抽油機(jī)用BLDCM控制及解析設(shè)計(jì)法研究.pdf

1、油田抽油機(jī)要求拖動(dòng)電機(jī)起動(dòng)力矩大，調(diào)速容易等，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)能滿足這些要求。但由于抽油機(jī)負(fù)載存在負(fù)扭矩，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)抽油機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速過(guò)高、轉(zhuǎn)速波動(dòng)過(guò)大的現(xiàn)象，影響抽油機(jī)系統(tǒng)的壽命。 針對(duì)受負(fù)扭矩影響出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高的問題，本文提出了單沖程內(nèi)停機(jī)控制策略。通過(guò)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)LMS算法，利用其自學(xué)習(xí)功能，通過(guò)反復(fù)調(diào)整停機(jī)時(shí)刻，最終使轉(zhuǎn)速波動(dòng)達(dá)到最小。本文基于Matlab對(duì)單沖程內(nèi)停機(jī)算法進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明該方法是有效可行的

2、，單沖程內(nèi)停機(jī)控制策略能夠有效減小系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)行在額定值附近，提高了系統(tǒng)效率；結(jié)合單沖程內(nèi)停機(jī)控制策略完成了BLDCM驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試試驗(yàn)工作，試驗(yàn)結(jié)果令人滿意。 通常對(duì)于方波或正弦波永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的分析計(jì)算，都是基于理想氣隙磁場(chǎng)波形進(jìn)行的，由于氣隙磁場(chǎng)實(shí)際分布與理想波形存在較大的差異，導(dǎo)致電機(jī)計(jì)算特性與實(shí)際值存在偏差。因此要準(zhǔn)確分析和計(jì)算永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作特性，首先應(yīng)從氣隙磁場(chǎng)計(jì)算的準(zhǔn)

3、確性入手。本文以表面式永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)為例，引入氣隙磁場(chǎng)的解析計(jì)算模型作為該類電機(jī)的電磁性能分析和計(jì)算的依據(jù)，并在此基礎(chǔ)上完成了以下工作： 1．提出了基于氣隙磁場(chǎng)解析計(jì)算的永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的電磁計(jì)算方法，使該類電機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算精度大大提高，克服了永磁電機(jī)設(shè)計(jì)中對(duì)計(jì)算極弧系數(shù)、漏磁系數(shù)等經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的依賴性，提高了設(shè)計(jì)計(jì)算方法的通用型和準(zhǔn)確性，對(duì)于該類電機(jī)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化工作具有極大的意義。 2．結(jié)合氣隙磁場(chǎng)的解析計(jì)算方法，提出

4、了永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)路耦合模型，為電機(jī)的特性參數(shù)的計(jì)算提供了可靠、準(zhǔn)確的計(jì)算方法。它較全面地考慮了電機(jī)的磁場(chǎng)分布、繞組參數(shù)、逆變器參數(shù)、繞組換向位置、驅(qū)動(dòng)電壓波形等參數(shù)，提高了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。 3．結(jié)合偏微分方程的解析算法，推導(dǎo)了電機(jī)繞組電感參數(shù)的解析計(jì)算方法，較準(zhǔn)確地計(jì)算出電機(jī)繞組的電感參數(shù)，從而為場(chǎng)路耦合模型提供可靠的參數(shù)。 4．結(jié)合永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)路耦合模型，分析了電機(jī)直流母線電流和相繞組電流的關(guān)系，提出兩