专利名称：潜油永磁同步直线电机控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种永磁同步电机的控制系统，尤指一种潜油永磁同步直线电机控制系统。
背景技术：
油田开采后期，采出液的综合含油量逐渐减少，为进一步提高采收率，潜油永磁同步直线电机应运而生。永磁同步电机具有结构简单、功率因数高、效率高、动态响应快、运行平稳、过载能力强等优点，已经成为先进潜油电机的主要发展方向。目前对于永磁同步电机的控制主要有几种方法，例如VVVF控制、矢量控制等。VVVF控制系统的结构非常简单，通常无需从电机端部引出速度、位置等反馈信号。 由于没有引入反馈信号，无法即时观测电机状态，不能精确控制转速和电磁转矩。矢量控制的优点是具有良好的转矩响应，精确的速度控制。但是，矢量控制系统需要转子磁链定向， 要进行坐标变换，运算量很大，而且还要考虑电机转子参数变化的影响，使得系统比较复杂。由于直线电机为上下往复运动，所以以上两种方法很难达到控制要求。
实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种利用PLC以及变频器对电机进行控制的控制系统。为实现上述目的，本实用新型的潜油永磁同步直线电机控制系统，包括三相电源、 PLC控制器、变频器和滤波器，三相电源与变频器连接，变频器与滤波器连接，滤波器与潜油永磁同步直线电机相连，PLC控制器接入变频器，其中，变频器用于对整个系统进行内部监视以及与PLC控制器通讯；PLC控制器用于对潜油永磁同步直线电机的运行方式进行控制；滤波器用于滤掉变频器中产生的有害谐波。进一步，三相电源和变频器之间还依次串接有塑壳断路器和熔断器，塑壳断路器用于控制三相电源的通断；熔断器用于在输入电流达到熔断器的额定值时，断开电路。进一步，变频器的输出端还接有电压表和电流表，用于测量变频器输出端电压和电流。进一步，PLC控制器还连接有控制面板，用于向变频器发送命令。本实用新型的潜油永磁同步直线电机控制系统，利用PLC对电机的运行方式进行编程，通过编程可以很好的控制电机的运行方向、运行时间和停止时间等参数，再通过变频器对电机进行控制。对变频器内部参数进行设置，可以对整个系统进行内部监视，系统对于过流、短路、过载、缺相、过温、欠压和过压等问题具有保护功能。利用滤波器解决潜油电机长电缆产生的谐波放大问题，滤波器可以很好的滤掉变频器中产生的有害谐波，使基波分量占总体的92%以上，减少电机发热，使系统运行稳定。本实用新型的控制系统可以很好地对潜油永磁同步直线电机进行控制，可以使电机的转速平滑改变，并且减少因使用长电缆而产生的谐波，减少电机发热，操作简单，适应性广泛。
图1为本实用新型的潜油永磁同步直线电机控制系统的原理图；图2为本实用新型的潜油永磁同步直线电机控制系统的电路图。 具体实施方式
如图1和2所示，本实用新型的潜油永磁同步直线电机控制系统，包括三相电源1、 PLC控制器2、TD400控制面板、变频器3和滤波器4，三相电源1与变频器2连接，变频器 2与滤波器4连接，滤波器4与潜油永磁同步直线电机相连，PLC控制器2接入变频器3，其中，变频器3用于对整个系统进行内部监视以及与PLC控制器通讯；通过连接到变频器I/O 口的指示灯、按钮和旋钮，以及与PLC的通讯，可以将从TD400发送的命令在变频器中执行， 完成相应的动作。如电机启停，上下行等。利用对ACS800变频器内部参数进行设置，可以对整个系统进行内部监视，系统对于过流、短路、过载、缺项、过温、欠压和过压等问题具有保护功能。本实施例中PLC控制器2采用S7-200PLC，该设备主要通过编程完成预先设定好的控制目的，本系统通过PLC的程序，通过与其相连的控制面板TD400完成对电机的启动/停止、上/下行、上/下行速度、上/下行停止时间等动作的控制信号通过RS484通讯线发送给变频器，变频器得到命令后开始执行相应的命令对电机进行相应的控制。滤波器4，利用滤波器解决潜油电机长电缆产生的谐波放大问题，滤波器可以很好的滤掉变频器中产生的有害谐波，使基波分量占总体的92%以上，减少电机发热量，使系统运行稳定。此外，三相电源1和变频器2之间还依次串接有塑壳断路器和熔断器，塑壳断路器用于控制三相电源1的通断；熔断器用于在输入电流达到熔断器的额定值时，断开电路，达到保护设备的目的。变频器2的输出端还接有电压表(IPVl)和电流表(1PA1)，用于测量变频器2输出端电压和电流。本实用新型的控制系统利用PLC对电机的运行方式进行编程，通过编程可以很好的控制电机的运行方向、运行时间和停止时间等参数，再通过变频器对电机进行控制，达到了较好的控制电机的目的。需要指出的是根据本实用新型的具体实施方式
所做出的任何变形，均不脱离本实用新型的精神以及权利要求记载的范围。
权利要求1.潜油永磁同步直线电机控制系统，其特征在于，包括三相电源、PLC控制器、变频器和滤波器，三相电源与变频器连接，变频器与滤波器连接，滤波器与潜油永磁同步直线电机相连，PLC控制器接入变频器，其中，变频器用于对整个系统进行内部监视以及与PLC控制器通讯；PLC控制器用于对潜油永磁同步直线电机的运行方式进行控制；滤波器用于滤掉变频器中产生的有害谐波。
2.如权利要求1所述的潜油永磁同步直线电机控制系统，其特征在于，三相电源和变频器之间还依次串接有塑壳断路器和熔断器，塑壳断路器用于控制三相电源的通断；熔断器用于在输入电流达到熔断器的额定值时，断开电路。
3.如权利要求1所述的潜油永磁同步直线电机控制系统，其特征在于，变频器的输出端还接有电压表和电流表，用于测量变频器输出端电压和电流。
4.如权利要求1所述的潜油永磁同步直线电机控制系统，其特征在于，PLC控制器还连接有控制面板，用于向变频器发送命令。
专利摘要本实用新型的潜油永磁同步直线电机控制系统，包括三相电源、PLC控制器、变频器和滤波器，三相电源与变频器连接，变频器与滤波器连接，滤波器与潜油永磁同步直线电机相连，PLC控制器接入变频器，其中，变频器用于对整个系统进行内部监视以及与PLC控制器通讯；PLC控制器用于对潜油永磁同步直线电机的运行方式进行控制；滤波器用于滤掉变频器中产生的有害谐波。本实用新型的控制系统可以很好地对潜油永磁同步直线电机进行控制，可以使电机的转速平滑改变，并且减少因使用长电缆而产生的谐波，减少电机发热，操作简单，适应性广泛。
文档编号H02P6/08GK201976052SQ201020686558
公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者张庆生, 江树德, 白冰, 高又炘 申请人:万奥普(北京)石油工程技术开发研究院有限公司, 大庆德美特尔泵业制造有限公司