潜油永磁同步电动机的控制应用.pdf

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1、技术与应用潜油永磁同步电动机的控制应用高尚又圻(诺信威(北京)科技发展有限公司，北京100086)摘要本文主要讲述了直接转矩控制模式(DTC)在潜油永磁同步电动机上的控制应用；列举了几种不同的直接转矩控制模式(DTC)及具有直接转矩控制模式的ABB变频器。关键词：直接转矩控制模式(DTC)；潜油永磁同步电动机；变频器SubmersiblePermanentMagnetSynchronousMotorControlApplicationsGaoYouxin(NorthWinner(Beijing)TechnologyD

2、evelopmentCo．，Ltd，Beijing100086)AbstractThispaperdescribesthemodeofdirecttorquecontrol(DTC)permanentmagnetsynchronousmotorinthesubmersiblecontrolapplications；Listedseveraldifferenttypesofdirecttorquecontrol(DTC)andhasdirectcontrolmodetomomentsoftheABBInverter。K

3、eywords：themodeofdirecttorquecontrol(DTC)；submersiblepermanentmagnetsynchronousmotor；inverter1引言2潜油电动机概述现代工业的基础就是能源的开发和利用，更进2．1潜油异步电动机一步说就是指煤碳和石油的开发及利用。我围是一目前市场上销售的潜油电动机都是为潜油离心个石油资源比较匮乏的国家，目前50％以上的原油泵配置的，这种电动机严格上应该叫潜油异步电动靠进口，国际原油市场的价格波动直接影响着国内机；特点就是额定转速高，一般都在l5

4、00rpm，功成品油的价格波动。随着国民经济的不断发展，对率也比较大，电压等级有0．66kV、1．14kV、3kV、石油的需求越来越大，这就要求我们不断提高国内6kv等。此类电动机的控制也很成熟，主要是使用原油的产量，提高每一口油井的产出率。高压变频器，高压变频器的控制方式主要是V／F模我国的主要油田有大庆油田、长庆油田、胜利式，也就是我们通常用的控制模式。这种模式是通油田、塔里木油田等，大庆油田依然是我国产量最过控制频率从而控制输出的电压，再控制电动机转大的油田，年产量在4239万t(2009年的产量)。速，实际上

5、是电压和转速存在着正比例关系，电压但是大庆油田由于多年的开采，原油的含油量在不大转速就大，电压小转速就小，是一种开环的控制断下降，有的油井含水能达到80％～90％。当前的开模式。此种采油系统比较适合原油较稀的油田(二采已进入三次采油阶段(一次采油主要靠地层本身次采油)而不适合进行二次采油的油田。的压力采油，二次采油主要靠向地下注水或注入蒸2．2潜油永磁同步电动机汽增大地层压力，三次采油主要是向地层注入聚合另外一种潜油电动机就是潜油永磁同步电动机，物，依靠聚合物的吸附作用进行采油)。此种电动机的特点就是额定转速低，一般

6、在300～三次采油所用的聚合物非常粘稠，它的水合物500rpm／min，目前的电压等级为0．38kV和0．66kV，由从外观上看就像是胶水；要想从地层深处将这样粘于电压等级比较低，所以功率也较小。此种电动机的稠的聚合物抽出来，就需要转速低的潜油电动机和低速性能较好，比较适合三次采油的油田。潜油螺杆泵来实现。2011年第4期电气技7lcl63技术与应用3潜油永磁同步电动机的控制方法接转矩控制(DTC)。此种控制策略首先在20世纪80年代由两名西班牙人提出并发表在德国刊物上。目前常用于永磁同步电动机的控制策略主要是199

7、6年ABB公司宣布了第一个工业应用之后，直磁场定向矢量摔制(VC)和直接转矩控制(DTC)。接转矩控制(DTC)得到了普遍的重视。之后DTC3．1矢量控制方法控制方面用于异步电动机的文献发表了不少，在磁场定向矢量控制首先应用于异步电动机中，1997年才有研究者发表了将DTC控制用于永磁同这之后被引入到永磁同步电动机的控制中。矢量控步电动机的文章。制的基本思想就是模仿直流电动机的磁场定向过直接转矩控制(DTC)的主要原理是不采用电流程。因为异步电动机在矢量控制系统中一般采用转控制而通过选择合适的电压空间矢量来直接控制电

8、子磁链定向，因此需要知道电动机转子准确的空间动机的定子磁链和转矩。空间电压矢量是根据两个转角度，这是通过电子方式而不是通过类似直流电动矩、磁链滞缓控制器的输出信号以及定予磁链矢量的机那样的机械方式获得的。位置信号从预定的最优先开关表中选择出来的。永磁同步电动机的模型可以很方便的在随永磁转潜油永磁同步电动机由于安装于井下1000m深子而旋转的转子