基于热力学参数摄动分析的潜油电机温度辨识

为有效提高无传感器温度辨识方法的计算精度,将热力学参数摄动分析理论应用于潜油电机的温度辨识。基于潜油电机的网络热力学建模,给出潜油电机热参数,尤其是定、转子间耦合电阻参数摄动对电机温度变化的规律性。通过对所推导热力学方程进行频域根轨迹分析,可验证所取热力学参数的稳定性与合理性。仿真与实验结果表明,依据本文所提方法给出的潜油电机定、转子间耦合电阻等热力学参数得到的电机辨识温度可与实测结果相印证。     

基于网络热力学建模的潜油电机温度辨识研究

鉴于对潜油电机温度监测的迫切需求及油井长线信号传输对经典电机温度监测方法的限制,将网络热力学建模理论应用于潜油电机的温度辨识,通过建立潜油电机的网络热力学模型,给出描述潜油电机温度变化过程的热力学方程组.基于在地面获取的电机定子采样电流进行机械化数学解析分析及稳态数值迭代求解,推导出潜油电机定、转子的辨识温度.对12 kW潜油电机进行温度辨识的实验结果表明,转子辨识温度与实测结果最大误差为5.59℃,验证了所提方法的正确性与可行性.     

基于Elman神经网络的潜油电机速度辨识研究

鉴于潜油电机独特的高温工作环境所导致传感器安装困难的不足,该文利用Elman神经网络对无速度传感器潜油电机进行了速度辨识。实验方案中把数据采集卡采集到定子电流用小波分析,滤除高温所产生的高频噪声的影响,提取有用的信号作为样本输入,把测速发电机采集到的速度信号作为样本输出,按照"离线训练,在线辨识"的思想训练神经网络,使之仅通过定子电流就能对潜油电机速度进行辨识,实验证明本系统具有很高的稳态精度和良好的动态性能,其辨识结果可为进一步实现潜油电机的闭环控制和故障诊断提供有力保障。     

六极潜油电机定转子绕组的研究

因潜油电机工作空间狭小,使得设计六极潜油电机十分困难,特别是确定定转子槽数及绕组的形式。通过运用电机绕组设计理论,确定定子槽数,并绘出定子穿线图,进而确定合理的定转子槽数配合,并在文中对分数槽绕组在六极潜油电机上的应用做一探讨。     

基于快速参数辨识的感应电机转子温度在线评估方法

工程实际中,如何快速准确监测感应电机转子温度对电气设备状态评估、故障预测和安全生产具有重要意义。但受运行条件限制,转子温度很难直接测得且通过间接评估方法也存在较大难度。针对这一问题,提出一种快速参数辨识的转子温度评估方法,利用转子槽谐波辨识得到转子转速,进而利用可模拟电机堵转运行的起动初始阶段的实测电参数求解得出转子电阻。将上述求解得到的转速与转子电阻,当作实时辨识转子电阻的扩展卡尔曼滤波法(EKF)所需初值,避免了初值求解迭代时间过长的问题,实现了快速在线辨识转子电阻。进而基于金属材料电阻值与温度之间的关系,求出转子实时变化温度数据。以1台22 kW感应电机为例,辨识了负载条件下的转子温度情况,验证了所提出方法的有效性与可行性。     

潜油电机的RMNN建模分析与无传感器转速辨识

针对大庆油田某试验井潜油电机使用情况,给出了在工频和变频条件下应用多层反馈神经网络RMNN(recurrent multilayer neural network)实现电机转速辨识的方案,以便对潜油电机动态运行进行实时监测.鉴于潜油电机独特的高温工作环境,给出了无速度传感器条件下辨识潜油电机动态转速的RMNN模型.通过在井上对潜油电机定子电流、电压等参数的采集,着重研究潜油电机启动、稳定运行以及电源频率变化、负载变化对辨识效果的影响.研究结果表明,基于RMNN模型的潜油电机动态运行的速度辨识误差精度为0.4%,可满足试验井潜油电机转速辨识的需要.     

关于感应电机转速观测和转子电阻辨识的研究

针对利用感应电机的定子电流同时实现转子电流和转速观测、转子电阻辨识,进行了较为深入的探讨。以Lyapunov稳定判据作为设计的基础,利用变结构控制方法来抵消不可知部分,设计出一转速预测器和一转子电阻辨识器;指出当二者独立工作时都无差收敛,但组合工作时无差收敛性无法保证;通过理论分析表明,无差收敛性的破坏起源于感应电机的本质耦合,因而不可能构造出无差收敛的组合转速观测器和转子电阻辨识器。最后通过一感应电机的仿真说明了所做分析的正确性。     

双分数槽集中绕组低速潜油电机的设计分析

针对传统潜油电机需要配备减速器才能驱动潜油螺杆泵的不足,提出了一种驱动潜油螺杆泵的双分数槽集中绕组低速潜油电机,电机定子采用空间相距特定角度的两套分数槽集中绕组。根据特殊的绕组结构,对电机在不同时刻的磁势进行分析,表明电机能够产生恒定的电磁转矩。利用有限元法对电机进行二维瞬态场分析,得到了电机在空载和额定负载条件下的磁场分布及相关特性,结果验证了电机在电磁设计上的合理性。所设计电机可实现在不增大电机定子外径的情况下增加电机的极数,降低同步转速,有望实现潜油电机直驱潜油螺杆泵,从而有效降低整个采油系统的成本,抽油质量大为提升,对整个系统的节能具有重要意义。     

电机转子温度监测

本文介绍了电机转子温度监测的不同方法及光电传输电机转子温度监测系统的工作原理及其优点。     

潜油电机转子三维温度场分析与计算

5针对结构特殊的潜油电机工作时温度无法测量的问题,通过对其一个转子单元的部分铁心及半个扶正轴承建立三维有限元模型;利用流体力学及传热学原理,结合潜油电机特殊的油路冷却循环系统,计算了气隙中绝缘油与转子铁心表面和空心转轴中润滑油的对流换热系数;根据计算电磁场求解出的热源,结合相关系数,对其转子三维稳态温度场进行了求解,得到潜油电机转子和相关部件的温度分布.同时将本文与其他方法计算结果进行对比分析,证明计算模型和方法的准确性.     

绕组电阻随温度变化对高温潜油电机性能的影响

在油田生产中潜油电泵的工作环境温度较高,对潜油电机性能提出更高要求。研制了外径为116 mm的小直径耐高温潜油电机。针对高温潜油电机的各项性能指标随温度明显变化的问题,依据异步电机原理与设计的基本知识,结合异步电机定转子绕组材料的高温特性,建立数学模型,利用MATLAB软件,计算分析不同环境温度下潜油电机的性能,从而得出电阻变化对高温潜油电机性能的影响。利用Simulink软件建立SPWM变频调速系统,对定转子电阻随温度变化对电机的起动性能的影响进行仿真分析,为高温潜油电机的设计制造提供参考。     

同步电机直轴瞬态参数辨识

对基于Matlab的同步电机直轴瞬态参数测试方法进行研究。通过建立相应的数学模型来分析同步电机三相突然短路实验中电机的瞬态过程;运用Matlab分别采用传统方法和最小二乘法对测量的数据进行分析和处理;最后根据实例验证方法的可行性,并通过检测数据的比较选出较优越的算法。     

感应电机参数的离线辨识

提出了一种基于SVPWM的感应参数离线辨识方法,通过改进的直流实验、堵转实验、空载实验和阶跃电压实验辨识感应电机所有的参数。辨识过程由系统自动完成,无需人工操作,无需速度信息。信号处理使用了离散快速傅立叶变换(DFFT)和最小二乘法,准确地提取了有效信息,提高了辨识精度。实验结果证明了上述方法是正确可靠的,且保证了较高的辨识精度。     

交互式模型参考自适应PMSM速度辨识

提出了一种基于矢量控制的交互式模型参考自适应永磁同步电机无速度传感器控制方案.该方案利用静止α-β坐标系下的基于电压模型的反电动势估计值和基于磁链模型的反电动势估计值之差作为误差信号,交互式的构成对定子电阻辨识和转子转速辨识的自适应律,实现定子电阻和转速的估计,解决了因电机参数变化所影响速度辨识精度的问题.仿真和实验研...     

基于传递函数的遗传算法感应电机参数辨识

提出了一种基于传递函数的感应电机参数辨识方法,这种方法是通过计算感应电机实际输出和电气模型输出的差值来不断对估计模型进行修正,从而辨识出感应电机参数,并与传统的最小二乘算法辨识结果和电机参数真值进行了比较。实验证明,采用该方法对感应电动机进行参数辨识是可行的,辨识结果是可信的。     

变频器驱动下感应电机参数的一种辨识方法

基于感应电机三相定子绕组通单相正弦电流下的电机模型,设计了一种新的感应电机在静止状态下参数辨识的方法。该方法无需做堵转和空载实验,即可得到电机无速度传感器矢量控制系统中所需要的全部参数。为了避免复杂的运算过程,文中提出了一种新的迭代算法替代直接求解非线性方程组。仿真和物理实验证明,该方法辨识精度高、计算简单、实用性强。     

基于变频器-电动机系统的电动机参数辨识

在高精度变频调速系统中,准确的电动机参数是系统性能的保证。论述了基于变频器-电动机系统的电动机静态参数辨识。给出了辨识参数时的控制方法及实验波形,得到了令人满意的参数辨识结果。     

潜油电机永磁化的一些基本问题

本文对近年出现的一类特种高效节能型永磁同步电动机--潜油永磁同步电动机作了较为详细的介绍,分析讨论了其基本原理及技术难点问题,并结合作者在该课题上的科研工作,针对普通潜油三相异步电动机永磁化改造中的问题,提出一些解决措施与办法.     

Off-Line Identification of Induction Motor Parameters

This study presented an off-line identification method of induction motor (IM) paranmters. Before startup,the inverter drive performed automatically a modified DC test, a locked-rotor test, a no-load test and a step-voltage test to identify all the parameters of an induction motor. No manual operation and speed signals were required in the process. In order to obtain effective messages and improve the accuracy of identification, the discrete fast Fourier transform (DFFT) and the least-squares were used to process the signals of currents and voltages. A phase-voltage measuring method for motors was also proposed, which measured directly the actual eooducting time of three upper switches in the inverter without need for a dead-time compensator. The validity, reliability and accuracy of the preseutod methods have been verified by the experiments on a VSI-fed IM drive system.