[發明專利]一種抽油機變頻器的制動電壓控制方法

在審

• 申請號: 201911354894.3
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN110855216A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 趙峰;滕奇剛;黃韋;楊嘉琦;徐鋮;王宇航;劉學軍;劉忠文;代宇航;徐慧瑤;徐傳鵬;蔡曉冬
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所;吉林石油集團有限責任公司通信公司
• 主分類號: H02P29/024
• 分類號: H02P29/024;H02P29/032;H02P27/06;H02P21/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種抽油機變頻器的制動電壓控制方法，所述的抽油機變頻器的主電路包括三相不控整流模塊(11)、制動單元(12)、濾波電容(C1～C4)和三相逆變模塊(18)；電壓采樣模塊(13)檢測變頻器直流母線電壓，轉速采樣模塊(17)檢測電機轉速，控制器(16)根據采樣獲得的直流母線電壓信號(14)、電機轉速輸出控制信號(15)，作用于功率器件J和三相逆變模塊(18)，三相逆變模塊(18)輸出電壓至控制電機M，其特征在于：電壓采樣模塊(13)檢測所述抽油機變頻器的直流母線電壓，轉速采樣模塊(17)檢測電機轉速，控制器(16)對檢測得到的直流母線電壓U_d與給定基準電壓U_dc進行比較，同時對檢測得到的電機轉速n_ref與給定最大允許轉速進行比較，根據比較結果控制器(16)采用輸出轉矩限幅、電機限速和直流側限壓的三種制動電壓控制方法，將發電狀態下本應該直接由制動電阻消耗的再生能量轉化為配重塊的勢能，儲存在機械系統中，由于曲柄的機械換向作用，儲存的機械勢能重新轉化為動能，使得電機回饋的電能充分利用。

2.如權利要求1所述的抽油機變頻器的制動電壓控制方法，其特征在于：所述的輸出轉矩限幅方法為：電機處于發電狀態，電壓采樣模塊(13)檢測到的直流母線電壓U_d大于控制器(16)給定基準電壓U_dc，控制器(16)調節輸出轉矩限幅值，使得電機輸出的最小轉矩為零，電機不再發電，從而限制了直流母線電壓，這部分能量轉化為抽油機四連桿系統的機械能，避免了能量的損失。

3.如權利要求1所述的抽油機變頻器的制動電壓控制方法，其特征在于：所述的輸出轉矩限幅方法為：電機處于發電狀態，電壓采樣模塊(13)檢測到的直流母線電壓U_d大于控制器(16)給定基準電壓U_dc，將采樣得到的直流母線電壓U_d與給定基準電壓U_dc作差，經過PI調節輸出最小轉矩限幅值，電機輸出轉矩由負值逐漸接近于零，發電能力減弱，從而限制了直流母線電壓，這部分能量轉化為抽油機四連桿系統的機械能，減少了能量的損失。

4.如權利要求1所述的抽油機變頻器的制動電壓控制方法，其特征在于：所述的電機限速方法為：由于輸出轉矩限幅產生的系統機械能大部分轉化為曲柄平衡塊的動能，電機轉速升高；當轉速采樣模塊檢測到電機轉速超過一定值時，控制器(16)恢復電機的輸出轉矩限幅值，電機處于發電狀態而轉速降低，變頻器工作在電機限速和直流母線限壓的平衡狀態下。

5.如權利要求1所述的抽油機變頻器的制動電壓控制方法，其特征在于：所述的直流側限壓方法為：電機限速狀態下，變頻器直流母線電壓持續上升，當直流側電壓超過某一最大限定值，則開通制動單元，通過制動電阻R消耗能量；正常情況下，抽油機多工作于輸出轉矩限幅和電機限速狀態下，直流側限壓相當于一級保護電路。