МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ-КАЧАЛКОЙ НА ОСНОВЕ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С БЕЗДАТЧИКОВЫМ МЕТОДОМ

Станки-качалки нефти (СКН) являются основными элементами в российской нефтедобывающей отрасли в сфере малодебитных скважин. И повышение энергоэффективности данных станков является одной из перспективных задач в интересах нефтегазовой отрасли России.

Применение интеллектуальных энергосберегающих станций управления станком-качалкой нефти на базе синхронных двигателей позволяет оптимизировать добычу нефти, за счет увеличения объема продукции и экономии энергоресурсов. Главным недостатком данных станций является высокая стоимость, что является сдерживающим фактором для широкого применения.

Одним из вариантов решения данной проблемы является применение метода, не использующего датчик положения ротора, так называемый «бездатчиковый метод». Однако большинство работ, связанные с использованием «бездатчикового метода» относятся к системам управления асинхронными двигателями.

В данной работе представлены преимущества систем управления станком-качалкой на базе синхронных двигателей перед асинхронными, рассмотрены варианты управления двигателем и исполнения «бездатчикового метода». Представлены математические модели всех элементов станции управления: станок-качалка, синхронный двигатель, система векторного управления.

1. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года.

2. Вейнгер А.М. Регулируемые электроприводы переменного тока. М., 2009. 102 с.

3. Калачев Ю.Н. Наблюдатели состояния в векторном электроприводе. М. , 2013. 63 с.

4. Панкратов В.В., Зима Е.А. Энергооптимальное векторное управление асинхронными электроприводами. Новосибирск: Издательство НГТУ, 2005. 120 с.

5. Vas. P. Sensorless Vector and Direct Torque Control. Oxford: Oxford University Press, 1998. P. 376.

6. Калачев Ю.Н. Векторное регулирование (заметки практика). ЭФО: 2013. 63 с.

7. Trzynadlowski A.M., Kirlin R.L., Legowski S.F. Space vector PWM technique with minimum switching losses and a variable pulse rate, IEEE Transactions on Industrioal Electronics. 1997. P. 44.

8. Абд Эль Вхаб А.Р., Каракулов А.С., Дементьев Ю.Н., Кладиев С.Н. Сравнительный анализ векторного управления и прямого управления моментом синхронного электродвигателя с постоянными магнитами // Известия Томского политехнического университета. 2011. № 4. С. 93–99.

9. Ryvkin Sergey. Sliding mode for synchronouselectric drive. Eduardo Palomar Lever–CRC Press. 2011. P. 208.

10. Завьялов В.М, Абд Эль Вхаб А.Р. Дифференциальное управление моментом синхронного двигателя с постоянными магнитами. // Современный электропривод. 2012. № 1. С. 8.