CN106612093A - 永磁潜油直线电机的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁潜油直线电机的控制系统及方法。该永磁潜油直线电机的控制系统包括：电流检测单元，用于检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流；中央控制单元，用于根据电机视在电流和直流母线电流确定永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数；以及电机控制单元，用于根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。通过本发明，解决了对永磁潜油直线电机的控制效果差的问题。

Description

永磁潜油直线电机的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种永磁潜油直线电机的控制系统及方法。

背景技术

永磁潜油直线电机是近几年来在油田井下采油设备上逐步得到应用的新型机电产品。现有的永磁潜油直线电机由于所处的工作环境恶劣、与地面控制系统之间的距离太远等问题，无法安装和使用常规型电机转子位置传感器，只能采用普通变频器的V-F控制方式或类似于步进电机的控制方式驱动电机运行。这两种控制方式虽然能使电机运行并正常工作，但其所带来的不利影响也是巨大的。主要表现在：

1、电机空载电流增大，功率因数严重降低，电机无功损耗占到总功率的大部分；

2、无论负载大小，电机仅根据控制器所给定的电流值运行。当电机空载运行时视为电流仍为满载值(即给定值)，使得电机发热量急剧增加，效率直线下降；当电机运行过程中负载突然增大时，由于固定电流值所决定的电机推力无法随负载的增大而提高，因此使得电机将进入堵转状态，短时间内电机定子将会发热损坏；

3、电机起动过程中由于电流是瞬间升高到设定值，此时负载状态不稳定，导致电机起动过程中产生很大的振动和冲击效应。

上述对永磁潜油直线电机的控制方式，一方面效率损失极大，另一方面电机几乎没有任何过载能力，严重影响电机的正常使用和工作寿命。

对永磁潜油直线电机的最佳控制方式是闭环控制方式，闭环控制是挖掘和提高永磁电机性能指标的必要前提条件。现有的闭环控制方式包括：基于硬件传感器的有感转子磁极位置闭环控制方式以及基于软件方法的无感闭环控制方式。但是，永磁潜油直线电机无法像普通旋转电机一样，在其动子上安装磁极位置传感器从而建立闭环系统，即无法直接从硬件上实现闭环控制。另外，由于永磁潜油直线电机与地面驱动系统之间存在上千米的铠装动力电缆，这种电缆由于未采用绞制结构，其分布参数对电机及控制系统所产生的影响都不能忽略不计。因此采用现在主流的永磁电机无感磁极位置检测方式也无法准确检测电机动子磁极位置，依靠普通无感控制技术也无法建立有效的闭环控制系统。

针对相关技术中对永磁潜油直线电机的控制效果差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种永磁潜油直线电机的控制系统及方法，以解决对永磁潜油直线电机的控制效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种永磁潜油直线电机的控制系统。

根据本发明的永磁潜油直线电机的控制系统包括：电流检测单元，用于检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流；中央控制单元，用于根据电机视在电流和直流母线电流确定永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数；以及电机控制单元，用于根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。

进一步地，电机功率因数为直流母线电流和电机视在电流的比值。

进一步地，电机控制单元用于通过以下方式对永磁潜油直线电机的运行进行控制：判断电机功率因数是否处在预设阈值范围内；以及在判断出电机功率因数未处在预设阈值范围内时，对电机视在电流或直流母线电流进行调节，以使电机功率因数处于预设阈值范围内。

进一步地，电流检测单元包括电流采样电路，电流采样电路用于检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流或直流母线电流，电流检测单元还包括：滤波电路，用于对电机视在电流或直流母线电流进行平滑滤波处理；驱动能力扩展电路，用于对经过平滑滤波处理后的电机视在电流或经过平滑滤波处理后的直流母线电流进行信号稳定性的增强处理；以及电流幅值抬高电路，用于对经过增强处理后的电机视在电流或经过增强处理后的直流母线电流的幅值进行整体抬高处理。

进一步地，中央控制单元还用于根据电机视在电流确定永磁潜油直线电机的动子的运行速度，电机控制单元用于根据运行速度和功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种永磁潜油直线电机的控制方法。

根据本发明的永磁潜油直线电机的控制方法包括：检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流；根据电机视在电流和直流母线电流确定永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数；以及根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。

进一步地，电机功率因数为电机视在电流和直流母线电流的比值。

进一步地，根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制包括：判断电机功率因数是否处在预设阈值范围内；以及如果判断出电机功率因数未处在预设阈值范围内，则对电机视在电流或直流母线电流进行调节，以使电机功率因数处于预设阈值范围内。

进一步地，在检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流之后，该控制方法还包括：对电机视在电流或直流母线电流进行平滑滤波处理；对经过平滑滤波处理后的电机视在电流或经过平滑滤波处理后的直流母线电流进行信号稳定性的增强处理；以及对经过增强处理后的电机视在电流或经过增强处理后的直流母线电流的幅值进行整体抬高处理。

进一步地，根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制之前，该控制方法还包括：根据电机视在电流确定永磁潜油直线电机的动子的运行速度，根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制包括：根据运行速度和功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。

根据本发明实施例，通过电流检测单元检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流；中央控制单元根据电机视在电流和直流母线电流确定永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数；以及电机控制单元根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制，解决了对永磁潜油直线电机的控制效果差的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的电流检测单元的第一电路原理图；

图3是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的电流检测单元的第二电路原理图；

图4是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制系统的中央控制单元的电路原理图；

图5是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制系统的结构示意图；以及

图6是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明的实施例，提供了一种永磁潜油直线电机的控制系统。

图1是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制系统的示意图。如图1所示，该永磁潜油直线电机的控制系统包括：电流检测单元10、中央控制单元20和电机控制单元30。

电流检测单元10，用于检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流。

电流检测单元10包括电流采样电路，电流采样电路用于检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流或直流母线电流，电流检测单元10还包括：滤波电路，用于对电机视在电流或直流母线电流进行平滑滤波处理；驱动能力扩展电路，用于对经过平滑滤波处理后的电机视在电流或直流母线电流进行信号稳定性的增强处理；以及电流幅值抬高电路，用于对经过增强处理后的电机视在电流或直流母线电流的幅值进行整体抬高处理。

图2是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的电流检测单元的第一电路原理图。图3是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的电流检测单元的第二电路原理图。图2提供了电流采样电路1和滤波电路2的电路组成及元器件之间的连接关系。图3提供了驱动能力扩展电路3和电流幅值抬高电路4的电路组成及元器件之间的连接关系。需要说明的是，图2和图3中电路于A0、B0、C0处相连接后实现电流检测单元的功能。

如图2所示，电流采样电路1，由霍尔传感器U2、U4、U6和U8构成，用以采集驱动器三相(U、V、W)瞬时输出电流(即电机视在电流)和直流母线电流，其中，U2对应U相电流检测(L1)，U4对应V相电流检测(L2)，U6对应W相电流检测(L3)，U8对应直流母线电流检测(L4)。霍尔传感器U2、U4、U6和U8均为高精度电流霍尔传感器。

为了简化说明，对于图2和图3中的电路，仅对U相的电流检测进行说明，V相、W相以及直流母线电流检测的电路结构(利用的元器件以及元器件之间的连接关系相同，仅是电流的检测位置不同)与U相类似，不作赘述。

具体地，在电流采样电路1中，U2的5、6引脚分别连接电机的三相输入电缆的U相的两个引脚U和U1，正向电流连接引脚U，负向电流连接引脚U1。U2的2引脚和4引脚分别接入滤波电路2，U2的引脚1和引脚3分别连接-15V和+15V电源。

如图2所示，滤波电路2中，U相的滤波电路由滤波电阻R2、R9及滤波电容C3、C4组成。由于驱动器输出是脉冲电压，霍尔传感器U2检测的输出电流也会有脉动，因此需要采用脉冲分压电路进行平滑滤波。

具体地，U2的4引脚分别连接于电阻R2(参数为10K/1/10W)的第一端和电容C3的第一端，电阻R2的第二端分别连接于电阻R1(参数为10K/1/10W)的第一端、电阻R9(参数为4.7K/1/10W))的第一端和电容C4(103pF)的第一端，电容C3的第二端分别连接于电阻R1的第一端、电阻R9的第一端，电阻R1的第二端(A0)连接于图3中的驱动能力扩展电路3(连接处为图3中的A0)，电容C4的第二端和电阻R9的第二端连接于U2的引脚2，同时，电容C4的第二端、电阻R9的第二端和U2的引脚2均接地。

如图3所示，驱动能力扩展电路3，由多级信号放大器电路组成。由于滤波后的电流信号比较微弱，考虑到AD采集电路需要的阻抗匹配，需要提高电流信号的稳定性。

具体地，滤波电路2中电阻R1的第二端连接于放大器U1A(参数为LF347)的引脚3，放大器U1A的引脚4分别连接+15V电源和电容C1(104pF)的第一端，电容C1的第二端接地，放大器U1A的引脚2和引脚1分别连接于电阻R3(参数为10K/1/10W)的第一端，电阻R3的第二端连接于电容C5(330pF)的第一端和电阻R4(参数为10K/1/10W)的第一端，放大器U1A的引脚11连接于-15V电源和电容C9(104pF)的第一端，电阻R4的第二端分别与电容C6(100pF)的第一端和放大器U3A(参数为LM353)的引脚3相连接，电容C6的第二端、电容C5的第二端以及电容C9的第二端相连接，并同时与电容C8(104pF)的第二端和电阻R10(参数为1.5K/1/10W)的第二端相连接，并且电容C6的第二端、电容C5的第二端、电容C9的第二端、电容C8的第二端和电阻R10的第二端同时接地，电容C8的第一端连接于放大器U3A的引脚4，放大器U3A的引脚2和引脚1共同连接于电阻R10的第一端和电阻R6(参数为2k/1/10W)的第一端，放大器U3A的引脚8分别连接于电容C2(104pF)的第一端和+15V电源，电容C2的第二端接地，电阻R6的第二端和放大器U3B(参数为LM353)的引脚5相连接，放大器U3B的引脚6和引脚7分别和电流幅值抬高电路4相连接。

如图3所示，电流幅值抬高电路4由上拉电阻和上拉电容构成。由于霍尔传感器采集到的电流信号是正负交替的，AD采集无法采集到电平信号，因此需要把采集到的电流信号整体抬高，通过电阻R7(参数为10k/1/10W)和电阻R5(参数为10k/1/10W)把零电流值抬高到1/2电源电压。通过AD采集到的电流信号在一半AD量程时电流为零，低于一半量程时为负向电流，反之为正向电流。

具体地，驱动能力扩展电路3中放大器U3B的引脚6和引脚7分别连接于电流幅值抬高电路4中电阻R7的第一端，电阻R7的第二端连接于电阻R5的第一端、电容C7(330pF)的第一端和电阻R8(参数为1k/1/10W)的第一端，电阻R5的第二端连接于电源VCC，电容C7的第二端接地，电阻R8的第二端连接该系统的中央控制单元20。

中央控制单元20，用于根据电机视在电流和直流母线电流确定永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数。

图4是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制系统的中央控制单元的电路原理图。如图4所示，中央控制单元20主要由电流采样电路31、高速DSP芯片32、复位电路33、时钟电路34和电机驱动电路35组成。其中，高速DSP芯片32包括AD采集模块321、高速浮点运算单元322和电机控制发波电路323。具体的，DSP是一种电机控制芯片，外围电路时钟振荡电路(即时钟电路34)为DSP运行提供时钟信号、复位电路(即复位电路33)为系统上电或故障时提供复位信号，使DSP程序重新初始化运行。采用32位的DSP处理器，运算速度可达150MHz，拥有单精度硬件浮点运算能力，可满足驱动器高速、大量的运算处理工作。其自带的12位高速高精度AD采集模块(即AD采集模块321)，可把外部电流采样电路(即电流采样电路31)输出的模拟信号转化为数字量，拥有灵活、高速、高分辨率PWM生成模块，可完美控制电机驱动电路35。

电机控制单元30，用于根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。

可选地，电机功率因数为直流母线电流和电机视在电流的比值。该电机功率因数表征了直流母线电流占总的电机视在电流的比例，因而，通过以该因数作为永磁潜油直线电机运行控制的参考值，可以更有效地对永磁潜油直线电机进行控制，进而使得永磁潜油直线电机具有更好的电机效率，提高电流的利用率。

需要说明的是，电机视在电流为上述电机运行时电机线的三相电流(U、V、W相)；电机视在电流包括有功电流和无功电流，直流母线电流接近于有功电流，在本发明实施例中，通过电流检测单元直接检测出直流母线电流，进而可根据直流母线电流和电机视在电流更为准确地计算电机功率因数，提高了获取电机功率因数的准确性。

可选地，电机控制单元30用于通过以下方式对永磁潜油直线电机的运行进行控制：判断电机功率因数是否处在预设阈值范围内；以及在判断出电机功率因数未处在预设阈值范围内时，对电机视在电流或直流母线电流进行调节，以使电机功率因数处于预设阈值范围内。

需要说明的是，在判断出电机功率因数未处在预设阈值范围内时，可以选择对电机视在电流或直流母线电流进行调节，其中，对直流母线电流直接进行调节是一种更加直接、精准的调节方式，通过对直流母线电流进行调节可以更加直接有效地提高电机功率和电流的利用率。

例如，由于通常情况下，负载轻时电机功率因数低，负载高时电机功率因数高。为保留一定的负载抗冲击能力可规定电机功率因数不可高于0.9，当电机功率因数高于0.9时开始加大电机视在电流(或减小直流母线电流)，当电机功率因数低于0.6时，说明输出电流偏大，应减小电机视在电流(或增大直流母线电流)。通过以上调整，可保证永磁潜油直线电机一直处于一个合理的运行负载率的运行状态。

图5是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制系统的结构示意图。如图5所示，将电流检测单元A(即电流检测单元10)的电流传感器E分别安装在永磁潜油直线电机LM的三相输入电缆D上，监测直流母线电流的传感器放在电流检测单元A的内部，电流检测单元A将检测到的三相电流和直流母线电流经滤波、幅值抬高后送人中央控制单元B(即中央控制单元20)，中央控制单元B进行运算分析，得到电机运行的电机功率因数；中央控制单元B根据运算得到的电机功率因数，通过电机控制单元C(即电机控制单元30)对永磁潜油直线电机LM的实际输入电流(电机视在电流或直流母线电流)进行调节，并以实际检测的电机功率因数为参考，通过不断调整永磁潜油直线电机LM的输入电流，使永磁潜油直线电机LM在任意状态下的电机功率因数为最佳，从而提高电流利用率和电机效率。

可选地，中央控制单元20还用于根据电机视在电流确定永磁潜油直线电机的动子的运行速度，电机控制单元30用于根据运行速度和功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。

中央控制单元20可以通过永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流，和标准状态下的电机运行电流相比较，推算出电机动子的运行状态(包括动子的运行速度)和受力情况等。进而，电机控制单元30可以根据运行速度、电机视在电流和直流母线电流对永磁潜油直线电机的运行进行更准确可靠的控制。

具体地，根据现有永磁潜油直线电机的负载特性可建立起一套模拟电流闭环控制曲线，中央控制单元20根据直线电机所带液柱在理想状态下运动的过程力学模型计算出最佳的直线电机速度-电流曲线。曲线中可包含以下参照信息：永磁潜油直线电机理想状态下的空载运行电流、电机功率因数、额定运行电流、堵转电流等。

在永磁潜油直线电机的运行初期，中央控制单元20按照其中预置的理想速度-电流曲线来驱动永磁潜油直线电机工作，运行过程中不限制驱动电流的变化。电流检测单元10实时检测并记录真实运行电流(电机视在电流和直流母线电流)，中央控制单元20将根据电机视在电流和直流母线电流)进行分析计算，得到永磁潜油直线电机运行的功率因数。理想状态下，永磁潜油直线电机的直流母线电流值正比于永磁潜油直线电机所带负载的大小，而电机功率因数为直流母线电流和电机视在电流的比值。当被检测到的直流母线电流所产生的推力越接近实际负载时，电机功率因数越接近于1。以电机功率因数作为电流调整的判断依据时，中央控制单元20根据所检测到的电机功率因数将永磁潜油直线电机定子电流分为直流母线电流(接近于有功电流)和无功电流。按照上述原则，无论永磁潜油直线电机处于轻载或重载状态，只要将定子电流中的直流母线电流进行调节，使所检测到的功率因数在任意时刻无限趋近于1，即可最大程度的利用电机电流，提高电机效率。由于直流母线电流的检测和功率因数的计算受运算速度的影响，无法及时有效地对永磁潜油直线电机的电流进行调整，因此，建立理想状态下的模拟运行曲线并以此为运行基础，将上一周期的电流运行监测结果作为修正值对曲线进行修正并指导下一周期的给定运行电流成为一种切实可行的方法。

永磁潜油直线电机工作过程中按照计算的速度曲线进行运行，运行时实时分析计算永磁潜油直线电机的工作电流，经几个周期逐渐分析出一个合理的最佳电流曲线，然后切入速度曲线与电流曲线双因素运行状态，并逐渐自适应调整速度曲线与电流曲线，达到无冲击平滑运行状态。需要说明的是，这里的周期是指DSP的电流采样电路的采样周期。

电机控制单元30同时考虑运行速度和电机功率因数(直流母线电流和电机视在电流的比值)两个影响因素，以理想状态下的模拟运行曲线为基础，以电机功率因数为修正参考，将上一周期的电流运行监测结果作为修正值对曲线进行修正并指导下一周期的给定运行电流(电机视在电流)。在采液量不变、设备状态良好的前提下可以实现永磁潜油直线电机的耗电量最少，并可有效提高该控制系统的可靠性和稳定性。

例如，在该永磁潜油直线电机的控制系统内可设置永磁潜油直线电机理想运行曲线，根据永磁潜油直线电机不同运动状态下的电流特性判断永磁潜油直线电机的实时运动状态；并以电机功率因数为电流调整参考点，取电机功率因数最大情况下的电流最小值为电机运行电流；以电机往复运动一次为一个周期，记录周期内的电流变化曲线，并基于此对该永磁潜油直线电机的控制系统内的固有运行曲线进行修正，以修正后的电流曲线驱动永磁潜油直线电机，以进行下一周期的运行。该系统不需要在电机本体上安装任何形式的硬件传感器，通过检测电机运行电流并和标准状态下的运行电流相比较，推算出电机动子的运行状态和受力情况；依靠精确的电流检测单元和控制单元实现对电机的准确控制，不需要额外增加传感器电路，提高了系统的可靠性和稳定性。

需要说明的是，根据本发明的永磁潜油直线电机的控制系统可以单独参照电机功率因数对电机的运行进行控制，也可以将电机的运行速度和电机功率因数共同作为电机运行的控制参考量。

根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制系统，通过电流检测单元10检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流；中央控制单元20根据电机视在电流和直流母线电流确定永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数；以及电机控制单元30，用于根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。通过该控制系统，解决了永磁潜油直线电机控制效果差的问题，进而通过直接检测直流母线电流，并根据电机视在电流和直流母线电流获取电机功率因数，根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制，使得对永磁潜油直线电机可以实现有效的闭环控制，进而达到更佳的控制效果。

根据本发明的实施例，提供了一种永磁潜油直线电机的控制方法。

需要说明的是，本发明实施例的永磁直线电机的控制方法可以用于执行对本发明实施例所提供的永磁直线电机的控制系统，本发明实施例的永磁直线电机的控制系统也可以执行根据本发明实施例所提供的永磁直线电机的控制方法。

图6是根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制方法的流程图。如图6所示，该永磁潜油直线电机的控制方法包括：

步骤S101，检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流。

需要说明的是，该步骤可以通过上述永磁潜油直线电机的控制系统中的电流检测单元10来实现。

步骤S102，根据电机视在电流和直流母线电流确定永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数。

需要说明的是，该步骤可以通过上述永磁潜油直线电机的控制系统中的中央控制单元20来实现。

步骤S103，根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。

需要说明的是，该步骤可以通过上述永磁潜油直线电机的控制系统中的电机控制单元30来实现。

可选地，电机功率因数为电机视在电流和直流母线电流的比值。

可选地，根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制包括：判断电机功率因数是否处在预设阈值范围内；以及如果判断出电机功率因数未处在预设阈值范围内，则对电机视在电流或直流母线电流进行调节，以使电机功率因数处于预设阈值范围内。

可选地，在检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流之后，该控制方法还包括：对电机视在电流或直流母线电流进行平滑滤波处理；对经过平滑滤波处理后的电机视在电流或经过平滑滤波处理后的直流母线电流进行信号稳定性的增强处理；以及对经过增强处理后的电机视在电流或经过增强处理后的直流母线电流的幅值进行整体抬高处理。

可选地，根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制之前，该控制方法还包括：根据电机视在电流确定永磁潜油直线电机的动子的运行速度，根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制包括：根据运行速度和功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制。

根据本发明实施例的永磁潜油直线电机的控制方法，通过检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流；根据电机视在电流和直流母线电流确定永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数；以及根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制，解决了永磁潜油直线电机控制效果差的问题，进而通过直接检测直流母线电流，并根据电机视在电流和直流母线电流获取电机功率因数，根据电机功率因数对永磁潜油直线电机的运行进行控制，使得对永磁潜油直线电机可以实现有效的闭环控制，进而达到更佳的控制效果。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或将它们分别制作成各个集成电路模块，或将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁潜油直线电机的控制系统，其特征在于，包括：

电流检测单元，用于检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流；

中央控制单元，用于根据所述电机视在电流和所述直流母线电流确定所述永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数；以及

电机控制单元，用于根据所述电机功率因数对所述永磁潜油直线电机的运行进行控制。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电机功率因数为所述直流母线电流和所述电机视在电流的比值。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述电机控制单元用于通过以下方式对所述永磁潜油直线电机的运行进行控制：

判断所述电机功率因数是否处在预设阈值范围内；以及

在判断出所述电机功率因数未处在所述预设阈值范围内时，对所述电机视在电流或所述直流母线电流进行调节，以使所述电机功率因数处于所述预设阈值范围内。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电流检测单元包括电流采样电路，所述电流采样电路用于检测所述永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流或直流母线电流，所述电流检测单元还包括：

滤波电路，用于对所述电机视在电流或所述直流母线电流进行平滑滤波处理；

驱动能力扩展电路，用于对经过平滑滤波处理后的电机视在电流或经过平滑滤波处理后的直流母线电流进行信号稳定性的增强处理；以及

电流幅值抬高电路，用于对经过增强处理后的电机视在电流或经过增强处理后的直流母线电流的幅值进行整体抬高处理。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述中央控制单元还用于根据所述电机视在电流确定所述永磁潜油直线电机的动子的运行速度，所述电机控制单元用于根据所述运行速度和所述功率因数对所述永磁潜油直线电机的运行进行控制。

6.一种永磁潜油直线电机的控制方法，其特征在于，包括：

检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流；

根据所述电机视在电流和所述直流母线电流确定所述永磁潜油直线电机运行时的电机功率因数；以及

根据所述电机功率因数对所述永磁潜油直线电机的运行进行控制。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述电机功率因数为所述直流母线电流和所述电机视在电流的比值。

8.根据权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，根据所述电机功率因数对所述永磁潜油直线电机的运行进行控制包括：

判断所述电机功率因数是否处在预设阈值范围内；以及

如果判断出所述电机功率因数未处在所述预设阈值范围内，则对所述电机视在电流或所述直流母线电流进行调节，以使所述电机功率因数处于所述预设阈值范围内。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在检测永磁潜油直线电机运行时的电机视在电流和直流母线电流之后，所述控制方法还包括：

对所述电机视在电流或所述直流母线电流进行平滑滤波处理；

对经过平滑滤波处理后的电机视在电流或经过平滑滤波处理后的直流母线电流进行信号稳定性的增强处理；以及

对经过增强处理后的电机视在电流或经过增强处理后的直流母线电流的幅值进行整体抬高处理。

10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，

根据所述电机功率因数对所述永磁潜油直线电机的运行进行控制之前，所述控制方法还包括：根据所述电机视在电流确定所述永磁潜油直线电机的动子的运行速度，

根据所述电机功率因数对所述永磁潜油直线电机的运行进行控制包括：根据所述运行速度和所述功率因数对所述永磁潜油直线电机的运行进行控制。