基于開關(guān)磁阻電機的抽油機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、長期以來抽油機所配電機大都處于輕載運行狀態(tài)，負(fù)載率低，功率損耗大，能源浪費嚴(yán)重，且沖程沖次調(diào)節(jié)不便。對于低采液井、稠油井和邊緣地區(qū)的非注水井，開關(guān)磁阻電機是兼?zhèn)涔?jié)能與調(diào)速功能的抽油機理想的驅(qū)動設(shè)備，所以本論文研究設(shè)計了一種基于開關(guān)磁阻電機的游梁式抽油機調(diào)速裝置，提高油井的采收率和節(jié)能效率，從而達(dá)到增產(chǎn)降耗的目的。 本課題在分析抽油機系統(tǒng)的工作原理及存在的問題和SR(Switched Reluctance)電機調(diào)速系統(tǒng)的工作原理的

2、基礎(chǔ)上，重點研究了開關(guān)磁阻電機與抽油機的匹配關(guān)系，設(shè)計了起動過程采取漸增上限值的電流斬波控制方式和運行過程采取上下沖程分別控制方式。并從抽油機的運行特點考慮，以“快提慢放”為例進行設(shè)計。上沖程時系統(tǒng)處于電動運行狀態(tài)，采取調(diào)制PWM占空比的電壓斬波控制方式；下沖程時系統(tǒng)處于倒發(fā)電狀態(tài)，采取調(diào)節(jié)上限值的電流斬波控制方式。 調(diào)速系統(tǒng)的硬件部分包括功率變換主電路和以DSP為主的控制電路。功率變換主電路包括功率變換器(主開關(guān)器件采用IGB

3、T模塊)，不可控全橋整流電路，驅(qū)動電路和保護電路。控制電路包括DSP芯片(TI公司的TMS320LF2407A)，電源轉(zhuǎn)換電路和接口電平轉(zhuǎn)換電路，邏輯輸出電路，位置信號輸入電路，顯示電路和脈沖封鎖電路等。 在完成硬件部分的基礎(chǔ)上，設(shè)計系統(tǒng)軟件程序，包括初始化程序、PWM輸出程序、脈沖封鎖程序、換相程序、測速程序和顯示程序等，能夠保證SR電機正常運轉(zhuǎn)。為了解決開關(guān)磁阻電機與抽油機的匹配問題，設(shè)計了軟起動程序和上下沖程分別控制程序。