CN101245697A - 抽油机及控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抽油机，包括组合式主框架，抽油杆，电机，电机控制系统，传动装置及配重体，所述主框架的顶部设有平台，该平台上布置有所述的电机、一多级减速器及一复绕轮，所述的电机通过所述的减速器与该复绕轮相连，由复绕轮圆周上的孔引出的配重体牵引钢丝绳固定在配重体上的紧固器上而形成配重运行牵引系统，所述抽油杆和一牵引器连接再与悬绳的一端相接，该悬绳的另一端固定在所述复绕轮圆周上的固定调节器上，形成抽油杆运行牵引系统，其特征在于：在所述的组合式主框架上还设有可分合的导向轮，该导向轮设于所述牵引器与所述的固定调节器之间。本发明还涉及抽油机的控制系统和控制方法。

Description

抽油机及控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及一种抽油机及控制系统和控制方法。

技术背景

抽油机在油田的使用量很大，而油田非自喷井采油广泛使用游梁式曲柄平衡抽油机。这种类型的已有一百多年的历史，其耗能高，效率低，同时机械磨损较大。

为了降低采油成本，节能降耗已成为各油田增效的重大课题。对此，石油部门一直进行攻关，力图在节能和抽油机制造成本方面有较大的突破。

中国专利申请200310100186.X公开了一种新颖的抽油修井机，它包括天轮轴、减速器、大齿轮、小齿轮、电动机、天轮卷扬绳、配重体、配重架、导向钢丝绳、抽油光杆、主框架、支架平台、和天轮(牵引轮)，其中大齿轮和天轮相互固定，并通过天轮轴承安装在天轮轴上，天轮轴用天轮轴紧固器紧固在支架平台上，或者大齿轮和天轮与天轮轴相互固定，天轮轴的两端通过轴承紧固在支架平台上，减速器、电动机、制动器和过载保护器都安装在支架平台上，支架平台与主框架的顶部相连接，悬绳器一段连接抽油光杆，另一端通过悬绳器牵引绳连接在天轮的轮轴上，配重体通过配重架和挂绳器及配重牵引绳紧固在天轮的轮周上，电动机经过制动器、联轴器与减速器连接，减速器输出轴与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮啮合。

与游梁式曲柄平衡抽油机相比，这种新颖的抽油修井机总效率有了显著的提高，同时它具有一些修井机的功能。但如果需要复杂的修井作业，可能需要专业修井机。在这种情况下，占据抽油杆上方空间的天轮和主体构件需要整机移位，造成诸多不便。此外，由于要作修井机之用，对电动机、传动装置等要作适应性的变化。因而所选择的参数对抽油作业来说不是最佳的。

上述专利申请200310100186.X没有公开抽油修井机的控制系统，而它对机械结构的要求和进一步提高总效率却很重要。抽油机控制的技术发展，经历了机电开关控制，如游梁式抽油机目前多数采用的控制方式；模拟电子控制(部分游梁式抽油机节电柜的软启动控制方式)；变频器控制(少量游梁式抽油机开环控制方式)。但这些控制方式已满足不了节能降耗和提高产量的需要。

发明内容

为此，本发明的一个目的是想提供一种新颖的抽油机，它能克服已有技术的不足之处，结构简单，采油成本低，同时便于修井机的作业。

本发明的另一个目的是想提供一种新颖的抽油机控制系统，可实现换向运行时的机电柔性过渡换向，减少对机械结构的冲击力。

本发明又一个目的是想提供一种新颖的抽油机控制方法，它采用闭环控制方式对电机进行数字伺服控制，以实现换向运行时的冲次、冲程可精细、精准的调控。

本发明可对三种不同类型的电机进行控制：异步电机(俗称鼠笼电机)、变频电机、永磁同步电机，均实现其功率因素

和近于

之间的效果。

为此，本发明提供一种抽油机，包括组合式主框架，抽油杆，电机，电机控制系统，减速器及配重体，所述组合式主框架的顶部设有平台，该平台上布置有所述的电机、多级减速器及复绕轮，所述的电机通过所述的多级减速器与该复绕轮相连，由复绕轮轮圆周面上的孔引出的配重体牵引钢丝绳固定在配重体上的紧固器上而形成配重运行牵引系统，所述抽油杆和牵引器连接，再与悬绳的一端相接，该悬绳的另一端固定在所述复绕轮轮圆周面上的固定调节器上，形成抽油杆运行牵引系统，其特征在于：在所述的组合式主框架上还设有可分合导向轮，该导向轮设于所述牵引器与所述的固定调节器之间。

根据本发明的进一步结构，可分合导向轮通过可转动的导向轮支架装在组合式主框架上。

此外，所述的导向轮支架借助于固定销而锁定，当移去所述固定销时该导向轮支架可绕平行于抽油杆的轴线转动。

为便于运输和调整高度，所述的主框架为直竖井式、高度可变的组合式框架。

所述的配重运行牵引系统的配重略小于抽油杆运行牵引系统的重量。当抽油机工作时所述电机正、反转的电流差在1-2安培之间。

本发明还提供一种抽油机的控制系统，包括：

对电机运行状态的设定值通路装置，其具有给定单元和闭环反馈单元，所述给定单元输入以下至少一种参数：速度，转矩，位置，调制类型，时间常数，频率；

对系统速度运行状态调节的速度控制装置，所述给定单元和闭环反馈单元的比较信号输入速度控制装置；

防止电机在起动、运行和停止时过电流的转矩和电流限幅装置；

电流控制装置：

用于进行电流、电压的矢量变化的数字矢量控制装置，以及功率驱动装置；

其中所述电流控制装置包括用于控制电动机产生转矩电流的第一电流控制器和用于控制电动机产生磁通电流的第二电流控制器，从而将电动机中产生转矩的电流和产生磁通的电流分离开来，分别进行控制，实现自然解耦。

此外，还提供一种抽油机的控制方法，包括以下步骤：

a.通过设定值通路装置中的给定单元设置多种主要控制特性功能的参数给定信号；

b.由闭环反馈单元获取反馈信号；

c.上述两信号通过速度控制器装置形成电动机的转矩电流给定值；

d.将上述转矩电流给定值输入转矩和电流限定装置，以防止电机在起动、运行和停止时的过电流；

e.将从转矩和电流限定装置出来的转矩电流给定值输入电流控制装置控制电动机转矩电流的第一电流控制器，将电动机端电压产生的磁通电流输入第二电流控制器，实现自然解耦。

f.通过数字矢量控制装置完成两种磁场系统数据的等效矢量变换控制。

本发明还进一步规定，速度控制装置的速度控制比在1∶5000以上，电机在正、反相的交换相瞬间有0.1秒的切换停顿时间。

本发明涉及的抽油机显著节能降耗、提高产能，它与油井负荷相匹配，并有完善的保护功能；有数据采集和存储功能，联网和通信功能，以及遥控遥测功能；并能适应油田的环境要求，操作简单，智能化程度高。

附图说明

图1为本发明抽油机正视图，示出了配重体运行牵引系统的结构；

图2为本发明抽油机侧视图，示出了抽油杆运行牵引系统的结构；

图3为本发明直线数控抽油机拖传动部分结构的俯视图；

图4为本发明直线数控抽油机系统示意图；

图5为对抽油杆的冲程行程D的上V1、下V2运行速度的控制示意图。

抽油机标号说明

1、抽油杆，2、悬绳，3、牵引器，4、可分合的导向轮，5、复绕轮，6、多级减速器，7、多级减速器支架，8、顶部支架平台，9、标准组合式主框架，10、配重体牵引钢丝绳，11、配重体，12、电气控制柜，13、缓冲垫，14、压力传感器(内置式)，15、复绕轮支架，16、配重体牵引钢丝绳紧固器，17、配重体牵引钢丝绳紧固孔，18、联轴器，19、复绕轮轴，20、导向轮支架，21、导向轮轴承，22、导向轮固定销，23、复绕轮轴承，24、抽油杆牵引绳固定调节器，25、磁编码器，26、制动器，27、电机，28、联轴器，29、电机支架，30、顶部平台密封罩，31、设定值通路装置，32、速度控制装置，33转矩和电流限定装置，34、电流控制装置，35、功率驱动装置，36数字矢量控制装置。

具体实施方式

一.抽油机

本发明的抽油机由全数字化异步/同步交流伺服控制系统和电机拖动及机械传动抽油系统两大部分组成，本发明实现了单纯由电机拖动机械式抽油方式向机电一体数字化、智能化抽油方式的转变。

参考附图1-3，电机拖动及机械传动系统包括组合式主框架、抽油杆、电机、电机控制系统、传动装置及配重体，通过复绕轮5轮周上的配重体牵引钢丝绳孔17引出的配重体牵引钢丝绳10与配重体牵引钢丝绳紧固器16共同接紧锁固配重体11形成配重体运行牵引系统(图1)。

同时，抽油杆1和牵引器3联接，再与悬绳2首端相接后，通过可分合导向轮4盘绕在复绕轮5轮周上，悬绳2的末端紧固在复绕轮周上的抽油杆牵引绳固定调节器24上，形成抽油杆运行牵引系统(图2)。

复绕轮轴19通过联轴器18再与多级减速器6的输出端连接，多级减速器6的输入端则通过联轴器28与电机输出轴连接，形成机械与电力传动系统。

复绕轮5与多级减速器6通过联轴器18连接在复绕轮轴19上。多级减速器6放置在多级减速器支架7上固定。电机27输出轴与多级减速器6输入轴电机与减速器联轴器28连接，电机27固定在电机支架29上。在复绕轮5的轮周上分别有配重体牵引钢丝绳紧固孔17和抽油杆牵引绳固定调节器24，配重体牵引钢丝绳紧固器16和配重体牵引钢丝绳紧固孔17之间连接有一根可载重20T的钢丝绳10，配重体牵引钢丝绳钢丝绳紧固器16下挂配重体11。

抽油杆1固定在牵引器3下端，牵引器3上端与四根悬绳2长度等距分别与牵引器3上端和复绕轮5轮周上的抽油杆1牵引绳固定调节器24紧固连接。复绕轮5轮周表槽内正中接有一根牵引配重体11的钢丝绳，两边各分两根(共四根)细钢丝绳，两边分开独立的绳组实际轨迹跟随方向是一致的。但与配重体11的钢丝绳的轨迹跟随方向相反。

复绕轮5盘绕抽油杆1的悬绳2时配重体11的钢丝绳放下。反之，配重体11的钢丝绳盘绕在复绕轮5轮周上，抽油杆1和悬绳2放下，例如：电机正转时(顺时针)带动复绕轮5顺时转动，四根钢丝绳盘绕在复绕轮周上，因此拉抽油杆1向上运动，此刻盘绕在复绕轮周上的配重钢丝绳10在配重体11因重力(地心引力)作用向下运动，反之，电机27反转时(逆时针)在复绕轮5轮周中间位置的配重体牵引钢丝绳紧固孔17拉动配重体11向上。

盘绕在复绕轮5轮周两边的悬绳2对于抽油杆1与牵引钢丝绳10、抽油杆1四周地下的液量等重力作用和电机27反转的合力作用而向下。电机27的正、反转作功仅是改变抽油杆1与配重体11，不断在相互重力场的作用下往复改变运动的上、下行方向，克服复绕轮5轮周与钢丝绳盘绕表面之间的摩擦力等因素，上、下行运动方向中的相互平稳对称均利用各自系统的自重落体产生的重力场势能，往复改变运行方向靠电机27的正、反电动势并利用自然引力作用和机械配重的对称性，在机械传动发明设计上充分利用势能与动能之间的互为转换紧密配合，加之电机数字化控制技术完成了直线数控抽油机的冲次和冲程的精确度控制。

机械与电力传动系统均固置在标准组合式主框架9的顶部支架平台8上安装。配重体运行牵引系统(图1)与抽油杆运行牵引系统(图2)呈自身动平衡态势。

二.直线数控抽油机控制系统及控制方法

抽油机控制系统由设定值通路装置31、速度控制器装置32、转矩和电流限定单元33、电流控制器装置34、功率驱动装置35、数字矢量控制装置36、磁编码器25组成。

1.设定值通路装置31：由相关给定单元和反馈单元两部分组成，所述给定单元输入以下至少一种参数：速度，转矩，位置，调制类型，时间常数，频率.这些参数决定了速度给定的正限幅、速度给定的负限幅，转矩给定的正限幅、转矩给定的负限幅、给定积分器的加速时间和减速时间、用于转矩前馈控制时的系统起动时间和比例增益，控制系统调制类型，通过载频比K值是否改变，分为同步调制和异步调制功能至电压调制。闭环反馈单元的设置包括磁编码器，要适合室外自然环境下长期正常工作的条件，防护等级IP65，温度范围-25°-+75℃，湿度范围0-95％RH。

2.速度控制装置32：速度控制器主要对系统速度进行动态调节，为了消除速度静差和提高系统控制精度，速度控制精度在±0.04％，采用PI控制器，通过速度控制器的功能设置、比例增益设置，积分增益和速度反馈的滤波时间常数，速度控制器的控制特性：速度控制比1∶5000以上，可实现零速转矩伺服控制。

3.转矩和电流限定装置33：为了防止伺服器起动、运行和停止时过电流，设置了转矩电流限幅单元。系统最大电流至转矩限定，允许回馈的最大有功功率回馈功率至转矩限定，所控电机转矩基频以下内具有0-300％额定转矩。

4.电流控制装置34：用于产生的转矩电流和产生磁通电流的分离开后分别控制，用于对异步电机、变频电机、永磁同步电机进行类型的调制控制。数字矢量控制模式系统按照了直流调速系统的控制模式，将通过入交流电动机中产生的转矩的电流和产生磁通的电流分离开来，分别进行控制实现自然解耦，本系统的电流控制装置包括用于控制电动机转矩的电流控制器和用于控制电动机磁通的电流控制器，比例增益、积分增益至控制电动机转矩的电流控制器，比例增益、积分增益至控制电动机磁通的电流控制器，转矩电流反馈至转矩的电流控制器，磁通电流反馈至磁通的电流控制器，形成直接转矩控制(DTC)，由转矩和磁通调节控制器直接输出所需要的电压矢量值。

5.功率驱动装置35(主回路)：功率单元中的一些参数可在出厂时设定，直流电压采样时另一滤波时间常数至电压调制。功率驱动装置用于驱动上述电机之一的伺服控制运行；

6.数字矢量控制装置36：包括电动机电流模型、电动势模型、磁通调节器调制深度与弱磁特性和矢量变换模型。其中电动机转子电阻温度系数至电流模型。设置电动势模型调节器比例增益通过功能设置、积分增益通过功能设置。

为此对抽油机控制方法主要包括以下步骤：

a.通过设定值通路装置中的给定单元设置多种主要控制特性功能的参数设定给定信号；

b.由闭环反馈单元获取反馈信号；

c.上述两信号通过速度控制器装置形成电动机的转矩电流给定值；

d.将上述转矩电流给定值输入转矩和电流限定装置，以防止电机在起动、运行和停止时的过电流；

e.将从转矩和电流限定装置出来的转矩电流给定值，输入电流控制装置控制电动机转矩电流的第一电流控制器，将电动机端电压产生的磁通电流输入第二电流控制器，实现自然解耦。

f.通过数字矢量控制装置完成两种磁场系统的等效矢量变换控制。

速度给定信号通过设定值通路装置进行设置，设置源主要有编程单元、模拟输入端子和串、并行口USS。然后经过速度控制器装置中的速度控制器，再除以磁通即形成了电动机的转矩电流给定值，再经过转矩和电流限定装置中的转矩电流的第一电流控制器，达到对电动机转矩进行控制的目的。同时，装置系统的磁通控制器产生电动机的磁通电流给定值，再经过磁通电流的第二电流控制器达到对电动机进行控制的目的，在本系统中，闭环反馈所用的传感器类型为磁编码器，编码器也可选用其他的类型，采用不同的PG卡。为了增加系统的快速性，采用两种措施：一是在给定积分器后面加入了附加给定；二是在速度控制装置的后面增加了转矩的前馈控制，通过前馈控制起动的时间，通过比例增益设置前馈控制的比例增益。本系统由数字矢量控制调速调矩，通过数字矢量控制装置设置电动机的电流模型、电动机的电动势数字模型和磁通调节器来完成电流和电压的矢量变换。另外，数字矢量控制系统主要以控制电动机的转矩为主，所以要在电动机转矩限定环节防止控制器由于负载变化欠频及过频和干扰而造成过电流，检测最大电流、回馈功率将转矩限定。设定转矩限定参数，可以控制额定转矩范围内任意转矩。转差频率控制，异步电机的转矩主要取决于电动机的转差频率，控制转差角频率就可以控制转矩，同时增大速度控制比使该种控制系统具有电动机在零速转矩下运行的功能。

抽油机控制系统的综合数控效果是针对抽油机在生产中实际的工况，即冲次、冲程、换相三大要素实现精细、精确的时实控制，可获取总效率的最佳效果。

图5为对抽油杆的冲程行程D的上下运行速度V1、V2的控制曲线，其中C1，C3为加速段；E1，E2为匀速段；C2，C4为减速段；Z为零速段；D为冲程及T/m代表一个冲次。

首先确认设定最终冲程值，再设定上行速度V1和下行速度V2的速度值；下行速度V2慢于上行速度V1，以加长油泵内液量聚集的填充时间，提高产液量。V1、V2的速度可调实际是对电机正、反转速的分别设定与控制。

关于对抽油杆的冲次控制，电机27正、反转为抽油杆上行、下行的一次运行周期(T/m)，每分钟单位时间内运行周期的次数多少即冲次。可通过对电机27每分钟换相的正、反转数控制多少回实现。

本发明可以达到抽油杆1上、下止点的复位回原点的精确位置控制。冲程的长度可任意调整，前提是在组合式框架9的高度允许的情况下实施，尽管控制回路在现场已设定锁固冲程的程序。为安全考虑在组合式框架9上端适当位置，放置了上止点强制安全传感器，此种可调冲程的功能。游梁式抽油机自身是无法调冲程，解决的办法只能换机型。冲程不可调的最大缺点在于，如果油杆(500m-2000m)整体长度肯定会被物理拉伸，假设被拉伸0.5m，即占用了油泵腔体的有效工作区，故降低了液量的产出。

关于交流伺服控制系统对冲次的控制，主要是针对电机27每分钟换相的正转、反转的转数控制。正、反转次数决定了控制冲次和抽油杆1上行和下行的速度，控制抽油杆1的下行速度慢于上行速度，这种运动形式提高油泵内腔体的液量充填率，此种上、下行分速度运行功能是游梁式抽油机无法实现的。

此外，控制系统提供了换相柔性的控制。电机27在正、反相的交替换相瞬间，要求控制器控制电机27有0.1s的延迟时间，使多级减速器6内多组齿轮在正、反的齿间柔性啮合，以防齿轮正、反交替换相长期连续运行在硬连接过程中，因过冲力造成打齿现象，换相柔性控制功能当前仅能采用闭环反馈电路实现，即零速转矩控制功能。

综合以上特点和性能说明直线数控抽油机在生产过程将产生如下有益效果。

1.节电率高：本发明的抽油机结构将原有传统的游梁式抽油机的圆周运动变直线做功使机械传动效率大大提高，无用功的能耗减为零，节电在50％-80％之间。

2.减少电网的装机容量和对电网的污染：抽油机的功率因素在0.85-1之间，由于无功功率的大幅下降，有效降低了配电线路损耗，提高了变压器的容量和供电品质。在不增加原有电网装机容量的情况下，仅增加输电线路即可再增加成倍的抽油机数量。

3.高精度调节配重，省时、省力，基本消除了电动机自身再生发电的耗损。

4.方便调配重、冲次、冲程，实行抽油生产的优化管理，达到自动间歇抽油的效果。间歇抽油的间隔时间可任意设定，由控制管理系统自动完成。这样可以大量减少做多种无用功的耗费，减少泵体磨损次数，增加原有泵体的使用寿命，同时达到节电效果。

5.可任意调节抽油杆的上、下行的速度，调上行速度快，下行速度慢的结果是，上行加快出液量的速度，下行慢使油泵腔体内充油液的时间加长。再次提高泵效。

6.直线数控抽油机在空间、时间、工况实时处理方面，突显数字技术方面的直观和随意客观的集中控制和管理，优选最佳的抽油提取方案在现场轻松实施。

7.直线数控抽油机的动力系统，可采用各种类型的电机及相应的闭环驱动控制系统。可实现换向运行时的机电柔性过渡换向。加速、匀速、减速、零速的控制特性。并做到合理的分配电功率的大小，转矩、速度和位置的编程和管理优化控制。

8.可手持显示示工图，方便直观报出各种故障，以便诊断故障和方便维修。

9.抽油机如要修井时，只要将辅助导向轮的固定螺丝松开，导向轮会向平开分别放置。让出修井作业时的所需空间，修井工作完成后，将导向轮恢复原状固定在原位置，直线数控抽油机整体不做任何位置移动或基础移动，机座的基础与地面平行。直线数控抽油机的水泥基础仅是游梁式抽油机基础的一半。

10.可增加自身修井功能，只要增加电机功率和控制器的功率即可达到提配重修井的目的。

Claims (15)

1. 一种抽油机，包括组合式主框架(9)，抽油杆(1)，电机(27)，电机控制系统，减速器(6)及配重体(11)，所述主框架的顶部设有平台(8)，该平台上布置有所述的电机(27)、减速器及复绕轮(5)，所述的电机通过所述的减速器(6)与该复绕轮相连，由复绕轮圆周上的孔引出的配重体牵引钢丝绳(10)固定在配重体上的紧固器(16)上而形成配重运行牵引系统，所述抽油杆和牵引器(3)连接再与悬绳(2)的一端相接，该悬绳的另一端固定在所述复绕轮圆周上的固定调节器(24)上，形成抽油杆运行牵引系统，其特征在于：在所述的组合式主框架上还设有可分合式导向轮(4)，该导向轮设于所述牵引器(3)与所述的固定调节器(24)之间。

2. 如权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述的可分合式导向轮通过可转动的导向轮支架(20)装在所述的组合式主框架上。

3. 如权利要求2所述的抽油机，其特征在于：所述的导向轮支架借助于固定销(22)而锁定，当移去所述固定销时该导向轮支架可绕平行于抽油杆的轴线转动。

4. 如权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述的组合式主框架为直竖井式、高度可变的组合式框架。

5. 如权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述的配重运行牵引系统的配重略小于抽油杆运行牵引系统的重量。

6. 如权利要求5所述的抽油机，其特征在于：所述的配重设定为，当抽油机工作时所述电机正、反转的电流差在1-2安培之间。

7. 如权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述的悬绳分为偶数股，均分地分别绕在所述复绕轮圆周的两侧，而该复绕轮圆周的中间则绕有上述配重体牵引钢丝绳。

8. 如权利要求1所述的抽油机，其特征在于：盘绕在所述的复绕轮的圆周上的悬绳长度大于抽油泵腔体的工作区域。

9. 一种抽油机的控制系统，包括：

对电机运行状态的设定值通路装置，其具有给定单元和闭环反馈单元，所述给定单元输入以下至少一种参数：速度，转矩，位置，频率，调制类型，时间常数；

对系统速度运行状态调节的速度控制装置，所述给定单元和闭环反馈单元的比较信号输入速度控制装置；

防止电机在起动、运行和停止时过电流的转矩和电流限幅装置；

电流控制装置：

用于进行电流、电压的矢量变化的数字矢量控制装置，以及功率驱动装置；

其中所述电流控制装置包括用于控制电动机产生转矩电流的第一电流控制器和用于控制电动机产生磁通电流的第二电流控制器，从而将电动机中产生转矩的电流和产生磁通的电流分离开来，分别进行控制，实现自然解耦。

10. 如权利要求9的控制系统，其特征在于：所述的闭环反馈单元包括以磁编码器形式的传感器。

11. 如权利要求9的控制系统，其特征在于：所述的速度控制器装置包括PI控制器，通过对其中的比例增益、积分增益和速度反馈的滤波时间常数的设定，将速度控制比设定为1∶5000以上，实现零速转矩的伺服控制。

12. 如权利要求9的控制系统，其特征在于：电动机带动抽油杆上下运动，其下行速度慢于上行速度。

13. 如权利要求12的控制系统，其特征在于：所述电动机在正、反相的交替换相瞬间有一段切换停顿时间。

14. 一种抽油机的控制方法，包括以下步骤：

a.通过设定值通路装置中的给定单元设置多种主要控制特性功能的参数给定信号；

b.由闭环反馈单元获取反馈信号；

c.上述两信号经速度控制器装置形成电动机的转矩电流给定值；

d.将上述转矩电流给定值输入转矩和电流限定装置，以防止电机在起动、运行和停止时的过电流；

e.将从转矩和电流限定装置出来的转矩电流给定值输入电流控制装置控制电动机转矩电流的第一电流控制器，将电动机端电压产生的磁通电流输入第二电流控制器，实现自然解耦。

f.通过数字矢量控制装置完成两种磁场系统数据的等效矢量变换控制。

15. 如权利要求14的控制方法，其特征在于：所述电动机带动抽油杆上下运动，每一上、下冲程经历加速段、匀速段、减速段和零速段，抽油杆的下行速度慢于上行速度。

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