抽油机是石油开采的主要设备,原油生产井使用抽油机将蕴藏在地下的石油通过抽油管抽出。据统计在油田生产成本中约有三分之一为电能消耗,而抽油机消耗的电能约占总电能消耗的80%,对抽油机的机械系统和电气控制系统进行节能改造,可带来相当可观的经济效益。 论文研究内容源自与油田合作的抽油机技术研究项目,根据目前抽油机现状以及当今各种技术的发展,提出了新型永磁同步电机驱动的抽油机系统,简化了传统的抽油机系统结构,提高了系统效率,使抽油机的工作性能和节能指标都有了很大的提高。论文主要围绕上述课题,对新型抽油机的驱动和控制系统进行研究。完成的任务包括: 参与确定抽油机系统的方案,以及永磁盘式电机和永磁复合式电机的总体设计; 对永磁同步电动机控制驱动方式开展研究,包括矢量控制和直接转矩控制算法的研究,并利用MATLAB软件进行系统仿真; 独立研制开发基于DSP的抽油机控制驱动系统,整个控制驱动系统以DSP(TMS320F240)为控制核心,采用了智能功率模块(IPM),控制算法采用i_d=0的矢量控制; 完成抽油机控制驱动系统的调试和实验,实现了抽油机的控制功能,并给出了相应的试验波形。