CN116865630B - 一种电机变频调速控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机变频调速控制***，涉及电机变频控制技术领域，先通过电机信息获取模块对电机的基本信息进行采集，同时由启动信息采集模块对启动时的油层信息进行采集，之后电机启动模块根据启动时的油层信息，对电机设置启动参数，运行监控模块对采集中的油田进行实时监控，得到监控数据，之后变频分析模块对监控数据进行分析，将辅助信息与实时数据进行比较，得到油田中液面变化速度，再将液面变化速度乘以单位时间，得到下个时间段的油田参数，再将下个时间段的油田参数进行对应的处理，得到运行参数，电机调节模块将所接收的运行参数与时间进行对应，并对电机进行调节，从而实现对电机变频的精确调节。

Description

一种电机变频调速控制***

技术领域

本发明属于电机变频控制技术领域，具体是一种电机变频调速控制***。

背景技术

专利公开号为CN108462425B的发明公开了单相电机的变频调速控制方法及***，计算变频器的M轴偏差电压及T轴偏差电压；对M轴偏差电压及T轴偏差电压进行反PARK变换得到两相静止坐标下的电压角度V1，并计算出电压矢量幅值VOut；根据磁通辨识计算出MT轴与两相静止坐标的电压角度V2；将电压角度V1与电压角度V2进行叠加，计算出电压矢量角度V3；根据变频器的逆变单元开关状态对应的电压空间矢量与所述电压矢量角度V3，计算出该角度下所在扇区的邻近基本空间矢量与零矢量；计算出给定电压矢量；根据SVPWM方法确定基本空间矢量的作用顺序，并计算每个基本空间矢量的作用时间，进而输出脉冲调制信号控制逆变单元中桥臂分时动作，驱动单相电机运行。

而在海上采油时，由于在采油的过程中，需要根据对应的油田中的采集信息对变频电机的运行参数进行调整，但在对电机参数进行调节的过程中，电机的变频参数变化会存在一定的延迟性，降低了变频电机调节的准确性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种电机变频调速控制***，用于解决上述所提出的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种电机变频调速控制***，包括：

启动信息采集模块，用于对启动时的油层信息进行采集，并传输至电机启动模块，其中油层信息包括启动时的油压以及油田中原油的液面深度；

电机启动模块，用于根据启动时的油层信息以及电机的基本信息，对电机设置启动参数，基本信息指电机的额定电气数据、电机变频的运行范围，通过启动时的油压以及液面深度，得到对应的输送压力，之后将输送压力与电机的运行功率进行转换，从而得到电机的启动参数；

运行监控模块，用于对采集中的油田进行实时的监控，得到对应的监控数据，并将其传输至变频分析模块，其中监控数据包括油田的实时数据以及在采集油田时的辅助信息；

变频分析模块，用于接收监控数据，并对其进行分析，先提取监控数据中油田的实时数据，将其转化成电机运行的理论参数，将理论参数与实际参数进行对比，得到电机的补偿参数，之后提取监控数据中的辅助信息，将辅助信息与实时数据进行比较，得到油田中液面变化速度，再将液面变化速度乘以单位时间，得到下个时间段的油田参数，之后再将下个时间段的油田参数进行对应的处理，得到运行参数，并将其运行参数以及对应的运行时间传输至电机调节控制模块；

电机调节控制模块，用于将接收的运行参数与时间进行对应，并对电机的参数进行调节。

优选的，电机的启动参数的具体获取方法为：

先提取启动时的油压，并将油压标记为Fy，同时将液面深度标记为Sy，之后采用公式得到输送压力Fs，其中K为预设系数；

之后将得到的输送压力Fs与电机的运行功率进行转换，即采用公式得到电机的运行功率P，其中t为预设时间，然后将运行功率P与电机的启动参数进行对应。

优选的，监控数据的采集方法为：

S1：先设置时间间隔T，之后以电机启动时间为初始时间，每隔时间间隔T对油田中的实时数据进行采集，其中实时数据具体包括油层的实时压力、油层的高度等，时间间隔T为预设值；

S2：在采集油田数据时，同时对辅助信息进行采集，辅助信息指对油田中的注水的速度。

优选的，电机的补偿参数的具体获取方法为：

ST1：先获取到此时的监控数据中油田的实时数据，将此时的监控数据按照电机启动模块中的处理方式，将其转化为电机的理论参数；

ST2：同时获取到电机此时运行的实际参数，将理论参数与实际参数进行差值处理，并将所得到的差值，作为此时的电机运行的补偿参数。

优选的，液面变化速度的具体获取方法为：

根据此时的辅助信息，获取到此时的辅助信息与实时数据之间的平衡关系，即先根据油层的抽取速度，获取到单位时间内油层减少的体积速度，同时根据在油田中注水的速度，获取到其单位时间内水层增加的体积速度，其中单位时间为上述的时间间隔T；

将油层减少的体积速度减去水层增加的体积速度得到变化的体积速度，并将其标记为液面变化速度。

优选的，运行参数的具体获取方法为：

根据其液面变化速度，将其液面变化速度乘以单位时间，获取到下个时间段对应的参数，同时根据参数，将其按照电机启动模块中的方式进行处理，得到对应的运行数据，同时将运行数据与补偿参数进行结合，从而生成下个时间段的运行参数。

优选的，还包括电机信息获取模块，用于对电机的基本信息进行采集，并传输至电机启动模块和变频分析模块。

优选的，还包括运行反馈模块，用于获取到电机运行时输入功率与输出功率，同时将输入功率除以输出功率得到电机的运行效率，之后将电机的运行效率与预设效率进行比较，当其运行效率小于预设效率时，生成对应的调节信号，并传输至变频分析模块。

优选的，电机采用主移相变压器对其进行供电，且主移相变压器中的电压的接线方式采用延边三角形的接线方式。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：先对启动时的油层信息进行采集，并根据启动时的油层信息，对电机设置启动参数，之后获取到监控数据中的实时数据与辅助信息，将其进行对应的处理，从而得到电机每个时间段的运行数据，从而实现变频电机的精确调节；

同时通过运行反馈模块对电机的运行功率进行监控，实现变频电机的闭环控制，从而提高电机的运行效率。

附图说明

图1为本发明***框架原理图；

图2为本发明流程框架原理图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1和图2，本申请提供了一种电机变频调速控制***，包括电机信息获取模块、电机启动模块、启动信息采集模块、运行监控模块、变频分析模块、电机调节控制模块以及运行反馈模块；

电机信息获取模块用于对电机的基本信息进行采集，并将其分别传输至电机启动模块以及变频分析模块，其中电机的基本信息包括电机的额定电气数据、电机变频的运行范围，具体的额定电气数据包括额定电压、额定电流以及额定功率；

启动信息采集模块用于接收启动信号，当接收的启动信号时，对油层信息进行采集，并传输至电机启动模块，其中启动信号为手动进行控制，即通过人工对设备进行启停控制，油层信息包括启动时的油压以及油田中原油的液面深度等；

电机启动模块用于根据启动时的油层信息以及电机的基本信息，先对电机预设启动参数，其具体的设置启动参数的方法为：

先提取启动时的油压，并将油压标记为Fy，同时将液面深度标记为Sy，之后采用公式得到输送压力Fs，其中K为预设系数，其具体值由相关的专业人员进行设置；

之后将得到的输送压力Fs与电机的运行功率进行转换，即采用公式得到电机的运行功率P，其中t为预设时间，然后将运行功率P与电机的启动参数进行对应，并将所得到的启动参数传输至变频分析模块；

运行监控模块用于对采集中的油田进行实时的监控，得到对应的监控数据，监控数据包括采集过程中油田的实时数据以及在采集油田时的辅助信息，其具体的监控方法为：

S1：先设置时间间隔T，之后以电机启动时间为初始时间，每隔时间间隔T对油田中的实时数据进行采集，其中实时数据具体包括油层的实时压力、油层的高度等，时间间隔T为预设值，其具体值由相关的专业人员进行设置；

S2：在采集油田数据时，同时对辅助信息进行采集，辅助信息指对油田中的注水的速度，对油田进行采集的过程中，需要在油田底部进行注水，其目的在于，提高底层压力，辅助原油流出底层；

S3：之后运行监控模块将监控数据分别传输至变频分析模块；

变频分析模块用于根据所接收的监控数据，对其进行实时的分析，同时根据此时的数据信息，对下个时间间隔T的油田情况进行预测，从而生成对应的变频参数，具体的分析方法为：

ST1：先获取到此时的监控数据中油田的实时数据，将此时的监控数据按照电机启动模块中的处理方式，将其转化为电机的理论参数；

ST2：同时获取到电机此时运行的实际参数，将理论参数与实际参数进行差值处理，并将所得到的差值，作为此时的电机运行的补偿参数；

ST3：之后根据此时的辅助信息，获取到此时的辅助信息与实时数据之间的平衡关系，即先根据油层的抽取速度，获取到单位时间内油层减少的体积速度，同时根据在油田中注水的速度，获取到其单位时间内水层增加的体积速度，其中单位时间为上述的时间间隔T；

ST4：将油层减少的体积速度减去水层增加的体积速度得到变化的体积速度，并将其标记为液面变化速度，其中液面变化速度为矢量，当液面变化速度为正值时，表示其液面高度在减小，当液面变化速度为负值时，表示其液面高度在增加；

ST5：之后根据其液面变化速度，将其液面变化速度乘以单位时间，获取到下个时间段对应的参数，同时根据参数，将其按照上述方式进行处理，得到对应的运行数据，同时将运行数据与补偿参数进行结合，从而生成下个时间段的运行参数；

之后变频分析模块将下个时间段的运行参数传输至电机调节模块；

电机调节控制模块根据所接收的运行参数，将接收的运行参数与时间进行对应，并进行调节，从而实现精确调节，减少电机进行变频调节时的延时性，提高变频调节的精确控制。

实施例二

在实施例一的基础上，还包括运行反馈模块，运行反馈模块用于对电机的运行的功率进行监测，其具体的监测过程为：

获取到电机的运行时的电机参数，其中电机参数包括运行时输入功率与输出功率，同时将输入功率除以输出功率得到电机的运行效率，之后将电机的运行效率与预设效率进行比较，当其运行效率小于预设效率时，生成对应的调节信号，并传输至变频分析模块，之后变频调节模块根据调节信号对参数进行重新分析，得到运行参数，从而提高电机的运行效率。

实施例三

其中本实施例中的电机采用主移相变压器对其进行供电，且主移相变压器中的电压的接线方式采用延边三角形的接线方式。

实施例四

用于将实施例一、实施例二与实施例三融合，并进行实施。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：先通过电机信息获取模块对电机的基本信息进行采集，同时由启动信息采集模块对启动时的油层信息进行采集，之后电机启动模块根据启动时的油层信息，对电机设置启动参数，即根据启动时的油压以及液面深度，得到对应的输送压力，之后将输送压力与电机的运行功率进行转换，从而得到电机的启动参数，运行监控模块对采集中的油田进行实时监控，得到监控数据，之后变频分析模块对监控数据进行分析，即先提取监控数据中油田的实时数据，将其转化成电机运行的理论参数，将理论参数与实际参数进行对比，得到电机的补偿参数，之后提取监控数据中的辅助信息，将辅助信息与实时数据进行比较，得到油田中液面变化速度，再将液面变化速度乘以单位时间，得到下个时间段的油田参数，之后再将下个时间段的油田参数进行对应的处理，得到运行参数，之后电机调节模块将所接收的运行参数与时间进行对应，并对电机进行调节，从而实现对电机变频的精确调节。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (4)

1.一种电机变频调速控制***，其特征在于，包括：

启动信息采集模块，用于对启动时的油层信息进行采集，并传输至电机启动模块，其中油层信息包括启动时的油压以及油田中原油的液面深度；

电机启动模块，用于根据启动时的油层信息以及电机的基本信息，对电机设置启动参数，基本信息指电机的额定电气数据、电机变频的运行范围，通过启动时的油压以及液面深度，得到对应的输送压力，之后将输送压力与电机的运行功率进行转换，从而得到电机的启动参数，具体的电机启动参数的获取方式为：

先提取启动时的油压，并将油压标记为Fy，同时将液面深度标记为Sy，之后采用公式得到输送压力Fs，其中K为预设系数；

之后将得到的输送压力Fs与电机的运行功率进行转换，即采用公式得到电机的运行功率P，其中t为预设时间，然后将运行功率P与电机的启动参数进行对应；

运行监控模块，用于对采集中的油田进行实时的监控，得到对应的监控数据，并将其传输至变频分析模块，其中监控数据包括油田的实时数据以及在采集油田时的辅助信息，具体的监控数据获取的方法为：

S1：先设置时间间隔T，之后以电机启动时间为初始时间，每隔时间间隔T对油田中的实时数据进行采集，其中实时数据具体包括油层的实时压力、油层的高度，时间间隔T为预设值；

S2：在采集油田数据时，同时对辅助信息进行采集，辅助信息指对油田中的注水的速度；

变频分析模块，用于接收监控数据，并对其进行分析，先提取监控数据中油田的实时数据，将其转化成电机运行的理论参数，将理论参数与实际参数进行对比，得到电机的补偿参数，之后提取监控数据中的辅助信息，将辅助信息与实时数据进行比较，得到油田中液面变化速度，再将液面变化速度乘以单位时间，得到下个时间段的油田参数，之后再将下个时间段的油田参数进行对应的处理，得到运行参数，并将其运行参数以及对应的运行时间传输至电机调节控制模块，具体的分析方法为：

先获取到此时的监控数据中油田的实时数据，将此时的监控数据按照电机启动模块中的处理方式，将其转化为电机的理论参数；

同时获取到电机此时运行的实际参数，将理论参数与实际参数进行差值处理，并将所得到的差值，作为此时的电机运行的补偿参数；

根据此时的辅助信息，获取到此时的辅助信息与实时数据之间的平衡关系，即先根据油层的抽取速度，获取到单位时间内油层减少的体积速度，同时根据在油田中注水的速度，获取到其单位时间内水层增加的体积速度，其中单位时间为上述的时间间隔T；

将油层减少的体积速度减去水层增加的体积速度得到变化的体积速度，并将其标记为液面变化速度；

根据其液面变化速度，将其液面变化速度乘以单位时间，获取到下个时间段对应的参数，同时根据参数，将其按照电机启动模块中的方式进行处理，得到对应的运行数据，同时将运行数据与补偿参数进行结合，从而生成下个时间段的运行参数；

电机调节控制模块，用于将接收的运行参数与时间进行对应，并对电机的参数进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种电机变频调速控制***，其特征在于，还包括电机信息获取模块，用于对电机的基本信息进行采集，并传输至电机启动模块和变频分析模块。

3.根据权利要求1所述的一种电机变频调速控制***，其特征在于，还包括运行反馈模块，用于获取到电机运行时输入功率与输出功率，同时将输入功率除以输出功率得到电机的运行效率，之后将电机的运行效率与预设效率进行比较，当其运行效率小于预设效率时，生成对应的调节信号，并传输至变频分析模块。

4.根据权利要求1所述的一种电机变频调速控制***，其特征在于，电机采用主移相变压器对其进行供电，且主移相变压器中的电压的接线方式采用延边三角形的接线方式。