[发明专利]一种抽油机系统及其省电控制方法

权利要求书

1.一种抽油机系统，包括拖动电机、传动部件、配重和抽油杆，所述拖动电机通过传动部件带动抽油杆上下往复运动，其特征在于，还包括控制模块，拖动电机的轴上设有位置检测模块，电机的电源输入侧设有电流传感器，所述控制模块接收所述位置检测模块输出的代表拖动电机位置的信息和电流传感器输出的电机电流信息，对拖动电机实现闭环控制，并且在电机运行过程中判断电机的做功状态，在做负功时关断电机。

2.如权利要求1所述的抽油机系统，其特征在于，所述控制模块包括数据处理单元、电机驱动单元，所述数据处理单元接收输入的指令信号、电流传感器采集的电机电流信号和位置检测模块输出的电机位置的信息，经过数据处理，输出控制信号给所述的电机驱动单元，所述电机驱动单元根据所述的控制信号输出合适的电压给电机，从而实现对电机的精确控制。

3.如权利要求2所述的抽油机系统，其特征在于，所述数据处理单元包括电机运行控制子单元和省电控制子单元，省电控制子单元根据位置检测模块输出的代表拖动电机位置的信息和电流传感器输出的电机电流信号进行计算，判断电机的做功状态，如果做正功，则发指令给电机运行控制子单元，由电机运行控制子单元控制电机驱动单元驱动电机工作；如果做负功，向电机驱动单元发送关断指令，关断电机驱动单元的输出。

4.如权利要求3所述的抽油机系统，其特征在于，所述电机运行控制子单元进一步包括机械环控制子单元、电流环控制子单元和PWM控制信号产生子单元；

所述机械环控制子单元根据接收到的指令信号和位置检测模块输出的电机轴的旋转角度，经过运算得到电流指令，并输出给所述的电流环控制子单元；

所述电流环控制子单元根据接收到的电流指令和电流传感器输出的电流信号，经过运算得到三相电压的占空比控制信号，并输出给所述的PWM控制信号；

所述PWM控制信号产生子单元根据接收到的三相电压的占空比控制信号，生成具有一定顺序的六路PWM信号，分别作用于电机驱动单元。

5.如权利要求2所述的抽油机系统，其特征在于，所述电机驱动单元包括六个功率开关管，所述开关管每两个串联成一组，三组并联连接在直流供电线路之间，每一开关管的控制端受PWM控制信号产生子单元输出的PWM信号的控制，每一组中的两个开关管分时导通。

6.一种应用在抽油机上的省电控制方法，其特征在于，在抽油机工作时，检测拖动电机的做功状态，判断电机是否做负功，如果做负功，则停止向拖动电机供电。

7.如权利要求6所述的省电控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤S100，在抽油机工作时，检测拖动电机的做功状态，判断电机是否做负功，如果是，则转向下一步骤，如果不做负功，则控制电机按设定转速匀速运行；

步骤S200，则停止向电机供电；

步骤S300，检测电机的转速，如果转速过低，则向电机供电，控制电机按设定转速匀速运行；

步骤S400，判断转速是否达到最高转速，如果已达到最高转速，则转向下一步骤；

步骤S500，控制电机在该最高转速运行；

步骤S600，判断电机是否做负功，如果做负功，返回步骤S500；如果做正功，则返回步骤S200。

8.如权利要求6所述的省电控制方法，其特征在于，在步骤S100中，检测拖动电机的做功状态的具体步骤如下：

步骤S101，通过位于电机轴上的位置检测模块获得电机的转速的大小和方向；

步骤S102，通过位于电机电源输入侧的电流传感器输出的电机电流信号获得电机的转矩；

步骤S103，判断转矩和转速的方向是否一致，如果一致，则做正功，如果不一致，做负功。

9.如权利要求8所述的省电控制方法，其特征在于，在步骤S101中，电机的转速的大小和方向通过计算连续两次测得的位置差及对应位置的时间间隔得到。

10.如权利要求8所述的省电控制方法，其特征在于，在步骤S102中，步骤S102具体包括如下步骤：

步骤S1021，将电流传感器输出的三相电流转换为电机的d轴和q轴电流；

步骤S1022，将q轴电流乘以矩转系数得到电机的转矩。