原创 往复式抽油机控制系统的研究

直线电机驱动的往复式抽油机是将电能直接转变为直线往复运动，不但提高了效率，而且能实现抽汲参数的无级调整，进而能根据抽油的需要调整悬点运动规律，为智能化创造了很好的条件。而这种实现是需要以良好的控制策略作为基础的，本文所研究的正是以圆筒型永磁同步直线电机为驱动源的往复式抽油机的控制系统。 本文首先介绍了直线电机的原理，讨论了将其应用于抽油机上的具体方法，并给出了本系统采用的潜油式永磁同步直线电机抽油机的结构。随后推导了直线电机的数学模型，对其控制策略进行了详细的分析。根据直线电机的数学模型，在Matlab/Simulink中建立了它的仿真模型，并根据选定的控制策略搭建了整个控制系统模型，即基于SV-PWM技术的动子(转子)磁场定向矢量永磁同步直线电机控制系统，并通过系统仿真验证了该控制策略的可行性。在此基础上设计了控制系统，其主要功能是将输入的三相正弦交流电整流成直流，再控制智能功率模块IPM逆变成频率可调的三相交流电。控制系统包括主回路、控制以及测量三部分。主回路采用三相不控整流桥；控制部分是以TMS320LF2407A为核心的控制板：它的主要功能是对信号进行采集、运算、并输出PWM控制信号，用以驱动IPM，实现电能的转换；测量部分包括电流、速度和位置的检测：利用电流互感器采集电流信号、霍尔接近开关采集位置信号、霍尔传感器检测速度信号，将它们经转换输入给DSP用以实现电机换向和运动速度的控制。

作 者：

王立名