潜油永磁同步旋转电机控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种潜油永磁同步旋转电机控制系统，包括三相电源、变频器和滤波器，三相电源与变频器连接，变频器与滤波器连接，滤波器与潜油永磁同步旋转电机相连，其中，变频器用于对潜油永磁同步旋转电机进行直接转矩控制；滤波器用于滤掉变频器中产生的有害谐波。本实用新型专利技术的控制系统可以很好地对潜油永磁同步旋转电机进行控制，可以使电机的转速平滑改变，并且减少因使用长电缆而产生的谐波，减少电机发热，操作简单，适应性广泛。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种永磁同步电机的控制系统，尤指一种潜油永磁同步旋转电机控制系统。
技术介绍
油田开采后期，采出液的综合含油量逐渐减少，为进一步提高采收率，潜油永磁同步旋转电机应运而生。永磁同步电机具有结构简单、功率因数高、效率高、动态响应快、运行平稳、过载能力强等优点，已经成为先进潜油电机的主要发展方向。目前对于永磁同步电机的控制主要有三种方法，分别是VVVF控制、矢量控制和直接转矩控制等。VVVF控制系统的结构非常简单，通常无需从电机端部引出速度、位置等反馈信号。 由于没有引入反馈信号，无法即时观测电机状态，不能精确控制转速和电磁转矩。矢量控制的优点是具有良好的转矩响应，精确的速度控制。但是，矢量控制系统需要转子磁链定向， 要进行坐标变换，运算量很大，而且还要考虑电机转子参数变化的影响，使得系统比较复ο
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供一种利用了直接转矩控制方式的潜油永磁同步旋转电机控制系统。为实现上述目的，本技术的潜油永磁同步旋转电机控制系统，包括三相电源、 变频器和滤波器，三相电源与变频器连接，变频器与滤波器连接，滤波器与潜油永磁同步旋转电机相连，其中，变频器用于对潜油永磁同步旋转电机进行直接转矩控制；滤波器用于滤掉变频器中产生的有害谐波。进一步，三相电源和变频器之间还依次串接有塑壳断路器和熔断器，塑壳断路器用于控制三相电源的通断；熔断器用于在输入电流达到熔断器的额定值时，断开电路。进一步，变频器的输出端还接有电压表和电流表，用于测量变频器输出端电压和电流。本技术的潜油永磁同步旋转电机控制系统，利用变频器对潜油永磁同步旋转电机进行直接转矩控制，使电机运行以及调速更加平稳。对变频器内部参数进行设置，可以对整个系统进行内部监视，系统对于过流、短路、过载、缺相、过温、欠压和过压等问题具有保护功能。利用滤波器解决潜油电机长电缆产生的谐波放大问题，滤波器可以很好的滤掉变频器中产生的有害谐波，使基波分量占总体的92%以上，减少电机发热，使系统运行稳定。本技术的控制系统可以很好地对潜油永磁同步旋转电机进行控制，可以使电机的转速平滑改变，并且减少因使用长电缆而产生的谐波，减少电机发热，操作简单，适应性广泛。附图说明图1为本技术的潜油永磁同步旋转电机控制系统的原理图；图2为本技术的潜油永磁同步旋转电机控制系统的电路图。具体实施方式如图1和2所示，本技术的潜油永磁同步旋转电机控制系统，包括三相电源1、 变频器(RCl) 2和滤波器(RC2)3，三相电源1接入变频器(RCl) 2的输入端，变频器(RCl) 2 的输出端接入滤波器(RC2)3的输入端，滤波器(RC2)3的输出端与潜油永磁同步旋转电机 4相连，变频器(RC2) 2用于对潜油永磁同步旋转电机4进行直接转矩控制；通过连接到变频器I/O 口的指示灯、按钮和旋钮，可以对电机进行启动/停止、正/反转、报警复位、控制转速大小、温度控制、显示转速等功能。利用对ACS-Ml变频器内部参数进行设置，可以对整个系统进行内部监视，系统对于过流、短路、过载、缺项、过温、欠压和过压等问题具有保护功能。滤波器3用于滤掉变频器2中产生的有害谐波，利用滤波器3解决潜油电机长电缆产生的谐波放大问题，使基波分量占总体的92%以上，减少电机发热量，使系统运行稳定。此外，三相电源1和变频器2之间还依次串接有塑壳断路器和熔断器，塑壳断路器用于控制三相电源1的通断；熔断器用于在输入电流达到熔断器的额定值时，断开电路，达到保护设备的目的。变频器2的输出端还接有电压表(IPVl)和电流表(1PA1)，用于测量变频器2输出端电压和电流。本技术的控制系统利用了直接转矩控制方式对潜油永磁同步旋转电机进行控制。直接转矩控制不需要复杂的矢量坐标变换，对电机模型进行简化处理，没有PWM信号发生器，控制结构简单，受电机参数变化影响小，能够获得极佳的动态响应速度。需要指出的是根据本技术的具体实施方式所做出的任何变形，均不脱离本技术的精神以及权利要求记载的范围。权利要求1.潜油永磁同步旋转电机控制系统，其特征在于，包括三相电源、变频器和滤波器，三相电源与变频器连接，变频器与滤波器连接，滤波器与潜油永磁同步旋转电机相连，其中，变频器用于对潜油永磁同步旋转电机进行直接转矩控制； 滤波器用于滤掉变频器中产生的有害谐波。2.如权利要求1所述的潜油永磁同步旋转电机控制系统，其特征在于，三相电源和变频器之间还依次串接有塑壳断路器和熔断器，塑壳断路器用于控制三相电源的通断；熔断器用于在输入电流达到熔断器的额定值时，断开电路。3.如权利要求1所述的潜油永磁同步旋转电机控制系统，其特征在于，变频器的输出端还接有电压表和电流表，用于测量变频器输出端电压和电流。专利摘要本技术公开了一种潜油永磁同步旋转电机控制系统，包括三相电源、变频器和滤波器，三相电源与变频器连接，变频器与滤波器连接，滤波器与潜油永磁同步旋转电机相连，其中，变频器用于对潜油永磁同步旋转电机进行直接转矩控制；滤波器用于滤掉变频器中产生的有害谐波。本技术的控制系统可以很好地对潜油永磁同步旋转电机进行控制，可以使电机的转速平滑改变，并且减少因使用长电缆而产生的谐波，减少电机发热，操作简单，适应性广泛。文档编号H02J3/01GK201976053SQ20102068656公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日专利技术者吴凤悟, 江树德, 白冰, 高又炘 申请人:万奥普(北京)石油工程技术开发研究院有限公司, 大庆大丰油田科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．潜油永磁同步旋转电机控制系统，其特征在于，包括三相电源、变频器和滤波器，三相电源与变频器连接，变频器与滤波器连接，滤波器与潜油永磁同步旋转电机相连，其中，变频器用于对潜油永磁同步旋转电机进行直接转矩控制；滤波器用于滤掉变频器中产生的有害谐波。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凤悟，高又炘，白冰，江树德，
申请(专利权)人：大庆大丰油田科技有限公司，万奥普北京石油工程技术开发研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：23