基于流形分析的潛油電機溫度辨識及過熱保護研究.pdf

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

2、基于調(diào)節(jié)電源頻率實現(xiàn)潛油電機過熱保護的整體方案。建立以能流矢量為標度的潛油電機溫度場模型,將不變流形理論應用于潛油電泵機組溫度場模型研究,對模型中相關(guān)參數(shù)的意義及參數(shù)間關(guān)系進行分析,通過分析潛油電機內(nèi)部的熱傳遞形式得到定子溫度流形表達式;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)子槽諧波進行潛油電機無傳感器轉(zhuǎn)速辨識。應用MATLAB對電機相關(guān)參數(shù)進行分析,仿真確定各參數(shù)對電機溫度變化的影響關(guān)系。分析定子穩(wěn)態(tài)溫度相對于定子熱電

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,在完成溫度場模型參數(shù)初始化的基礎(chǔ)上，確定迭代計算定子溫度的方案。在SIMULINK中仿真模擬潛油電機溫度與頻率間的關(guān)系,得出頻率降低溫度會降低的重要結(jié)論,證明本潛油電機過熱保護系統(tǒng)的可行性。建立以工控機為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集平臺,辨識不同頻率下的電機轉(zhuǎn)速?；陔姍C溫度場模型,辨識出在定子熱電阻sR反饋條件下的潛油電機定子溫度二維流形,并與使用溫度巡檢儀檢測的定子溫度相比較,從而驗證方案的