本文關鍵詞：基于DSP的直驅抽油機電機控制系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 抽油機 無刷直流電機 TMS320F2812 節(jié)能

【摘要】：傳統(tǒng)的游梁式抽油機一般使用異步電機高速驅動,結構相對復雜,傳動環(huán)節(jié)過多,導致了其運行穩(wěn)定性差、能耗高效率低等問題,使得采油成本變高。針對以上問題,本文利用TMS320F2812優(yōu)秀的控制和處理信息功能,在分析無刷直流電動機結構特點的基礎上,提出了一種基于DSP的直驅抽油機控制系統(tǒng)的設計研究方案。首先對傳統(tǒng)游梁式抽油機的結構進行了改造,去掉了減速裝置、連桿機構等中間環(huán)節(jié),針對傳統(tǒng)游梁式抽油機倒發(fā)電的問題,設計了平衡重進行系統(tǒng)能量的平衡;通過對無刷直流電機控制系統(tǒng)的數(shù)學分析,在Matlab2010b的Simulink環(huán)境下,利用模塊化建模思想對無刷直流電機系統(tǒng)進行建模與仿真,并對仿真波形進行了分析;設計了以DSP作為控制核心的無刷電機直驅抽油機控制系統(tǒng),主要包括IR2130驅動電路、控制電源電路、逆變電路、采樣檢測電路及其它輔助保護電路等;在CCS3.3的軟件環(huán)境下進行系統(tǒng)軟件程序的編寫,主要的程序模塊包括:主程序設計、PWM生成模塊、位置信號捕獲模塊、AD電流電壓采樣模塊以及速度采樣模塊等。經(jīng)研究分析表明,基于DSP的無刷電機直驅抽油機系統(tǒng)在一定程度上解決了游梁式抽油機電機由于結構復雜而導致的“大馬拉小車”和運轉不平衡導致的發(fā)電機倒發(fā)電問題。從而降低了能量損耗,提高了系統(tǒng)效率以及運行的可靠性,降低了采油成本。
【關鍵詞】：抽油機 無刷直流電機 TMS320F2812 節(jié)能
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE933.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景與意義9
• 1.2 抽油機的發(fā)展歷程9-10
• 1.3 抽油機存在的問題及對策10-12
• 1.3.1 傳統(tǒng)游梁式抽油機存在的問題10-11
• 1.3.2 油田抽油機系統(tǒng)節(jié)能的方向11-12
• 1.4 本文的主要研究內容12-13
• 第二章 無刷電機直驅抽油機設計與分析13-29
• 2.1 無刷電機直驅抽油機系統(tǒng)結構設計及工作原理13-14
• 2.1.1 無刷電機直驅抽油機系統(tǒng)結構設計13-14
• 2.1.2 無刷電機直驅抽油機系統(tǒng)工作原理14
• 2.2 系統(tǒng)的懸點運動分析14-19
• 2.3 系統(tǒng)載荷分析19-24
• 2.3.1 靜載荷與靜力示功圖19-21
• 2.3.2 懸點動載荷分析21-24
• 2.4 無刷電機直驅抽油機平衡理論分析24-25
• 2.5 直驅抽油機系統(tǒng)與傳統(tǒng)抽油機系統(tǒng)效率對比25-28
• 2.6 本章小結28-29
• 第三章 直驅抽油機電機控制系統(tǒng)仿真研究29-45
• 3.1 無刷直流電機概況29-32
• 3.1.1 無刷直流電機的組成29
• 3.1.2 無刷直流電機工作原理及特點29-32
• 3.2 無刷直流電機的數(shù)學模型32-34
• 3.2.1 電壓方程33-34
• 3.2.2 轉矩方程34
• 3.2.3 運動方程34
• 3.3 基于Matlab的電機控制系統(tǒng)模型的建立34-41
• 3.3.1 電機本體模塊36-38
• 3.3.2 電流滯環(huán)控制模塊38
• 3.3.3 速度控制模塊38-39
• 3.3.4 轉矩計算模塊39
• 3.3.5 參考電流模塊39-40
• 3.3.6 電壓逆變器模塊40-41
• 3.4 仿真結果分析41-44
• 3.5 本章小結44-45
• 第四章 基于DSP的直驅抽油機電機控制系統(tǒng)設計45-56
• 4.1 DSP控制電路整體的硬件結構45-46
• 4.2 DSP控制電路46-48
• 4.2.1 TMS320F2812簡介46-47
• 4.2.2 電源電路設計47
• 4.2.3 SCI硬件設計47-48
• 4.3 電機驅動電路設計48-50
• 4.3.1 逆變電路48-49
• 4.3.2 MOSFET驅動電路49-50
• 4.4 采樣檢測電路50-52
• 4.4.1 電流檢測電路50-51
• 4.4.2 轉子位置檢測電路51-52
• 4.5 保護電路設計52-55
• 4.5.1 過壓保護電路52-53
• 4.5.2 過流保護電路53-54
• 4.5.3 光耦隔離電路54-55
• 4.6 本章小結55-56
• 第五章 系統(tǒng)軟件設計56-64
• 5.1 集成開發(fā)環(huán)境CCS3.356-58
• 5.2 控制系統(tǒng)軟件設計58-63
• 5.2.1 系統(tǒng)軟件結構58
• 5.2.2 主程序設計58-59
• 5.2.3 轉子位置信號的讀取與換相59-61
• 5.2.4 PWM波形的產(chǎn)生61-62
• 5.2.5 AD采樣62-63
• 5.2.6 速度檢測63
• 5.3 本章小結63-64
• 第六章 總結與展望64-66
• 6.1 總結64-65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻66-69
• 在讀期間公開發(fā)表的論文69-70
• 致謝70

【參考文獻】

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本文編號：1096282