基于无传感器温度辨识的潜油电机负面效应抑制研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzp16828
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本课题以自然科学基金面上项目“基于转子槽谐波温度流形辨识的潜油电机智能配电方法研究”(51177028,2012.1-2015.12)为研究背景,进行潜油电泵机组高温过压及节能降耗负面效应抑制方法研究。突出工作在于基于潜油电机无传感器温度辨识与热力学建模,对潜油电机高温过压故障等负面效应抑制及节能降耗控制进行研究。所做工作可为实现我国各大油田潜油电泵机组的高效安全稳定运行提供理论研究基础。本文主要内容如下:通过负载状况、转速等因素对电机温度影响规律进行推导,给出基于调节电源频率实现潜油电机反馈控制的整体方案。建立并完善潜油电机温度场模型,将基于转子槽谐波分析温度辨识算法与热力学模型相结合,模拟不同负载、不同散热条件下潜油电机的温升曲线,对潜油电机运行状态实现实时分析与预判;基于获得的潜油电机运行规律设计反馈控制算法,实现对潜油电机高能耗、高温过压等负面效应的有效抑制。为通过实测负载与温度变化曲线,对热参数进行校正,进行潜油电机热力学参数建模分析,突出工作在于基于热力学模型离散化处理模拟现场油井潜油电机温度时变过程。通过设计采样频率为5kHz的温控模拟平台,实现对潜油电机负面效应抑制。实测数据可验证所设计控制系统的有效性与可行性。设计以DSP2812为核心的控制系统,涵盖控制电路、开关电源电路、信号放大调理电路、液晶显示电路。基于电机定子电压、电流对当前温度进行辨识和对温升趋势进行预测,以二者为依据实现反馈控制,所做工作为实现以温度为判据的潜油电机负面效应抑制提供理论分析依据。为分析铠装电缆长线传输对电机端电压的影响机理,依据实际工况建立了铠装电缆长线传输模型,深入研究变频信号引起的脉冲电压经铠装电缆传输对电机的过压负面影响。给出电缆长度、PWM上升时间及开关频率对潜油电机端电压过压的影响规律,所做工作可为抑制端电压过高状况提供理论依据。
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