[发明专利]一种抽油机用高效开关磁阻电机控制装置

摘要

本发明公开了一种抽油机用高效开关磁阻电机控制装置，包括DSP控制器、FPGA逻辑信号处理器、MCU控制显示面板、逻辑变换电路、驱动器、功率变换电路、开关磁阻电机、抽油机、采样电路、旋转编码器、编码信号处理电路和流量检测器。该装置将抽油机流量、开关磁阻电机及控制装置视为一个完整系统，进行整体设计，参数调整，可以使控制对象开关磁阻电机的工况随抽油机流量的变化而变化，及时调节转速，改变抽油机的冲次，实现基于流量和冲次的闭环控制，提高抽油机工作效率，节约电能。

主权项

一种抽油机用高效开关磁阻电机控制装置，其特征在于包括：一DSP控制器，用以存储抽油机转矩曲线数据和相关计算，采集流量、电压电流和转速信息，产生控制开关磁阻电机电压、电流、转速、转矩以及开通角开通角θon和关断角θoff的驱动信号；一与DSP控制器电连接的FPGA逻辑信号处理器，用以对控制信号、故障信号、通讯信号等进行逻辑处理，同时对相关信号进行数字信号滤波；一与FPGA逻辑信号处理器电连接的MCU控制显示面板，用以对整机进行面板控制以及与DSP控制器进行相关的数据交互，同时将整个设备的关键数据显示在显示屏上；一与DSP控制器电连接的采样电路，用以采集功率变换电路和开关磁阻电机的电压、电流、温度信号，以及通过流量检测器检测到的抽油机的流量信号；一流量检测器，安装在抽油机进油管上并与采样电路电连接，用以检测抽油机井石油流量；一与FPGA逻辑信号处理器电连接的逻辑变换电路，将从采样电路和驱动电路等传来的信号进行逻辑处理，变成FPGA逻辑信号处理器能够识别的数字信号，用于对整个系统运行的故障和状态采集；一与FPGA逻辑信号处理器电连接的驱动器，用以将从DSP控制器输出经过FPGA逻辑信号处理器处理的PWM脉冲变成满足功率器件驱动要求的脉冲；一与驱动器电连接的功率变换电路，用以将驱动器的脉冲进行功率放大，以便驱动开关磁阻电机；一与功率变换电路电连接的开关磁阻电机，用以将电能转换为机械能；一抽油机：在开关磁阻电机拖动下抽取井下石油；旋转编码器：其输入端与开关磁阻电机电连接，输出端与编码信号处理电路电连接，用以产生位置脉冲，此脉冲作为控制开关磁阻电机时的开通角θon和关断角θoff同步脉冲，同时通过些脉冲检测开关磁阻电机的运行速度进行速度闭环；一与旋转编码器电连接的编码信号处理电路，用以处理旋转编码器发出的编码信号，并将处理后的信号传递给FPGA逻辑信号处理器。