[发明专利]一种抽油机变频器的制动电压控制方法

权利要求书

1.一种抽油机变频器的制动电压控制方法，所述的抽油机变频器的主电路包括三相不控整流模块(11)、制动单元(12)、滤波电容(C1～C4)和三相逆变模块(18)；电压采样模块(13)检测变频器直流母线电压，转速采样模块(17)检测电机转速，控制器(16)根据采样获得的直流母线电压信号(14)、电机转速输出控制信号(15)，作用于功率器件J和三相逆变模块(18)，三相逆变模块(18)输出电压至控制电机M，其特征在于：电压采样模块(13)检测所述抽油机变频器的直流母线电压，转速采样模块(17)检测电机转速，控制器(16)对检测得到的直流母线电压U_d与给定基准电压U_dc进行比较，同时对检测得到的电机转速n_ref与给定最大允许转速进行比较，根据比较结果控制器(16)采用输出转矩限幅、电机限速和直流侧限压的三种制动电压控制方法，将发电状态下本应该直接由制动电阻消耗的再生能量转化为配重块的势能，储存在机械系统中，由于曲柄的机械换向作用，储存的机械势能重新转化为动能，使得电机回馈的电能充分利用。

2.如权利要求1所述的抽油机变频器的制动电压控制方法，其特征在于：所述的输出转矩限幅方法为：电机处于发电状态，电压采样模块(13)检测到的直流母线电压U_d大于控制器(16)给定基准电压U_dc，控制器(16)调节输出转矩限幅值，使得电机输出的最小转矩为零，电机不再发电，从而限制了直流母线电压，这部分能量转化为抽油机四连杆系统的机械能，避免了能量的损失。

3.如权利要求1所述的抽油机变频器的制动电压控制方法，其特征在于：所述的输出转矩限幅方法为：电机处于发电状态，电压采样模块(13)检测到的直流母线电压U_d大于控制器(16)给定基准电压U_dc，将采样得到的直流母线电压U_d与给定基准电压U_dc作差，经过PI调节输出最小转矩限幅值，电机输出转矩由负值逐渐接近于零，发电能力减弱，从而限制了直流母线电压，这部分能量转化为抽油机四连杆系统的机械能，减少了能量的损失。

4.如权利要求1所述的抽油机变频器的制动电压控制方法，其特征在于：所述的电机限速方法为：由于输出转矩限幅产生的系统机械能大部分转化为曲柄平衡块的动能，电机转速升高；当转速采样模块检测到电机转速超过一定值时，控制器(16)恢复电机的输出转矩限幅值，电机处于发电状态而转速降低，变频器工作在电机限速和直流母线限压的平衡状态下。

5.如权利要求1所述的抽油机变频器的制动电压控制方法，其特征在于：所述的直流侧限压方法为：电机限速状态下，变频器直流母线电压持续上升，当直流侧电压超过某一最大限定值，则开通制动单元，通过制动电阻R消耗能量；正常情况下，抽油机多工作于输出转矩限幅和电机限速状态下，直流侧限压相当于一级保护电路。