[實(shí)用新型]超深井采油專用伺服永磁同步電機(jī)控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721133973.8
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN207083032U
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊健偉;石興華;李大鵬;蘇子靜;周萬玉;范家利
• 申請（專利權(quán)）人: 新鄉(xiāng)市夏烽電器有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14
• 代理公司: 鄭州金成知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)41121
• 代理人: 郭增欣

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)控制裝置，特別是涉及一種超深井采油專用伺服永磁同步電機(jī)控制裝置。

背景技術(shù)：

目前，新型的采油模式由井上驅(qū)動(dòng)向井下直接驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展，而永磁同頻電機(jī)以其優(yōu)越的性能被用到井下直接驅(qū)動(dòng)潛油泵或螺桿泵，大大降低了傳動(dòng)機(jī)械損耗，但其控制器只能放在地面，因此對于超過2000~3000米的深井，其控制電纜過長，導(dǎo)致隨著電流增大線上損耗太大。

實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、通過升壓技術(shù)和帶長線電壓補(bǔ)償技術(shù)的結(jié)合，降低了電纜損耗，具有提升工作效率的超深井采油專用伺服永磁同步電機(jī)控制裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種超深井采油專用伺服永磁同步電機(jī)控制裝置，包括電源、控制器、三相逆變器、數(shù)據(jù)檢測裝置和電機(jī)，所述電源電壓通過升壓變壓器升壓后輸入到三相逆變器，三相逆變器根據(jù)控制器輸出的PWM輸出波形導(dǎo)通或關(guān)斷輸出來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述電機(jī)上設(shè)置的數(shù)據(jù)檢測裝置把檢測的數(shù)據(jù)信息輸送到控制器，所述控制器通過用戶接口控制部分接收傳輸?shù)倪\(yùn)行指令及速度指令，所述控制器結(jié)合速度指令和數(shù)據(jù)信息對輸出轉(zhuǎn)速及電流進(jìn)行雙閉環(huán)調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)輸出送入PWM輸出；控制器根據(jù)數(shù)據(jù)信息得出需要補(bǔ)償?shù)碾妷盒畔ⅲ蜒a(bǔ)償?shù)碾妷盒畔⑼ㄟ^雙閉環(huán)調(diào)節(jié)后，其調(diào)節(jié)輸出送入PWM輸出；三相逆變器通過接收到的PWM輸出的信號(hào)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述數(shù)據(jù)參數(shù)包括電機(jī)參數(shù)、電纜參數(shù)、電壓參數(shù)和電流參數(shù)。所述三相逆變器通過電纜與電機(jī)連接，所述升壓變壓器為兩路輸出端。所述電機(jī)為PMSM永磁同步電機(jī)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型通過升壓技術(shù)和帶長線電壓補(bǔ)償技術(shù)的結(jié)合，降低了電纜損耗，保證電機(jī)輸出負(fù)載需要的扭矩，提升了工作效率。

2、本實(shí)用新型同380V控制器相比，以同樣的輸出功率將輸出電流將低到原來的一半左右，相應(yīng)的電纜損耗降到原來的四分之一，系統(tǒng)效率得到很大提升，同時(shí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能使電機(jī)適應(yīng)負(fù)載的能力得到提升，保證了系統(tǒng)平滑穩(wěn)定的運(yùn)行。

3、本實(shí)用新型控制器通過矢量控制算法和電壓相應(yīng)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，并結(jié)合電纜的線長和電機(jī)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出電壓的精準(zhǔn)控制，有效增強(qiáng)了電機(jī)對井下各種負(fù)載的適應(yīng)能力。

附圖說明：

圖1為超深井采油專用伺服永磁同步電機(jī)控制裝置的系統(tǒng)控制框圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例：參見圖1。

超深井采油專用伺服永磁同步電機(jī)控制裝置，包括電源、控制器、三相逆變器、數(shù)據(jù)檢測裝置和電機(jī)，電源電壓通過升壓變壓器升壓后輸入到三相逆變器，三相逆變器根據(jù)控制器輸出的PWM輸出波形導(dǎo)通或關(guān)斷輸出來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)上設(shè)置的數(shù)據(jù)檢測裝置把檢測的數(shù)據(jù)信息輸送到控制器，控制器通過用戶接口控制部分接收傳輸?shù)倪\(yùn)行指令及速度指令，控制器結(jié)合速度指令和數(shù)據(jù)信息對輸出轉(zhuǎn)速及電流進(jìn)行雙閉環(huán)調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)輸出送入PWM輸出；控制器根據(jù)數(shù)據(jù)信息得出需要補(bǔ)償?shù)碾妷盒畔?，并把補(bǔ)償?shù)碾妷盒畔⑼ㄟ^雙閉環(huán)調(diào)節(jié)后，其調(diào)節(jié)輸出送入PWM輸出；三相逆變器通過接收到的PWM輸出的信號(hào)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

數(shù)據(jù)參數(shù)包括電機(jī)參數(shù)、電纜參數(shù)、電壓參數(shù)和電流參數(shù)。三相逆變器通過電纜與電機(jī)連接，升壓變壓器為兩路輸出端。電機(jī)為PMSM永磁同步電機(jī)。

使用升壓變壓器將電壓提升到660V級(jí)別，通過降低電流來降低損耗，660V變壓器配備兩路電壓輸出，分別輸出660V和700V，可以根據(jù)現(xiàn)場的輸入電壓決定輸出電壓，如電網(wǎng)電壓低于380V，則接入700V進(jìn)行輸出，高于380V則接入660V輸出進(jìn)行輸出；

三相逆變器根據(jù)控制器輸出的PWM輸出波形導(dǎo)通或關(guān)斷輸出來驅(qū)動(dòng)PMSM永磁同步電機(jī)。用戶接口控制部分將用戶的運(yùn)行指令及速度指令傳送到控制器，控制器根據(jù)速度指令以及電機(jī)反饋的實(shí)時(shí)電流及電壓對輸出轉(zhuǎn)速及電流進(jìn)行雙閉環(huán)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高精度速度轉(zhuǎn)矩控制，其調(diào)節(jié)輸出送入PWM輸出。同時(shí)控制器根據(jù)識(shí)別的電機(jī)及電纜參數(shù)和反饋電流大小得出需要補(bǔ)償?shù)碾妷盒畔ⅲ蜒a(bǔ)償?shù)碾妷盒畔⑼ㄟ^雙閉環(huán)調(diào)節(jié)后，其調(diào)節(jié)輸出送入PWM輸出；三相逆變器通過接收到的PWM輸出的信號(hào)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

實(shí)際輸出電壓包括補(bǔ)償電壓和電機(jī)端電壓兩個(gè)部分，控制器為單片機(jī)和輔助單片機(jī)工作的外圍電路，用戶接口控制部分為人機(jī)交互設(shè)備。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。