游梁式抽油機載荷分析與PMSM電動-發(fā)電雙模態(tài)驅(qū)動技術(shù).pdf

1、目前游梁式抽油機系統(tǒng)是國內(nèi)外各大油田的主力采油設備,與其他類型采油設備相比,游梁式抽油機有其自身的優(yōu)點,但也存在一些不足。研究游梁式抽油機運行中的載荷特性,通過采用永磁同步電機(PMSM)有針對性地進行四象限驅(qū)動,實現(xiàn)游梁式抽油機的平穩(wěn)和高效節(jié)能運行特性。
　　本文首先對游梁式抽油機的載荷開展研究,深入分析了靜態(tài)載荷和動態(tài)載荷的變化規(guī)律,為驅(qū)動方案和控制策略的制定提供基礎數(shù)據(jù);通過理論分析建立抽油機本體及懸點載荷的模型并進行了仿真

2、研究;采用優(yōu)化算法,降低運算階次,提升計算機運算效率及運算精度。研究工作主要圍繞永磁同步電機的四象限驅(qū)動的理論分析和系統(tǒng)設計開展。與一般的永磁電機系統(tǒng)不同,實現(xiàn)四象限運行的永磁電機系統(tǒng)從功率回路的拓撲結(jié)構(gòu)到控制策略都是更為復雜的。分析了空間矢量驅(qū)動下的永磁同步電機及其控制系統(tǒng)的模型,建立其在頻域下的控制系統(tǒng)模型并對參數(shù)進行推導;根據(jù)電機驅(qū)動變量解耦的需求設計了基于旋轉(zhuǎn)變壓器及專用轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)子位置信息硬件檢測電路。針對抽油機負載周期性變

3、動、電機電動與發(fā)電狀態(tài)交替出現(xiàn)的特點,及現(xiàn)有網(wǎng)側(cè)不控整流驅(qū)動電路帶來的網(wǎng)側(cè)諧波含量高與采用能耗制動所出現(xiàn)的電能利用率低等問題,提出了使用網(wǎng)側(cè)電壓源型變流器(Grid-side Voltage Source Converter/VSC)與電機側(cè)電壓源型變流器(Motor-side VSC)相結(jié)合的拓撲結(jié)構(gòu)對現(xiàn)有驅(qū)動器進行改進,通過建立其傳遞函數(shù)的頻域模型進行分析,為控制器參數(shù)選擇及硬件實現(xiàn)提供依據(jù);提出使用新型數(shù)字鎖相環(huán)對網(wǎng)側(cè)電壓矢量相位