TW201615988A

TW201615988A - 螺桿泵的控制方法及其適用之控制系統

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Publication number: TW201615988A
Application number: TW104111502A
Authority: TW
Inventors: 鄭隆傑
Original assignee: 台達電子工業股份有限公司
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2016-05-01
Also published as: CN105545732A; TWI597424B; CN105545732B

Abstract

本案關於一種控制方法，應用於具有與螺桿泵同步轉動之電動馬達及馬達驅動器之控制系統，控制方法包含步驟：(a)監控控制系統之直流匯流排電壓；(b)偵測直流匯流排電壓是否小於第一門檻值，並於偵測結果為是時執行步驟(c)；(c)將螺桿泵上的儲存位能轉換為發電電能而提供給馬達驅動器；(d) 控制螺桿泵之反轉運作；(e)限制直流匯流排電壓大於第二門檻值； (f)偵測電力是否恢復； (g)當步驟(f)的偵測結果為否時，監控反向發電轉矩之等級；(h)偵測反向發電轉矩之等級是否小於預設轉矩值；(i)當步驟(h)的偵測結果為是時，允許螺桿泵之反轉運作以自然地方式停止。

Description

螺桿泵的控制方法及其適用之控制系統

【0001】

本案係關於一種控制方法，尤指一種螺桿泵的控制方法及其適用之控制系統。

【0002】

螺桿泵(screw pumps 或progressive cavity pumps)常用於石化工業中，以從油井中抽吸石油。一般而言，螺桿泵的運作係由一控制系統控制，其中控制系統包含一電動馬達及一馬達驅動器，而螺桿泵則包含具有一轉子及一定子之一泵桿，螺桿泵之泵桿實體上係位於油井的深處，以抽吸石油至表面，轉子與定子之組合所形成的幾何形狀則構成兩個或更多組螺旋形而獨立的腔體。當轉子在定子內轉動時，腔體係由定子之一端以螺旋狀方式移動至另一端而建立正位移(正轉)的抽吸作動，藉此將石油吸出至表面。

【0003】

當螺桿泵正轉而進行正常的抽吸運作時，由電動馬達所驅動之螺桿泵將提供電能而捲取泵桿，以將石油吸出至表面。然而當瞬間的電力中斷使螺桿泵的抽吸作動為反轉時便遭遇到許多顯著的問題，亦即當電力失效時，螺桿泵將因乘載於泵桿上之石油而失去控制儲存於泵桿之電能的能力，然而在螺桿泵之泵桿上仍存在龐大的儲存能量，使得螺桿泵類似於捲繞的螺旋彈簧，故儲存能量將藉由螺桿泵之泵桿反向轉動而釋放，並使得螺桿泵之轉子改為轉向相反的方向，而螺桿泵的泵桿亦將旋轉於相反的方向，直到所有的石油已經下降至一生產管內，且因為重力因素，最後在生產管中的石油液面的高度將與在油井中的石油液面的高度相等。而螺桿泵反轉的時間可以持續幾個小時，端看螺桿泵的具體應用。在前述情況下，當電力恢復而再次供應時，螺桿泵的抽吸作動並不能立即重新啟動，因此在反轉的過程以及等待石油重新再被抽吸至地表所花費的時間皆失去生產力，故電力中斷或遺失便造成螺桿泵的生產力顯著的降低。

【0004】

此外，當馬達驅動器被使用者關閉時，螺桿泵的抽吸作動速度將減緩，並進而根據預定的關閉排程而被一煞車裝置中止，當馬達驅動器停止提供驅動電壓至電動馬達而使電動馬達被關閉時，所儲存的能量將藉由螺桿泵的泵桿以高速反轉而被釋放，且因電動馬達的驅動機制通常與螺桿泵的轉子直接電連接，故電動馬達亦將被驅動而反轉，然不受控制之反轉將嚴重破壞電動馬達的驅動機制及其它生產設備，例如反轉可能導致設備損壞。再者，若此損壞發生在油井的地平面，將可能造成工作人員受傷及環境污染。

【0005】

因此，如何發展一種可在電力失效時，控制螺桿泵的抽吸作動而消除反轉所具有的影響，進而改善上述習知技術缺失之螺桿泵的控制方法及其適用之控制系統，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。

【0006】

本案之目的在於提供一種螺桿泵的控制方法及其適用之控制系統，其係可在電力失效時，藉由使用由螺桿泵上之儲存位能所轉換之發電電能而維持馬達驅動器及電動馬達之作動，以進行螺桿泵之反轉控制，且可利用煞車裝置之煞車單元及煞車電阻將螺桿泵在進行反轉時所產生之多餘的儲存位能消耗掉，進而縮短螺桿泵的煞車時間，俾解決傳統控制系統在電能中斷而導致螺桿泵進行反轉時所具有的電動馬達的驅動機制或設備等容易損壞、工作人員的安全性不佳，環境汙染以及螺桿泵的生產力顯著降低等缺失。

【0007】

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種控制方法，係應用控制系統，其中控制系統係用以控制螺桿泵之運作，且具有與螺桿泵同步轉動之電動馬達及用來控制電動馬達運作之馬達驅動器，馬達驅動器具有直流／交流轉換器，直流／交流轉換器係接收由電源提供之電力所產生之直流匯流排電壓，並將直流匯流排電壓進行轉換，以提供給電動馬達，控制方法係包含步驟如下：(a)監控直流匯流排電壓；(b)偵測直流匯流排電壓是否小於第一門檻值，並於偵測結果為是時執行步驟(c)；(c)將螺桿泵因進行反轉運作所釋放的儲存位能轉換為發電電能，並提供給馬達驅動器，使馬達驅動器維持作動；(d)由馬達驅動器驅動電動馬達根據反轉轉矩限制策略而控制螺桿泵之反轉運作；(e)限制直流匯流排電壓大於第二門檻值；(f)偵測電力是否恢復；(g)當步驟(f)的偵測結果為否時，監控反向發電轉矩之等級；(h)偵測反向發電轉矩之等級是否小於預設轉矩值；以及(i)當步驟(h)的偵測結果為是時，允許螺桿泵之反轉運作以自然地方式停止。

【0008】

為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種控制系統，係用以控制螺桿泵之運作，且包含：電動馬達，係與該螺桿泵進行同步轉動；以及馬達驅動器，係與電源及電動馬達電連接，用以將電源所提供之電力進行轉換，以提供給電動馬達，其中馬達驅動器係包含：直流／交流轉換器，係與電動馬達電連接，用以接收由電源提供之電力所產生之直流匯流排電壓，並將直流匯流排電壓進行轉換，以提供給電動馬達；以及控制器，係與直流／交流轉換器電連接，用以控制直流／交流轉換器之運作，且監控直流匯流排電壓；其中當電源所提供之電力中斷而螺桿泵進行反轉運作，使控制器偵測到直流匯流排電壓小於第一門檻值時，馬達驅動器係使用由螺桿泵釋放的儲存位能所轉換的發電電能來進行運作，並根據反轉轉矩限制策略而控制螺桿泵之反轉運作。

1‧‧‧控制系統

11‧‧‧電動馬達

12‧‧‧馬達驅動器

121‧‧‧交流／直流轉換器

122‧‧‧直流鏈

123‧‧‧直流／交流轉換器

124‧‧‧控制器

2‧‧‧螺桿泵

3‧‧‧電源

V_bus‧‧‧直流匯流排電壓

1241‧‧‧速度估測器

1242‧‧‧反轉轉矩限制單元

1243‧‧‧速度控制電路

1244‧‧‧電流控制電路

1245‧‧‧脈衝寬度調變產生器

1246‧‧‧轉矩控制器

1247‧‧‧磁通量控制器

W^_r‧‧‧轉動速度估測值

T*_{e_backspin_limit}‧‧‧轉矩限制

T*_e‧‧‧轉矩指令

I*_q‧‧‧Q軸座標電流指令

I*_d‧‧‧D軸座標電流指令

u*_α‧‧‧α電流指令

u*_β‧‧‧β電流指令

S11~S20‧‧‧本案之控制方法的步驟流程

S141~S143‧‧‧反轉轉矩限制策略的步驟流程

S161~S163‧‧‧子步驟

第1圖係為本案較佳實施例之控制系統的結構示意圖。

第2圖係為第1圖所示之控制系統的電路方塊示意圖。

第3A、3B圖係為本案較佳實施例之控制方法的步驟流程圖。

第4圖係為第3A圖所示之步驟S14中之反轉轉矩限制策略的步驟流程圖。

第5圖係為第3B圖所示之步驟S16的子步驟的步驟流程圖。

第6圖係為本案之控制方法應用於第2圖所示之控制系統時，交流電壓、直流匯流排電壓、電動馬達之轉速以及反轉狀態的波形時序圖。

第7圖係為本案之控制方法應用於第2圖所示之控制系統時，反轉狀態、電動轉矩限制及發電轉矩限制的波形時序圖。

【0009】

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

【0010】

請參閱第1圖及第2圖，其中第1圖係為本案較佳實施例之控制系統的結構示意圖，第2圖係為第1圖所示之控制系統的電路方塊示意圖。如第1圖及第2圖所示，本實施例之控制系統1係架構於控制及驅動一螺桿泵2之抽吸作動，以將油井中之石油抽吸至地表，其中螺桿泵2之構造係為習知技術，故在此不多贅述。控制系統1主要結構係包含一電動馬達11、一馬達驅動器12及一煞車裝置。電動馬達11 係與螺桿泵2之泵桿之轉子電連接，架構於與螺桿泵2同步轉動，進而帶動螺桿泵2之泵桿之轉子轉動而將石油從油井抽吸至地表，且電動馬達11較佳可為感應馬達。煞車裝置係由一煞車單元5及一煞車電阻6所構成，其中煞車單元5電連接於馬達驅動器12及煞車電阻6之間，用以控制煞車電阻6之作動，使煞車電阻6釋放或消耗能量。

【0011】

馬達驅動器12係與一電源3（例如三相電源）及電動馬達11電連接，用以控制電動馬達11之運作，且可包含一交流／直流轉換器121、一直流鏈122（例如直流匯流排）、一直流／交流轉換器123及一控制器124，但並不以此為限。交流／直流轉換器121可為但不限於由具有複數個二極體的三相整流器所構成，且交流／直流轉換器121之一輸入端係與電源3電連接，交流／直流轉換器121係從電源3接收電力，例如交流電壓(三相交流電壓)，並將交流電壓轉換為直流電壓。直流鏈122可由一電容所構成，其係電連接於交流／直流轉換器121之一輸出端，用以將交流／直流轉換器121所輸出之直流電壓穩壓濾波，以產生一直流匯流排電壓V bus 。直流／交流轉換器123可為但不限於由具有一個或複數個絕緣閘雙極性電晶體（IGBTs）之三相逆變器所構成，且直流／交流轉換器123係與直流鏈122及電動馬達11電連接，用以接收直流匯流排電壓V bus ，並轉換為一驅動電壓，以驅動並控制電動馬達11之運作。控制器124可為但不限於為信號處理器（DSP），且與直流／交流轉換器123及直流鏈122電連接，用以控制直流／交流轉換器123之絕緣閘雙極性電晶體的作動，並可監控直流匯流排電壓V bus 。在其它實施例中，馬達驅動器12係利用脈衝寬度調變（PWM）技術改變直流／交流轉換器123所輸出之驅動電壓的頻率及振幅，藉此控制電動馬達11之轉動速度，當驅動電壓的頻率增加時，電動馬達11係加速轉動，同時，電源3之電力將透過馬達驅動器12傳輸至電動馬達11，以提供驅動電動馬達11所需之能量。馬達驅動器12較佳可為變頻驅動器或變速驅動器，其係藉由改變電動馬達11所接收之驅動電壓的頻率及振幅來控制電動馬達11的速度及轉矩。

【0012】

於本實施例中，控制器124係包含一速度估測器1241、一反轉轉矩限制單元1242、一速度控制電路（ASR）1243、一電流控制電路（ACR）1244、一脈衝寬度調變產生器1245、一轉矩控制器1246及一磁通量控制器1247，其中速度控制電路1243、電流控制電路1244、脈衝寬度調變產生器1245、轉矩控制器1246及磁通量控制器1247之結構及作動方式係為習知技術，故於此不再贅述。於本實施例中，速度估測器1241係與電動馬達11電連接，用以估測電動馬達11之轉子的轉動速度而輸出一轉動速度估測值W^ r 。反轉轉矩限制單元1242架構於儲存一反轉轉矩限制策略，並與速度估測器1241電連接，以根據來自於速度估測器1241之轉動速度估測值W^r而提供一轉矩限制T* e_backspin_limit 。速度控制電路1243係與反轉轉矩限制單元1242電連接，架構於接收一馬達轉動速度指令W* r 及來自反轉轉矩限制單元124之轉矩限制T* e_backspin_limit ，並根據馬達轉動速度指令W*r及轉矩限制T* e_backspin_limit 而提供一轉矩指令T* e 。轉矩控制器1246係與速度控制電路1243電連接，架構於接收轉矩指令T* e ，並轉換轉矩指令T* e 為一Q軸座標電流指令I* q 。磁通量控制器1247架構於產生一D軸座標電流指令I* d 。電流控制電路1244係與轉矩控制器1246及磁通量控制器1247電連接，架構於根據轉矩控制器1246之Q軸座標電流指令I* q 及磁通量控制器1247之D軸座標電流指令I* d 而分別產生一α電流指令u* α 及一β電流指令u* β 。脈衝寬度調變產生器1245係與電流控制電路1244及交流／直流轉換器123電連接，架構於根據電流控制電路1244所輸出之α電流指令u* α 及β電流指令u* β 而產生一脈衝寬度調變信號，藉此控制交流／直流轉換器123之開關元件(例如絕緣閘雙極性電晶體)的導通或截止的切換作動，進而驅動及控制電動馬達11之作動，並消除電動馬達11在反轉時所造成的影響。

【0013】

而於本實施例中，當控制系統1控制電動馬達11正轉而使螺桿泵2正轉，以進行正常的抽吸作動時，螺桿泵2之泵桿將被電動馬達11驅動而將石油從油井抽吸至地表，此時螺桿泵2係因泵桿上之石油係逐漸上升至地表而儲存對應的位能(以下稱為儲存位能)。

【0014】

請參閱第3A、3B圖並配合第6圖及第7圖，其中第3A、3B圖係為本案較佳實施例之控制方法的步驟流程圖，第6圖係為本案之控制方法應用於第2圖所示之控制系統時，交流電壓、直流匯流排電壓、電動馬達之轉速以及反轉狀態的波形時序圖，第7圖係為本案之控制方法應用於第2圖所示之控制系統時，反轉狀態、電動轉矩限制及發電轉矩限制的波形時序圖。如第3A、3B圖、第6圖、第7圖所示，本案之控制方法可應用於第2圖所示之控制系統1之控制器124中，且包含以下步驟：首先，馬達驅動器12之控制器124監控直流匯流排電壓V bus （請參閱步驟S11）。接著，控制器124偵測直流匯流排電壓V bus 是否小於一第一門檻值（請參閱步驟S12）。當控制器124偵測到直流匯流排電壓V bus 大於或等於第一門檻值時，螺桿泵2之泵桿將持續被電動馬達11驅動，且螺桿泵2係處於正向轉動運作而正常抽吸油井中之石油，在此情況下，將再次執行步驟S11，控制器124便持續監控直流匯流排電壓V bus 。反之，當步驟S12中控制器124偵測到直流匯流排電壓V bus 小於第一門檻值時，控制器124便判定電源3用來使直流鏈122產生直流匯流排電壓V bus 而提供的交流電壓因發生電力中斷（例如跳電而交流電壓為零）或因馬達驅動器12回應指令而關閉而正在減少，此時便執行步驟S13。在步驟S13中，因電力中斷而直流匯流排電壓V bus 小於第一門檻值時，螺桿泵2之泵桿將因螺桿泵2上之石油受重力影響而由正轉逐漸切換至反轉，而螺桿泵2上之石油所具有的儲存位能便藉由泵桿之反轉作用而釋放並進一步轉換為發電電能，以供給馬達驅動器12，以維持馬達驅動器12及電動馬達11之作動，亦即當電源3所提供之電力失去或當馬達驅動器12因回應指令而關閉時，控制系統1可藉由重新產生之發電電能(即由儲存位能轉換後所產生之發電電能)而維持馬達驅動器12及電動馬達11之作動，進而控制螺桿泵2之反轉運作，直到螺桿泵2上所有的石油皆已經下降至一生產管內，而生產管內的石油液面的高度亦和油井的石油液面的高度相等。

【0015】

當執行完步驟S13後，馬達驅動器12便驅動電動馬達11根據一反轉轉矩限制策略而控制螺桿泵2之反轉運作(即螺桿泵2由正轉逐漸變為反轉的運作過程)，例如螺桿泵2反轉時的轉速等（請參閱步驟S14）。再請參閱第4圖，其係為第3A圖所示之步驟S14中之反轉轉矩限制策略的步驟流程圖。如第4圖所示，在步驟S14的反轉轉矩限制策略中，首先設定馬達轉動速度指令W* r 為負，而當電動馬達11之轉動速度被速度估測器1241評估為正時，便將一正向電動轉矩限制（Torque limit_motor）設定為零，藉此不驅動電動馬達11朝正向轉動，且將一正向發電轉矩限制（Torque limit_generative）設定為一正常操作值，該正常操作值可為一額定轉矩的倍數（例如120），藉此在螺桿泵2仍正向轉動的過程中(螺桿泵2正向轉動的轉速逐漸降低)將螺桿泵2所釋放之儲存位能轉換為發電電能（請參閱步驟S141），在此情況下，發電電能被傳輸至馬達驅動器12之直流鏈122，且由馬達驅動器12所輸出之能量(例如驅動電壓)亦縮減。當電動馬達11之轉動速度被速度估測器1241評估為負且低於一預定值時(即代表電動馬達11已為反轉狀態但轉速尚未到達預定值)，將一反向電動轉矩限制設定為零，藉此不強迫驅動電動馬達11朝反向轉動，而是使電動馬達11因螺桿泵2上之石油受到重力影響而自然地反轉，且將一反向發電轉矩限制設定為該正常操作值，該正常操作值可為額定轉矩的倍數（例如120），藉此在螺桿泵2為反向轉動的過程中(螺桿泵2反向轉動的轉速逐漸提升)將螺桿泵2上之儲存位能轉換為發電電能（請參閱步驟S142）。當電動馬達11之轉動速度被速度估測器1241評估為負且大於或等於該預定值時，便執行一反轉速度控制模式，在此情況下，反向電動轉矩限制及反向發電轉矩限制皆設定為該正常操作值（例如120），藉此控制電動馬達11在反向轉動時之速度，例如維持在預定值，同時亦將螺桿泵2上之儲存位能轉換為發電電能 (請參閱步驟S143）。

【0016】

請再參閱第3A、3B圖，當執行完步驟S14後，係藉由煞車單元5及煞車電阻6釋放多餘的發電電能而限制直流匯流排電壓V bus 大於一第二門檻值（請參閱步驟S15），其中第二門檻值可為但不限於低於第一門檻值。當步驟S15執行完後，控制器124便偵測電源3所提供之電力是否恢復而再次供應（請參閱步驟S16）。

【0017】

而於步驟S16中，當控制器124在進行控制電動馬達11的反轉運作期間偵測到電源3所提供之電力已恢復而再次供應時，馬達驅動器12便驅動電動馬達11執行正向轉動並加快旋轉速度，以控制螺桿泵2立即由油井抽吸石油(請參閱步驟S17)，然後再次執行步驟S11。反之，於步驟S16中，當控制器124偵測電源3所提供之電力並無恢復而仍中斷時，便監控一之等級(請參閱步驟S18)。接著，將之等級與一預設轉矩值比對而偵測之等級是否小於預設轉矩值 (請參閱步驟S19)。在步驟S19中，當之等級係小於轉矩預設值時，便允許螺桿泵2之反轉係以自然地方式停止(請參閱步驟S20)。反之，在步驟S19中，當反向發電轉矩之等級係大於預設轉矩值時，便再次執行步驟S13。

【0018】

請參閱第5圖，其係為第3B圖所示之步驟S16的子步驟的步驟流程圖。如第5圖所示，在步驟S16中，首先，當馬達驅動器12之控制器124偵測到電動馬達11執行反轉運作所經過的一時間區間係長於一第一預設時間時，係控制正向電動轉矩限制返回該正常操作值，該正常操作值可為額定轉矩的倍數（例如120），並設定馬達轉動速度指令W* r 為正值，藉此使馬達驅動器12操作於一正常正向運作模式而驅動電動馬達11 由反正轉動改為正向轉動(請參閱步驟S161)。然而在步驟S161執行完後，若控制器124偵測到直流匯流排電壓V bc 再次小於第一門檻值時，即代表電源3並無法提供電力而維持直流匯流排電壓V bc ，控制器124便判斷電源3所提供之電力為未恢復狀態(請參閱步驟S162)。而當步驟S162判斷出電源3所提供之電力並未恢復且經過一第二預設時間時，控制器124便判斷電力係遺失很長一段時間而執行步驟S18(請參閱步驟S163)。

【0019】

綜上所述，本案提供一種螺桿泵的控制方法及其適用之控制系統，其係可控制螺桿泵的運作，以消除當電力遺失而進行反轉時的影響，亦即當本案之控制系統的馬達驅動器偵測到電力失效時，本案之控制系統可藉由使用由螺桿泵上之儲存位能所轉換之發電電能(其中當電力失效時，螺桿泵之泵桿便會因石油受重力影響而而釋放儲存位能，該儲存位能係在所有的石油皆已經下降至生產管內，而生產管的石油液面高度亦和油井的石油液面高度相等時才為零，而發電電能便由轉換儲存位能而產生)而維持馬達驅動器及電動馬達之作動，以對螺桿泵之反轉運作進行控制，藉此避免電動馬達的相關驅動機制或設備損壞，同時提升工作人員的安全性。此外，當電動馬達及螺桿泵因電力失去而反轉時，煞車裝置之煞車單元及煞車電阻可將多餘的儲存位能轉呈熱能而消耗掉，故可縮短螺桿泵的煞車時間，如此一來，一旦電能再次供應時，本案之控制系統之馬達驅動器便可驅動電動馬達控制螺桿泵立即執行正向移位抽吸作動，故本案之螺桿泵的控制方法及其適用之控制系統可提升螺桿泵之生產力。

【0020】

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

S11~S20‧‧‧本案之控制方法的步驟流程

Claims

1.一種控制方法，係應用一控制系統，其中該控制系統係用以控制一螺桿泵之運作，且具有與該螺桿泵同步轉動之一電動馬達及用來控制該電動馬達運作之一馬達驅動器，該馬達驅動器具有一直流／交流轉換器，該直流／交流轉換器係接收由一電源提供之電力所產生之一直流匯流排電壓，並將該直流匯流排電壓進行轉換，以提供給該電動馬達，該控制方法係包含步驟如下：
(a)監控該直流匯流排電壓；
(b)偵測該直流匯流排電壓是否小於一第一門檻值，並於偵測結果為是時執行步驟(c)；
(c)將該螺桿泵因進行反轉運作所釋放的一儲存位能轉換為一發電電能，並提供給該馬達驅動器，使該馬達驅動器維持作動；
(d)由該馬達驅動器驅動該電動馬達根據一反轉轉矩限制策略而控制該螺桿泵之反轉運作；
(e)限制該直流匯流排電壓大於一第二門檻值；
(f)偵測電力是否恢復；
(g)當步驟(f)的偵測結果為否時，監控一反向發電轉矩之等級；
(h)偵測該反向發電轉矩之等級是否小於一預設轉矩值；以及
(i)當步驟(h)的偵測結果為是時，允許該螺桿泵之反轉運作以自然地方式停止。
2.如申請專利範圍第1項所述之控制方法，該第二門檻值係低於該第一門檻值。
3.如申請專利範圍第1項所述之控制方法，其中當步驟(b)的偵測結果為否時，再次執行步驟(a)。
4.如申請專利範圍第1項所述之控制方法，其中當步驟(f)的偵測結果為是時，係執行步驟(j)：驅動該電動馬達正向轉動並加快旋轉速度，並再次執行步驟(a)。
5.如申請專利範圍第1項所述之控制方法，其中當步驟(h)的偵測結果為否時，再次執行步驟(c)。
6.如申請專利範圍第1項所述之控制方法，其中於步驟(e)中，係藉由該控制系統之一煞車裝置消耗部分該發電電能而限制該直流匯流排電壓大於該第二門檻值。
7.如申請專利範圍第1項所述之控制方法，其中步驟(d)中之該反轉轉矩限制策略係包含步驟如下：
(d1) 設定一馬達轉動速度指令為負，且當該電動馬達之轉動速度被評估為正時，將一正向電動轉矩限制設定為零，將一正向發電轉矩限制設定為一正常操作值；
(d2) 當該電動馬達之轉動速度被評估為負且低於一預定值時，將一反向電動轉矩限制設定為零，將一反向發電轉矩限制設定為該正常操作值；以及
(d3) 當該電動馬達之轉動速度被評估為負且大於或等於該預定值時，執行一反轉速度控制模式，使該反向電動轉矩限制及該反向發電轉矩限制皆設定為該正常操作值。
8.如申請專利範圍第7項所述之控制方法，其中步驟(f)更包含子步驟如下：
(f1) 當該馬達驅動器偵測到該電動馬達執行反轉運作所經過的一時間區間係長於一第一預設時間時，係控制該正向電動轉矩限制返回該正常操作值，並設定該馬達轉動速度指令為正值，使該馬達驅動器操作於一正常正向運作模式而驅動該電動馬達由反正轉動改為正向轉動；
(f2) 於偵測到該直流匯流排電壓再次小於該第一門檻值時，判斷電力為未恢復狀態；以及
(f3) 當步驟(f2)判斷出電力並未恢復且經過一第二預設時間時，係執行步驟(g)。
9.一種控制系統，係用以控制一螺桿泵之運作，且包含：
一電動馬達，係與該螺桿泵進行同步轉動；以及
一馬達驅動器，係與一電源及該電動馬達電連接，用以將該電源所提供之電力進行轉換，以提供給該電動馬達，其中該馬達驅動器係包含：
一直流／交流轉換器，係與該電動馬達電連接，用以接收由該電源提供之電力所產生之一直流匯流排電壓，並將該直流匯流排電壓進行轉換，以提供給該電動馬達；以及
一控制器，係與該直流／交流轉換器電連接，用以控制該直流／交流轉換器之運作，且監控該直流匯流排電壓；
其中當該電源所提供之電力中斷而該螺桿泵進行反轉運作，使該控制器偵測到該直流匯流排電壓小於該第一門檻值時，該馬達驅動器係使用由該螺桿泵釋放的一儲存位能所轉換的一發電電能來進行運作，並根據一反轉轉矩限制策略而控制該螺桿泵之反轉運作。
10.如申請專利範圍第9項所述之控制系統，其中該馬達驅動器係包含：
一交流／直流轉換器，係與該電源電連接，用以將該電源所提供之電力轉換為一直流電壓；以及
一直流鏈；係與該交流／直流轉換器電連接，用以將該直流電壓穩壓濾波，以產生該直流匯流排電壓，且該直流鏈係與該控制器電連接。
11.如申請專利範圍第10項所述之控制系統，其中該控制器係包含：
一速度估測器，係與該電動馬達電連接，用以估測該電動馬達之一轉子的轉動速度而輸出一轉動速度估測值；
一反轉轉矩限制單元，係與該速度估測器電連接，用以儲存該反轉轉矩限制策略，並根據該轉動速度估測值而提供一轉矩限制；
一速動控制電路，係與該反轉轉矩限制單元電連接，用以根據一馬達轉動速度指令及該轉矩限制而提供一轉矩指令；
一轉矩控制器，係與該速度控制電路電連接，用以轉換該轉矩指令為一Q軸座標電流指令；
一磁通量控制器，用以產生一D軸座標電流指令；
一電流控制電路，係與該轉矩控制器及該磁通量控制器電連接，用以根據該Q軸座標電流指令及該D軸座標電流指令而分別產生一α電流指令及一β電流指令；以及
一脈衝寬度調變產生器，係與該電流控制電路及該交流／直流轉換器電連接，用以根據該α電流指令及該β電流指令產生一脈衝寬度調變信號，以控制該交流／直流轉換器之至少一開關進行導通或截止之切換運作。
12.如申請專利範圍第11項所述之控制系統，其中該控制系統更具有一煞車裝置，且該煞車裝置係由一煞車單元及一煞車電阻所構成，該煞車單元電連接於該馬達驅動器及該煞車電阻之間，用以控制該煞車電阻之作動，使該煞車電阻消耗能量。
13.如申請專利範圍第12項所述之控制系統，其中該反轉轉矩限制策略係為設定一馬達轉動速度指令為負，並當該電動馬達之轉動速度被評估為正時，將一正向電動轉矩限制設定為零，將一正向發電轉矩限制設定為一正常操作值，而當該電動馬達之轉動速度被評估為負且低於一預定值時，將一反向電動轉矩限制設定為零，將一反向發電轉矩限制設定為該正常操作值，又當該電動馬達之轉動速度被評估為負且大於或等於該預定值時，執行一反轉速度控制模式，使該反向電動轉矩限制及該反向發電轉矩限制皆設定為該正常操作值。
14.如申請專利範圍第12項之控制系統，其中該控制系統係執行一控制方法，包含步驟如下：
(a)監控該直流匯流排電壓；
(b)偵測該直流匯流排電壓是否小於一第一門檻值，並於偵測結果為是時執行步驟(c)；
(c)將該螺桿泵因進行反轉運作所釋放的一儲存位能轉換為一發電電能，並提供給該馬達驅動器，使該馬達驅動器維持作動；
(d)由該馬達驅動器驅動該電動馬達根據該反轉轉矩限制策略而控制該螺桿泵之反轉運作；
(e)限制該直流匯流排電壓大於一第二門檻值；
(f)偵測電力是否恢復；
(g)當步驟(f)的偵測結果為否時，監控一反向發電轉矩之等級；
(h)偵測該反向發電轉矩之等級是否小於一預設轉矩值；以及
(i)當步驟(h)的偵測結果為是時，允許該螺桿泵之反轉運作以自然地方式停止。