diǎn)位移的變化曲線，因此將p＝[p₁,p₂,...,p_2N]作為優(yōu)化的設(shè)計變量，且ψ(s)為ψ[p](s)；

2、目標(biāo)函數(shù)建立單元，用于建立目標(biāo)函數(shù)，其具體包括：

電機(jī)能耗計算公式為：

電機(jī)能耗是電機(jī)做功W(ψ)和沖程周期T(ψ)的函數(shù)，而W(ψ)和T(ψ)又是電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ的函數(shù)，所以將整個目標(biāo)函數(shù)設(shè)定為：E＝min{E(ψ)}；

考慮到設(shè)計變量p＝[p₁,p₂,...,p_2N]＝[a₁...a_N,b₁...b_N]，故此時目標(biāo)函數(shù)表示為：E＝min{E(p₁,p₂...p_2N-1,p_2N)}；

3、約束條件建立單元，用于建立約束條件，其具體包括：

1)建立油井產(chǎn)液量Q(ψ)約束條件

為了滿足油井產(chǎn)液量一定，需設(shè)定：Q(ψ)≥Q₀；Q₀為設(shè)定的初始產(chǎn)液量，油井產(chǎn)液量不小于該初始產(chǎn)液量；

2)建立抽油桿柱應(yīng)力σ(ψ,x)約束條件

由三維桿管液波動方程求解得出任意點(diǎn)任意時刻抽油桿柱應(yīng)力大小分布，在沖程周期T內(nèi)整個抽油桿柱任意點(diǎn)的最大和最小應(yīng)力不超過修正Goodman圖規(guī)定的應(yīng)力范圍：

Goodman圖規(guī)定的最小應(yīng)力為：

Goodman圖規(guī)定的最大應(yīng)力：

其中，SF為安全系數(shù)，ψ為電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線，x為位移，t為時間；

3)建立電機(jī)扭矩T_d(ψ,t)約束條件

T_d(ψ,t)≥T_dmin；

T_d(ψ,t)≤T_dmax(ψ(t))；

其中：T_dmin是最小的準(zhǔn)許扭矩，T_dmax是電機(jī)在轉(zhuǎn)速ψ(t)下可提供的最大扭矩；

4)建立電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ約束條件

由于抽油機(jī)是周期性運(yùn)動，電機(jī)轉(zhuǎn)速必須滿足在一個沖程的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)相等，且轉(zhuǎn)速峰值不大于限定值：

ψ(0)＝ψ(s₀)；

ψ(s)≤ψ_max；

其中，s∈(0,s₀)，s為位移，s₀為沖程；

4、優(yōu)化算法建立模塊，用于建立優(yōu)化算法，其具體包括：

將整個最優(yōu)化問題寫成標(biāo)準(zhǔn)形式：

min?E＝min{E(p₁,p₂...p_2N-1,p_2N)}

s.t.

其中，電機(jī)能耗E(ψ[p])、油井產(chǎn)液量Q(ψ[p])、電機(jī)扭矩T_d(ψ[p],s)和抽油桿應(yīng)力σ(ψ[p],x,t)都受電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ[p](s)的影響，因此可以將產(chǎn)液量、電機(jī)扭矩和抽油桿應(yīng)力看成是參數(shù)向量p的函數(shù)：

E[p]＝E(ψ[p])；

Q[p]＝Q(ψ[p])；

T_d[p](s)＝T_d(ψ[p],s)，s∈(0,s₀)；

σ[p](x,t)＝σ(ψ[p],x,t)，x∈(0,L)，t∈(0,T)；

即優(yōu)化算法為：給定一組初始值p＝p₀，尋找一組δp＝[δp₁,δp₂,...,δp_2N]，使得油井產(chǎn)液量Q[p₀+δp]、桿柱應(yīng)力σ[p₀+δp]和電機(jī)扭矩T_d[p₀+δp]滿足約束條件，同時使電機(jī)能耗E[p₀+δp]達(dá)到最小；由于產(chǎn)液量Q、電機(jī)扭矩T、抽油桿應(yīng)力σ和電機(jī)能耗E關(guān)于參數(shù)向量p的函數(shù)是高度非線性的，需要將非線性優(yōu)化問題轉(zhuǎn)為線性的，為此，應(yīng)用泰勒級數(shù)近似法，將產(chǎn)液量Q(ψ[p])、電機(jī)扭矩T_d(ψ[p],s)、抽油桿應(yīng)力σ(ψ[p],x,t)和電機(jī)能耗E(ψ[p])函數(shù)在點(diǎn)p₀處進(jìn)行一階泰勒展開，展開式如下：

其中偏導(dǎo)數(shù)采用差分形式計算：

式中：

Δp_i＝[0,...,Δp_i,...,0]；

T[p]＝T(ψ[p])；

在計算偏導(dǎo)數(shù)時Δp_i必須要確保非線性問題快速收斂，由于將非線性問題近似線性問題來解決，為了控制來自近似化處理所帶來的誤差，需要設(shè)置附加的約束條件：

|δp_i|μΔp_i，i＝1,2,...,2N；

其中μ初始值設(shè)為1，如果收斂遇到問題，則減小μ值；

將高度的非線性問題轉(zhuǎn)化成簡單的線性優(yōu)化問題，即尋找參數(shù)向量δp，使得E[p₀+δp]取得最小；

設(shè)置整個優(yōu)化的收斂條件為：

其中ε為收斂點(diǎn)的閾值；

所述參數(shù)計算模塊包括：

懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律計算單元，用于計算電機(jī)變速驅(qū)動下的抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律，其具體包括：采用復(fù)變矢量法計算電機(jī)變速驅(qū)動下的抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律，包括計算懸點(diǎn)位移、懸點(diǎn)速度以及懸點(diǎn)加速度；

(1)懸點(diǎn)位移S_c計算

懸點(diǎn)位移公式為：

其中，為抽油機(jī)游梁的后壁與基桿所形成的夾角；為當(dāng)抽油機(jī)懸點(diǎn)位移運(yùn)行到上死點(diǎn)時，取得的最大值；A表示游梁前臂長度，單位為m；

(2)懸點(diǎn)速度v_c求計算

游梁擺角的角速度：

懸點(diǎn)速度表達(dá)式：v_c＝Aω_b

在抽油機(jī)柔性變速控制運(yùn)動下，公式中ω_c不再是固定值，它是關(guān)于電機(jī)轉(zhuǎn)速ψ(s)的函數(shù)，在抽油機(jī)運(yùn)行的一個完整的沖程中，曲柄轉(zhuǎn)角θ與曲柄角速度ω_c一一對應(yīng)，因此可以計算出懸點(diǎn)速度v_c在整個沖程中的變化規(guī)律；

(3)懸點(diǎn)加速度求解

懸點(diǎn)加速度計算公式為：

其中：

TF表示扭矩因數(shù)；

R表示曲柄半徑，單位為m；

P表示連桿長度，單位為m；

C表示游梁后臂長度，單位為m；

K表示基桿長度，單位為m；

A表示游梁前臂長度，單位為m；

I表示游梁前后臂中心和曲柄輸出軸之間的距離，單位為m；

ω_c表示曲柄角速度，單位為rad/s；

所述參數(shù)計算模塊包括：

電機(jī)扭矩計算單元，用于計算電機(jī)變速驅(qū)動下的電機(jī)扭矩，其具體包括：

其中，

T_d為所述電機(jī)變速驅(qū)動下的電機(jī)扭矩，單位為kN·m；

T_nh為減速箱輸出軸扭矩，單位為kN·m；

J_p為等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

J_p3為曲柄軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

ε為曲柄轉(zhuǎn)動的角加速度，單位為1/s²；

η_m為由電機(jī)軸到曲柄軸的傳動效率；

m為指數(shù)，T_d0時，m＝1；T_d0時，m＝-1；

其中，等效轉(zhuǎn)動慣量由電機(jī)軸等效轉(zhuǎn)動慣量、減速箱輸入軸等效轉(zhuǎn)動慣量、減速箱中間軸等效轉(zhuǎn)動慣量、曲柄軸等效轉(zhuǎn)動慣量等組成；

等效轉(zhuǎn)動慣量為：

其中：

J_p0表示電機(jī)軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

J_p1表示減速箱輸入軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

J_p2表示減速箱中間軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

J_p3表示曲柄軸等效轉(zhuǎn)動慣量，單位為kg·m²；

i₁、i₂表示抽油機(jī)減速箱及低速級的傳動比。