边向南 张庆军（大庆油田装备制造集团研究院）

基于DSP的抽油机变频控制系统

边向南 张庆军（大庆油田装备制造集团研究院）

针对目前油田普遍使用的游梁式抽油机的驱动电动机运行过程中功率因数和效率较低的问题，基于带补偿的恒转矩控制技术，研究开发了一种基于TMS320F2812高性能DSP的抽油机专用变频控制装置。采用恒压频比控制策略，利用空间矢量PWM算法对电动机输入电压和频率进行最优控制，提高了电动机的功率因数，运行效率达到最佳。样机试验结果表明，30 kW抽油机变频器在提高功率因数和效率方面效果显著，达到了节能的目的。

抽油机 DSP 变频 空间矢量

D O I:10.3969/j.i ssn.2095-1493.2011.05.009

常规游梁式抽油机都是带载启动，需要较大的启动力矩，为使抽油机顺利启动，一般按最大转矩选配电动机，而正常运行时只需启动力矩的三分之一，再加上所配交流电动机的功率在运行过程中不可调，便形成了“大马拉小车”的现象。采用变频调速不仅能够解决此问题，而且可以达到节能的效果。

1 硬件设计

1.1 主电路设计

主电路由整流电路、软启动电路、滤波电路、能耗制动电路和逆变电路构成[1]，如图1所示。基于油田380 V交流电网，考虑系统长期稳定运行以及系统的成本，采用二极管三相桥整流，整流电路当输入为三相380 V线电压时，L1、L2、L3分别接三相电源线，与通用变频器功率电路相同。软启动电路为保护滤波电容设置。当变频器刚接通三相电源线时，由于滤波电容电压为零，充电电流很大，很容易损坏滤波电容。……