永磁同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行控制方法、系統(tǒng)及準(zhǔn)同步控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行控制方法、系統(tǒng)及準(zhǔn)同步控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在油田的抽油機(jī)中，當(dāng)抽油機(jī)機(jī)頭在下降過(guò)程中，電機(jī)會(huì)工作發(fā)電機(jī)狀態(tài)，為了克服傳統(tǒng)抽油機(jī)系統(tǒng)電能浪費(fèi)，將變頻器的直流母線采用并聯(lián)，并外接有制動(dòng)電阻，控制器通過(guò)對(duì)變頻器的變頻參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)及控制，實(shí)現(xiàn)同一井場(chǎng)內(nèi)每臺(tái)抽油機(jī)電機(jī)的反發(fā)電電能再利用以及抽油機(jī)功率錯(cuò)峰控制。將每臺(tái)抽油機(jī)電機(jī)的反發(fā)電電能作為其他抽油機(jī)電機(jī)的動(dòng)力電能，可極大降低電能浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)節(jié)能，但是在廣闊的油田中使用，大大增加了設(shè)備的資金投入，綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在無(wú)法實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的并網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行導(dǎo)致增加設(shè)備資金投入的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種永磁同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行控制方法、系統(tǒng)及準(zhǔn)同步控制器，旨在解決針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在無(wú)法實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的并網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行導(dǎo)致增加設(shè)備資金投入的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明第一方面提供一種永磁同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行控制方法，所述控制方法包括以下步驟:
[0005]A.獲取電網(wǎng)頻率和電網(wǎng)電壓；
[0006]B.在電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，檢測(cè)所述電機(jī)控制器的輸出頻率、輸出電壓和相位；
[0007]C.根據(jù)所述電網(wǎng)頻率通過(guò)所述電機(jī)控制器調(diào)節(jié)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并使所述控制器的輸出頻率與電網(wǎng)頻率相同；
[0008]D.當(dāng)判定所述電機(jī)控制器的輸出電壓和所述電網(wǎng)電壓滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件時(shí)，控制所述電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。
[0009]結(jié)合第一方面，作為第一方面的第一種實(shí)施方式，所述步驟D中判定所述電機(jī)控制器的輸出電壓和所述電網(wǎng)電壓滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件的步驟具體為:
[0010]根據(jù)所述電網(wǎng)電壓和所述輸出電壓計(jì)算所述電機(jī)控制器的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；
[0011]對(duì)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行矢量運(yùn)算，生成電流矢量；
[0012]調(diào)整所述電流矢量，使電網(wǎng)電壓矢量與所述電機(jī)控制器的輸出電壓矢量的差值為O。
[0013]結(jié)合第一方面，作為第一方面的第二種實(shí)施方式，所述步驟D中控制所述電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的步驟具體為:
[0014]輸出電網(wǎng)電壓給所述電機(jī)；
[0015]同時(shí)保持所述電機(jī)控制器輸出電壓給所述電機(jī)以及輸出電網(wǎng)電壓給所述電機(jī)持續(xù)預(yù)定時(shí)間后，控制所述電機(jī)控制器停止輸出電壓給所述電機(jī)。
[0016]本發(fā)明第二方面提供一種準(zhǔn)同步控制器，所述準(zhǔn)同步控制器包括:
[0017]第一采集模塊，用于獲取電網(wǎng)頻率和電網(wǎng)電壓；
[0018]第二采集模塊，用于在電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，檢測(cè)所述電機(jī)控制器的輸出頻率、輸出電壓和相位；
[0019]計(jì)算與控制模塊，用于根據(jù)所述電網(wǎng)頻率通過(guò)所述電機(jī)控制器調(diào)節(jié)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并使所述輸出頻率與所述電網(wǎng)頻率相同，并當(dāng)判定所述電機(jī)控制器的輸出電壓和所述電網(wǎng)電壓滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件時(shí)，控制所述電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。
[0020]結(jié)合第二方面，作為第二方面的第一種實(shí)施方式，所述計(jì)算與控制模塊判定所述電機(jī)控制器的輸出電壓和所述電網(wǎng)電壓滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件的過(guò)程為:
[0021]根據(jù)所述電網(wǎng)電壓和所述輸出電壓計(jì)算所述電機(jī)控制器的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；
[0022]對(duì)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行矢量運(yùn)算，生成電流矢量；
[0023]調(diào)整所述電流矢量，使所述電網(wǎng)電壓矢量與所述電機(jī)控制器的輸出電壓矢量的差值為O。
[0024]結(jié)合第二方面，作為第二方面的第二種實(shí)施方式，所述計(jì)算與控制模塊控制所述電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程為:
[0025]輸出電網(wǎng)電壓給所述電機(jī)；
[0026]保持所述電機(jī)控制器輸出電壓給所述電機(jī)以及輸出電網(wǎng)電壓給所述電機(jī)預(yù)定時(shí)間后，控制所述電機(jī)控制器停止輸出電壓給所述電機(jī)。
[0027]本發(fā)明第三方面提供一種永磁同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括準(zhǔn)同步控制器、電機(jī)控制器以及電機(jī)；
[0028]所述準(zhǔn)同步控制器的電壓輸入端連接電網(wǎng)和所述電機(jī)控制器的電壓輸出端，所述準(zhǔn)同步控制器的第一輸出端連接所述電機(jī)控制器的控制端，所述電機(jī)控制器的輸入端連接電網(wǎng)，所述電機(jī)控制器的輸出端連接所述電機(jī)；
[0029]所述電機(jī)控制器用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；
[0030]所述準(zhǔn)同步控制器用于獲取電網(wǎng)頻率和電網(wǎng)電壓，檢測(cè)所述電機(jī)控制器的輸出頻率、輸出電壓和相位，并根據(jù)所述電網(wǎng)頻率通過(guò)所述電機(jī)控制器調(diào)節(jié)所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并使所述輸出頻率與電網(wǎng)頻率相同，當(dāng)判定所述電機(jī)控制器的輸出電壓和所述電網(wǎng)電壓滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件時(shí)，控制所述電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。
[0031]結(jié)合第三方面，作為第三方面的第一種實(shí)施方式，所述準(zhǔn)同步控制器判定所述電機(jī)控制器的輸出電壓和所述電網(wǎng)電壓滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件的過(guò)程為:
[0032]根據(jù)所述電網(wǎng)電壓和所述輸出電壓計(jì)算所述電機(jī)控制器的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；
[0033]對(duì)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行矢量運(yùn)算，生成電流矢量；
[0034]調(diào)整所述電流矢量，使電網(wǎng)電壓矢量與所述電機(jī)控制器的輸出電壓矢量的差值為O。
[0035]結(jié)合第三方面，作為第三方面的第二種實(shí)施方式，所述控制系統(tǒng)還包括第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件；
[0036]所述第一開關(guān)器件設(shè)置與所述電機(jī)控制器的電壓輸出端與所述電機(jī)之間，所述第二開關(guān)器件設(shè)置與電網(wǎng)與所述電機(jī)之間；
[0037]所述電機(jī)控制器控制所述電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程為:
[0038]所述電機(jī)控制器控制所述第二開關(guān)器件閉合以輸出電網(wǎng)電壓給所述電機(jī)，同時(shí)保持所述電機(jī)控制器輸出電壓給所述電機(jī)以及輸出電網(wǎng)電壓給所述電機(jī)持續(xù)預(yù)定時(shí)間后，控制所述第一開關(guān)器件斷開使所述電機(jī)控制器停止輸出電壓給所述電機(jī)。
[0039]本發(fā)明提供的永磁同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行控制方法、系統(tǒng)及準(zhǔn)同步控制器，判定電機(jī)控制器的輸出電壓和電網(wǎng)電壓滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件時(shí)，讓永磁同步電機(jī)不帶控制器運(yùn)行，使運(yùn)行系統(tǒng)的效率提高3?5%，并且在電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，實(shí)現(xiàn)能量的回饋，使用較少的設(shè)備投入，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的節(jié)能。
【附圖說(shuō)明】
[0040]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0041]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例提供的一種永磁同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行控制方法的流程圖；
[0042]圖2是本發(fā)明另一種實(shí)施例提供的一種準(zhǔn)同步控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖3是本發(fā)明另一種實(shí)施例提供的一種準(zhǔn)同步控制器的原理示意圖；
[0044]圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例提供的一種永磁同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0046]為了說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0047]本發(fā)明一種實(shí)施例提供一種永磁同步電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行控制方法，如圖1所示，該控制方法包括以下步驟:
[0048]步驟S101.獲取電網(wǎng)頻率和電網(wǎng)電壓。
[0049]在本步驟中，具體的，采集電網(wǎng)側(cè)的交流信號(hào)，該電網(wǎng)側(cè)的交流信號(hào)同時(shí)也為電機(jī)控制器的輸入信號(hào)。
[0050]步驟S102.在電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，檢測(cè)電機(jī)控制器的輸出頻率、輸出電壓和相位。
[0051 ] 在本步驟中，具體的，在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，對(duì)電機(jī)控制器的輸出信號(hào)進(jìn)行采集，并與電網(wǎng)側(cè)的交流信號(hào)進(jìn)行對(duì)比。
[0052]步驟S103.根據(jù)電網(wǎng)頻率通過(guò)所述電機(jī)控制器調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并使電機(jī)控制器的輸出頻率與電網(wǎng)頻率相同。
[0053]在本步驟中，具體的，調(diào)節(jié)電機(jī)控制器的輸出頻率與電網(wǎng)頻率一致。
[0054]步驟S104.當(dāng)判定電機(jī)控制器的輸出電壓和電網(wǎng)電壓滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件時(shí)，控制電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。
[0055]在本步驟中，具體的，步驟S104中判定電機(jī)控制器的輸出電壓和電網(wǎng)電壓滿足并網(wǎng)運(yùn)行條件的步驟具體為:
[0056]步驟S111.根據(jù)電網(wǎng)電壓和輸出電壓計(jì)算電機(jī)控制器的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)。
[0057]在本步驟中，具體的，上述實(shí)時(shí)運(yùn)行可以包括頻率、相位、電壓等。
[0058]步驟S112.對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行矢量運(yùn)算，生成電流矢量。
[0059]步驟S113.調(diào)整電流矢量，使電網(wǎng)電壓矢量與電機(jī)控制器的輸出電壓矢量的差值為O。
[0060]在本步驟中，具體的，運(yùn)用鎖相環(huán)控制技術(shù)，使電網(wǎng)電壓矢量與電機(jī)控制器的輸出電壓矢量的差值為O時(shí)，即滿足并網(wǎng)條件，因此，可以準(zhǔn)確的判斷同步電機(jī)是否滿足并網(wǎng)條件，對(duì)待并網(wǎng)的同步電機(jī)的電壓、頻率、相位進(jìn)行控制，使之同電網(wǎng)的電壓、頻率、相位一致時(shí)實(shí)施并網(wǎng)，此時(shí)，頻率均為50HZ。
[0061]在本步驟中，具體的，步驟S104中控制電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的步驟具體為:
[0062]步驟S121.輸出電網(wǎng)電壓給電機(jī)。
[0063]在本步驟中，具體的，當(dāng)滿足并網(wǎng)條件時(shí)，即輸出電網(wǎng)電壓給電機(jī)。
[0064]步驟S122.同時(shí)保持電機(jī)控制器輸出電壓給電機(jī)以及輸出電網(wǎng)電壓給電機(jī)持續(xù)預(yù)定時(shí)間后，控制電機(jī)控制器停止輸出電壓給電機(jī)。
[0065]在本步驟中，具體的，在輸出電網(wǎng)電壓給電機(jī)時(shí)，電機(jī)控制器仍然輸出電壓給電機(jī)，持續(xù)一段時(shí)間至電壓平穩(wěn)后控制電機(jī)控制器停止輸出電壓給電機(jī)。
[0066]將電機(jī)控制器兩側(cè)頻差和壓差信號(hào)送到電機(jī)控制器，使電機(jī)控制器根據(jù)此信號(hào)來(lái)自動(dòng)調(diào)整電機(jī)控制器輸出的電壓與頻率，加速并網(wǎng)條件