一种基于开关磁阻电机的车载试油试采举升系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于开关磁阻电机的车载试油试采举升系统，包括：开关磁阻控制器、开关磁阻电机、减速器、滚筒和试油试采有杆泵装置；所述开关磁阻电机控制器连接至所述开关磁阻电机；所述开关磁阻电机通过所述减速器与所述滚筒连接；所述开关磁阻控制器用于控制所述开关磁阻电机正转或反转，以控制所述滚筒通过钢丝绳带动试油试采有杆泵装置上下运动。通过利用开关磁阻电机的起动转距达到额定转距的150%时，起动电流仅为额定电流的30%，防止车载试油试采举升装置起动时电流过大而损坏其他设备；同时，通过利用开关磁阻电机高功率因数的特点，功率因数在空载和满载情况下均大于0.9，比变频调速系统节电20%‑30%，减少化石能源的消耗，完成节能改造。

【技术实现步骤摘要】
一种基于开关磁阻电机的车载试油试采举升系统
本技术涉及一种油田设备，特别是一种基于开关磁阻电机的车载试油试采举升系统。
技术介绍
目前常用的车载试油试采举升装置动力系统为柴油发动机，主流为康明斯QSL9和卡特彼勒CATC9系列柴油发动机、1190型天然气发动机，搭配沃尔沃发电机组，为整个举升装置提供动力来源。这种驱动方式不但消耗能源，而且工作效率低，对电能和化石能源都是极大的浪费。随着新能源节能环保概念的不断推广，对车载试油试采设备进行节能改造有重要意义，采用电机直接驱动控制代替柴油和天然气发动机驱动的传统模式，改变车载试油试采设备的动力驱动方式，提高试油试采工作效率，既有利于降低在边远油井进行作业的能源消耗，又可以达到保护环境的目的。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种基于开关磁阻电机设计的车载试油试采举升系统，其具有可靠性高、安全性高、节能的优点。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种基于开关磁阻电机的车载试油试采举升系统，包括：开关磁阻控制器、开关磁阻电机、减速器、滚筒和试油试采有杆泵装置；所述开关磁阻控制器连接至所述开关磁阻电机；所述开关磁阻电机通过所述减速器与所述滚筒连接；所述开关磁阻控制器用于控制所述开关磁阻电机正转或反转，以控制所述滚筒通过钢丝绳带动试油试采有杆泵装置上下运动。进一步地，所述车载试油试采举升系统还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括设置在相绕组线上并电连接至所述开关磁阻控制器的霍尔电流检测器，用于检测相绕组线的电流，并将检测到的相绕组的电流输入到所述开关磁阻控制器。进一步地，所述电流检测电路还包括依次连接的信号转换电路，低通滤波电路，信号隔离器和滤波电路。进一步地，所述车载试油试采举升系统还包括位置检测电路，所述位置检测电路包括设置在开关磁阻电机上并电连接至开关磁阻控制器的光电式传感器，用于检测所述开关磁阻电机的转子位置信号，并将该转子位置信号传输至所述开关磁阻控制器。进一步地，所述位置检测电路，还包括依次连接的滤波电路、施密特触发器模块、分压电路和电压变换器。优选地，所述开关磁阻电机为三相6/4极开关磁阻电机，其三相绕组6根绕组线A1、A2、B1、B2、C1、C2分别接在所述开关磁阻控制器内转接头上，所述内转接头的另一端连接有功率变换电路；所述功率变换电路为不对称半桥功率变换电路，采用FF150R12R74IGBT作为功率变换电路开关器件。进一步地，所述开关磁阻控制器通过PWM信号驱动所述功率变换电路开关器件的通断，以控制所述开关磁阻电机的电流和转速。进一步地，所述车载试油试采举升系统还包括发电机，用于为所述开关磁阻控制器和开关磁阻电机提供三相电。进一步地，所述车载试油试采举升系统还包括：旋转编码器和PLC控制器；所述旋转编码器安装在所述滚筒一侧，并产生与所述滚筒的转速相关联的脉冲；所述PLC控制器根据所述旋转编码器产生的脉冲，计算出所述滚筒转速，并将该滚筒转速传输至所述开关磁阻控制器。优选地，所述开关磁阻电机控制器为STM32F103芯片。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：通过利用开关磁阻电机的起动转距达到额定转距的150%时，起动电流仅为额定电流的30%，防止车载试油试采举升装置起动时电流过大而损坏其他设备；同时，通过利用开关磁阻电机高功率因数的特点，功率因数在空载和满载情况下均大于0.9，比变频调速系统节电20%-30%，减少化石能源的消耗，完成节能改造。附图说明图1是本技术的系统原理图；图2是本技术的系统结构框图；图3是本技术的霍尔电流检测器电路图；图4是是本技术的位置检测电路图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，一种基于开关磁阻电机的车载试油试采举升系统，包括：开关磁阻控制器、开关磁阻电机、减速器、滚筒和试油试采有杆泵装置；所述开关磁阻控制器所述开关磁阻电机控制器连接至所述开关磁阻电机；所述开关磁阻电机通过所述减速器与所述滚筒连接；所述开关磁阻控制器用于控制所述开关磁阻电机正转或反转，以控制所述滚筒通过钢丝绳带动试油试采有杆泵装置上下运动。本技术通过利用开关磁阻电机的起动转距达到额定转距的150%时，起动电流仅为额定电流的30%，防止车载试油试采举升装置起动时电流过大而损坏其他设备；同时，通过利用开关磁阻电机高功率因数的特点，功率因数在空载和满载情况下均大于0.9，比变频调速系统节电20%-30%，减少化石能源的消耗，完成节能改造。如图2所示，所述车载试油试采举升系统还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括设置在相绕组线上并电连接至所述开关磁阻控制器的霍尔电流检测器，用于检测相绕组线的电流，并将检测到的相绕组的电流输入到所述开关磁阻控制器；具体地，所述电流检测电路还包括依次连接的信号转换电路，低通滤波电路，信号隔离器和滤波电路；如图3所示，三相检测电流ISA、ISB、ISC先经过电阻R19、R27和R34组成的信号转换电路转换成所述开关磁阻控制器STM32F103可以检测的电压信号；然后经过电阻R41和电容C17、电阻R42和电容C18、电阻R43和电容C19组成的低通滤波电路，滤除电流信号中的高频干扰信号；之后通过电压跟随器LM224进行隔离，以防止后续信号对待检测电压信号的干扰；最后经电阻R20和电容C9、电阻R28和电容C11、电阻R35和电容C14组成的滤波电路后输入所述开关磁阻控制器，完成对开关磁阻电机绕组的电流检测。所述车载试油试采举升系统还包括位置检测电路，所述位置检测电路包括设置在开关磁阻电机上并电连接至开关磁阻控制器的光电式传感器，用于检测所述开关磁阻电机的转子位置信号，并将该转子位置信号传输至所述开关磁阻控制器，所述开关磁阻电机通过该转子位置信号对所述开关磁阻电机进行速度的闭环控制；具体地，如图4所示，所述位置检测电路，还包括依次连接的滤波电路、施密特触发器模块、分压电路和电压变换器；以A相为例，A相位置信号先经过电阻R104、电阻R107和电容C60的滤波电路，滤除干扰信号；然后位置信号经6相施密特触发器CD40106整形输出，再经电阻R97和电阻R99组成的分压电路进行限幅后输入变换器CD4049，该变换器用于将+15V信号变换成+5V信号；所述变换器CD4049的输出传给所述开关磁阻控制器，经三相位置信号异或运算得到相绕组导通信号，以控制功率变换电路IGBT开关的通断。进一步地，所述开关磁阻电机为三相6/4极开关磁阻电机，其三相绕组6根绕组线A1、A2、B1、B2、C1、C2分别接在所述开关磁阻控制器内转接头上，所述转接头的另一端连接有功率变换电路；所述功率变换电路为不对称半桥功率变换电路，采用FF150R12R74IGBT作为功率变换电路开关器件；所述开关磁阻控制器通过PWM信号驱动所述功率变换电路开关器件的通断，以控制所述开关磁阻电机的电流和转速。进一步地，所述车载试油试采举升系统，还包括发电机，用于为所述开关磁阻控制器和开关磁阻电机提供三相电。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于开关磁阻电机的车载试油试采举升系统，其特征在于，包括：开关磁阻控制器、开关磁阻电机、减速器、滚筒和试油试采有杆泵装置；所述开关磁阻控制器连接至所述开关磁阻电机；所述开关磁阻电机通过所述减速器与所述滚筒连接；所述开关磁阻控制器用于控制所述开关磁阻电机正转或反转，以控制所述滚筒通过钢丝绳带动试油试采有杆泵装置上下运动。

【技术特征摘要】
1.一种基于开关磁阻电机的车载试油试采举升系统，其特征在于，包括：开关磁阻控制器、开关磁阻电机、减速器、滚筒和试油试采有杆泵装置；所述开关磁阻控制器连接至所述开关磁阻电机；所述开关磁阻电机通过所述减速器与所述滚筒连接；所述开关磁阻控制器用于控制所述开关磁阻电机正转或反转，以控制所述滚筒通过钢丝绳带动试油试采有杆泵装置上下运动。2.如权利要求1所述的车载试油试采举升系统，其特征在于，还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括设置在相绕组线上并电连接至所述开关磁阻控制器的霍尔电流检测器，用于检测相绕组线的电流，并将检测到的相绕组的电流输入到所述开关磁阻控制器。3.如权利要求2所述的车载试油试采举升系统，其特征在于，所述电流检测电路还包括依次连接的信号转换电路，低通滤波电路，信号隔离器和滤波电路。4.如权利要求1所述的车载试油试采举升系统，其特征在于，还包括位置检测电路，所述位置检测电路包括设置在开关磁阻电机上并电连接至开关磁阻控制器的光电式传感器，用于检测所述开关磁阻电机的转子位置信号，并将该转子位置信号传输至所述开关磁阻控制器。5.如权利要求4所述的车载试油试采举升系统，其特征在于，所述位置检测电路还包括依次连接的滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫俊杰，陈佩斯，樊建博，李红伟，梁志宏，
申请(专利权)人：雪曼圣杰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13