CN201461396U - 螺杆泵控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种通过永磁同步电机驱动螺杆泵的螺杆泵控制器，其包括永磁同步电机及控制电路，控制电路包括：数字信号处理器；整流器；逆变器；数字信号处理器输出端分别与第一脉宽调制电路、第二脉宽调制电路相连，数字信号处理器输入端分别与给定装置、速度检测器、第一电流检测器、第二电流检测器、电压检测器相连，速度检测器的输入端与电机相连，第一脉宽调制电路输出端与整流器相连，第二脉宽调制电路输出端与逆变器相连；第一电流检测器与电源端相连，第二电流检测器与电机输入端相连，电压检测器与整流器电压输出端相连。本实用新型有益效果：利用永磁同步电机驱动螺杆泵，采用闭环控制，运行效率高，节约电能。

Description

螺杆泵控制器

技术领域

本实用新型涉及一种螺杆泵控制器，具体是指一种通过永磁同步电机驱动螺杆泵的螺杆泵控制器。

背景技术

现有的螺杆泵一般由异步电机驱动，采用异步电机的传动控制系统较为成熟，但也存在功率因数低、多台电机同时运行时谐波污染严重的问题，控制器庞杂、成本高，目前也有采用同步电机驱动螺杆的螺杆泵控制器，采用矢量控制系统，由于矢量控制存在坐标变换复杂，其控制器要求很高，且控制精度难于保证。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种通过永磁同步电机驱动螺杆泵并采用闭环控制的螺杆泵控制器。

本实用新型采用的技术方案为：

螺杆泵控制器，包括用于驱动螺杆泵的电机及控制电路，所述电机为永磁同步电机，所述控制电路包括1)数字信号处理器；2)整流器：其电压输入端与电源端相连；3)逆变器：其电压输入端与整流器电压输出端相连；数字信号处理器的输出端分别与第一脉宽调制电路、第二脉宽调制电路相连，数字信号处理器的输入端分别与给定装置、速度检测器、第一电流检测器、第二电流检测器、电压检测器相连，速度检测器的输入端与电机相连，第一脉宽调制电路输出端与整流器相连，第二脉宽调制电路输出端与逆变器相连；第一电流检测器与电源端相连，第二电流检测器与电机输入端相连，电压检测器与整流器电压输出端相连，给定装置用于提供电流、电压和速度给定信号，第一、第二电流检测器、电压检测器和速度检测器实时向数字信号处理器发送检测到的反馈信号，数字信号处理器通过比较给定信号和反馈信号，向第一、第二脉宽调制电路发送控制信号以控制整流器和逆变器输出信号，进而控制电机速度。

所述永磁同步电机还连接有制动电阻，逆变器与电机之间连有工作接触器，制动电阻与电机之间连有能耗制动接触器，工作接触器和能耗接触器互锁，其控制输入端与数字信号处理器输出端相连。

所述整流器和逆变器均采用6个IGBT组成的桥式电路。

所述整流器与逆变器之间并联有滤波电容。

还设有监控信号采集器，其输入端与数字信号采集器输出端相连，用于采集各检测电路检测到的电流、电压及转速参数。

本实用新型的有益效果在于：1)利用永磁同步电机驱动螺杆泵，采用闭环控制，运行效率及控制精度高，有效减少谐波污染，并且节约了电能；2)电机接有制动电阻，停电时消耗电机运转的能量，快速制动，有效防止因螺杆快速运转而损坏设备或造成安全事故；3)采用IGBT组成桥式电路，开关性能好；4)滤波电容有效消除整流器输出的高次谐波；5)监控信号采集器，将各检测电路检测到的电流、电压及转速参数发送到监控中心的连接口，通过无线远程监控系统实现对油井的实时控制.

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明：

参见图1，螺杆泵控制器，包括用于驱动螺杆泵的电机3及控制电路，电机为永磁同步电机，其运行状态由逆变器决定，控制电路包括：数字信号处理器8(即DSP)；给定装置13，输出端与数字信号处理器输入端相连，给定装置13由无线操作器或有线操作器输入给定值，将电压、电流和速度等给定信号传送给数字信号处理器8，DSP将接收到的给定信号及检测电路检测到的反馈信号来处理和控制整个控制器；整流器1，电压输入端与电源端相连，用于将交流电压信号转变为直流信号；第一脉宽调制电路6，输入端与数字信号处理器相连，输出端与整流器控制输入端相连，用于控制整流器输出波形；逆变器2，电压输入端与整流器1电压输出端相连，用于将直流信号转变为交流信号；第二脉宽调制电路5，输入端与数字信号处理器8相连，输出端与逆变器2控制输入端相连，用于控制逆变器输出波形；第一、第二脉宽调制电路(PWM)6、5，将DSP处理输出的低电压信号转换成可以驱动整流器和逆变器中IGBT的电压信号；速度检测器11，输入端与电机相连，输出端与数字信号处理器8输入端相连，速度检测器11可以采用绝对式编码器、增量式编码器或者速度传感器，将编码器或速度传感器检测到信号转换成数字信号处理器8可以处理的信号，用于检测电机3的速度；第一电流检测器7，输入端与电源端相连，输出端与数字信号处理器8输入端相连，用于检测电源端输出电流，由电流传感器检测，将电流的大小通过互感原理感应为电压信号，将电压信号传送给DSP进行采样检测，然后通过DSP进行处理用来控制第一脉宽调制电路6；第二电流检测器4，输入端与电机输入端相连，输出端与数字信号处理器8输入端相连，用于检测电机电流，由电流传感器检测，将电流的大小通过互感原理感应为电压信号，将电压信号传送给DSP进行采样检测，然后通过DSP进行处理用来控制第二脉宽调制电路5；电压检测器12，输入端与整流器电压输出端相连，输出端与数字信号处理器输入端相连，用于检测整流器输出电压，其将母线电压即直流滤波电容器9两端电压进行采集，并转换成数字信号处理器8可以接收的信号；第一、第二电流检测器、电压检测器及速度检测器实时向数字信号处理器发送检测到的电流、电压及速度反馈信号，数字信号处理器8采用32位DSP处理电路，数字信号处理器通过比较给定信号和反馈信号，并且通过处理与运算将此部分信号转换成脉宽调制信号输出，向第一、第二脉宽调制电路发送控制信号以控制整流器和逆变器输出信号，进而控制电机速度。

永磁同步电机还连接有制动电阻14，逆变器2与电机3之间连有工作接触器KM1，制动电阻14与电机3之间连有能耗制动接触器KM2，工作接触器KM1和能耗接触器KM2互锁，它们的控制输入端与数字信号处理器8输出端相连。

整流器1和逆变器2均采用6个IGBT组成的桥式电路。

整流器1与逆变器2之间并联有滤波电容9，采用直流滤波电容，将整流装置1输出的直流电进行滤波和稳定电压.

还设有监控信号采集器15，其输入端与数字信号采集器输出端相连，用于采集各检测电路检测到的电流、电压及转速参数，通过GPRS等无线模块与监控中心通讯连接，将各检测电路检测到的电流、电压及转速参数发送到监控中心的连接口，通过无线远程监控系统实现对油井的实时控制，并且可将过电流、过电压、模块故障等故障通过GPRS网络通过短信形式发送给相关人员。

螺杆泵控制器根据螺杆泵在生产中实际的工况，平稳加减速、停电保护、实时控制，可得到高效率的最佳效果。

Claims (5)

1.螺杆泵控制器，包括用于驱动螺杆泵的电机(3)及控制电路，其特征在于所述电机(3)为永磁同步电机，所述控制电路包括1)数字信号处理器(8)；2)整流器(1)：其电压输入端与电源端相连；3)逆变器(2)：其电压输入端与整流器(1)电压输出端相连；数字信号处理器(8)的输出端分别与第一脉宽调制电路(6)、第二脉宽调制电路(5)相连，数字信号处理器(8)的输入端分别与给定装置(13)、速度检测器(11)、第一电流检测器(7)、第二电流检测器(4)、电压检测器(12)相连，速度检测器(11)的输入端与电机(3)相连，第一脉宽调制电路(6)输出端与整流器(1)相连，第二脉宽调制电路(5)输出端与逆变器(2)相连；第一电流检测器(7)与电源端相连，第二电流检测器(4)与电机(3)输入端相连，电压检测器(12)与整流器(1)电压输出端相连，给定装置(13)用于提供电流、电压和速度给定信号，第一、第二电流检测器(7、4)、电压检测器(12)和速度检测器(11)实时向数字信号处理器(8)发送检测到的反馈信号，数字信号处理器通过比较给定信号和反馈信号，向第一、第二脉宽调制电路(6、5)发送控制信号以控制整流器(1)和逆变器(2)输出信号，进而控制电机(3)速度。

2.如权利要求1所述的螺杆泵控制器，其特征在于：所述永磁同步电机(3)还连接有制动电阻(14)，逆变器(2)与电机(3)之间连有工作接触器(KM1)，制动电阻(14)与电机(3)之间连有能耗制动接触器(KM2)，工作接触器(KM1)和能耗接触器(KM2)互锁，其控制输入端与数字信号处理器(8)输出端相连。

3.如权利要求1或2所述的螺杆泵控制器，其特征在于：所述整流器(1)和逆变器(2)均采用6个IGBT组成的桥式电路。

4.如权利要求1或2所述的螺杆泵控制器，其特征在于：所述整流器(1)与逆变器(2)之间并联有滤波电容。

5.如权利要求1或2所述的螺杆泵控制器，其特征在于：还设有监控信号采集器(15)，其输入端与数字信号采集器(8)输出端相连，用于采集各检测电路检测到的电流、电压及转速参数。

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