基于流形分析的潛油電機(jī)溫度辨識(shí)及過熱保護(hù)研究.pdf

1、本文以我國(guó)各油田開采后期存在的安全穩(wěn)定運(yùn)行及節(jié)能降耗負(fù)面效應(yīng)為背景,進(jìn)行潛油電機(jī)的溫度辨識(shí)研究。潛油電機(jī)在地下兩三千米處工作,要進(jìn)行溫度與轉(zhuǎn)速的監(jiān)測(cè)極其不便,同時(shí)還要解決油田潛油電泵機(jī)組能耗高、高溫過壓故障等工程問題,因此本文在實(shí)現(xiàn)潛油電機(jī)溫度與轉(zhuǎn)速無傳感器辨識(shí)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)潛油電機(jī)過熱保護(hù)控制,所做工作可為實(shí)現(xiàn)我國(guó)各油田潛油電泵機(jī)組的高效安全穩(wěn)定運(yùn)行提供理論研究基礎(chǔ)。
　　本研究鑒于電流、轉(zhuǎn)速等電機(jī)自身因素對(duì)電機(jī)溫度的影響,確定

2、基于調(diào)節(jié)電源頻率實(shí)現(xiàn)潛油電機(jī)過熱保護(hù)的整體方案。建立以能流矢量為標(biāo)度的潛油電機(jī)溫度場(chǎng)模型,將不變流形理論應(yīng)用于潛油電泵機(jī)組溫度場(chǎng)模型研究,對(duì)模型中相關(guān)參數(shù)的意義及參數(shù)間關(guān)系進(jìn)行分析,通過分析潛油電機(jī)內(nèi)部的熱傳遞形式得到定子溫度流形表達(dá)式;基于轉(zhuǎn)子槽諧波理論,利用FFT算法從定子電流譜中提取轉(zhuǎn)子槽諧波進(jìn)行潛油電機(jī)無傳感器轉(zhuǎn)速辨識(shí)。應(yīng)用MATLAB對(duì)電機(jī)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析,仿真確定各參數(shù)對(duì)電機(jī)溫度變化的影響關(guān)系。分析定子穩(wěn)態(tài)溫度相對(duì)于定子熱電

3、阻sR,轉(zhuǎn)子熱電阻rR,耦合熱電阻mR之間關(guān)系的靈敏度,在完成溫度場(chǎng)模型參數(shù)初始化的基礎(chǔ)上，確定迭代計(jì)算定子溫度的方案。在SIMULINK中仿真模擬潛油電機(jī)溫度與頻率間的關(guān)系,得出頻率降低溫度會(huì)降低的重要結(jié)論,證明本潛油電機(jī)過熱保護(hù)系統(tǒng)的可行性。建立以工控機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集平臺(tái),辨識(shí)不同頻率下的電機(jī)轉(zhuǎn)速?；陔姍C(jī)溫度場(chǎng)模型,辨識(shí)出在定子熱電阻sR反饋條件下的潛油電機(jī)定子溫度二維流形,并與使用溫度巡檢儀檢測(cè)的定子溫度相比較,從而驗(yàn)證方案的