專利名稱：潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種拖動(dòng)系統(tǒng)，尤其是一種潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
目前我國(guó)和世界其它產(chǎn)油國(guó)家，油田上都廣泛使用潛油電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)潛油電泵來(lái)汲取原油，傳統(tǒng)的潛油電泵系統(tǒng)，其動(dòng)力源主要是二極三相異步電動(dòng)機(jī)，現(xiàn)有的采油系統(tǒng)在采油工藝配套中存在如下三個(gè)問(wèn)題 一是與離心潛油泵配套時(shí)因電機(jī)轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速、電機(jī)效率和功率因數(shù)偏低。
二是與潛油螺桿泵配套上時(shí)，轉(zhuǎn)速過(guò)高很難經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)速器將速度降低到與螺桿泵相適應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即使采用減速器也大大的提高了采油成本和降低了系統(tǒng)的效率，若采用變頻調(diào)速裝置，使電機(jī)長(zhǎng)期處于低頻工作狀態(tài)又容易引起電機(jī)的溫升加快，引起電機(jī)故障。系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)靈活控制，效率低。
三是傳統(tǒng)的潛油電泵系統(tǒng)即使采用變頻控制，其電機(jī)控制柜往往置于地面其交流電在傳輸至電機(jī)時(shí)由于是遠(yuǎn)距離傳輸，能量損耗嚴(yán)重，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的效率。
隨著新技術(shù)的發(fā)展，伺服技術(shù)的逐漸成熟，伺服潛油抽油系統(tǒng)成為潛油抽油系統(tǒng)的一種發(fā)展趨勢(shì)。公開號(hào)為CN228745Y的文獻(xiàn)提出了一種稀土永磁潛油電動(dòng)機(jī)，但它總得來(lái)說(shuō)只是在原有異步潛油電機(jī)的基礎(chǔ)上通過(guò)在轉(zhuǎn)子上嵌入永磁體來(lái)改善同步轉(zhuǎn)速的問(wèn)題，極限于電機(jī)本體，沒有解決轉(zhuǎn)速可調(diào)，在低速場(chǎng)合的應(yīng)用仍然很困難，效率也不是很高。公開號(hào)為CN2627715Y的文獻(xiàn)也公開了一中稀土永磁同步潛油電機(jī)，不足依然是在其節(jié)能以及速度調(diào)上的缺乏。雖然結(jié)合變頻控制器使用仍然存在節(jié)能率低的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種潛油伺服抽油系統(tǒng)，以永磁同步伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，利用伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)控制，調(diào)速范圍大，功率因數(shù)高，提高了系統(tǒng)的可控性和節(jié)能率，實(shí)現(xiàn)了油井的柔性生產(chǎn)。
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，包括泵，泵通過(guò)保護(hù)器和伺服電機(jī)系統(tǒng)相連；地面控制裝置通過(guò)電纜與地面電源相連，該電纜與伺服電機(jī)系統(tǒng)相連；地面電源通過(guò)地面控制裝置控制對(duì)伺服電機(jī)和泵的供電，其特征在于，伺服電機(jī)系統(tǒng)由伺服電機(jī)和伺服控制器組成，伺服電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有位置檢測(cè)裝置，位置檢測(cè)裝置將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給伺服控制器，伺服控制器控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；位置檢測(cè)裝置通過(guò)密封裝置固定在伺服控制器上。
優(yōu)選地，泵和保護(hù)器之間還設(shè)有油氣分離器。
優(yōu)選地，潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)中的位置檢測(cè)裝置為旋轉(zhuǎn)變壓器或磁敏式電阻編碼器或潛油編碼器。
可選地，位置檢測(cè)裝置主要包括傳感器本體、不銹鋼罩、密封裝置和外殼，傳感器本體包括磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件；導(dǎo)磁環(huán)設(shè)置在不銹鋼罩的外壁上，由兩段或多段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有縫隙；磁感應(yīng)元件置于該縫隙內(nèi)；磁鋼環(huán)設(shè)置在不銹鋼罩的內(nèi)腔中，固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上；不銹鋼罩外部通過(guò)密封裝置與外殼密封并固定；當(dāng)磁鋼環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳輸給相應(yīng)的伺服控制器。
優(yōu)選地，導(dǎo)磁環(huán)由兩段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段和3/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為2個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由三段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/3弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為3個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由四段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為4個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由六段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/6弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為6個(gè)。
優(yōu)選地，導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。
優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置還包括骨架，用于固定所述導(dǎo)磁環(huán)；所述導(dǎo)磁環(huán)設(shè)置在骨架成型模具上，在所述骨架一體成型時(shí)與骨架固定在一起。
本實(shí)用新型還提供了一種潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置，其包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、合成模塊、角度獲取模塊、存儲(chǔ)模塊；A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置中磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；合成模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到基準(zhǔn)信號(hào)D；角度獲取模塊根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度θ；存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)角度表和修正數(shù)據(jù)表。
優(yōu)選地，在A/D轉(zhuǎn)換模塊和合成模塊之間還包括溫度補(bǔ)償模塊，用于消除溫度對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響；所述合成模塊的輸出信號(hào)還包括信號(hào)R；所述溫度補(bǔ)償模塊包括系數(shù)矯正模塊和乘法器，所述系數(shù)矯正模塊對(duì)所述合成模塊的輸出的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)R0進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K；所述乘法器為多個(gè)，每一所述乘法器將從位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所述系數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相乘，將相乘后的結(jié)果輸出給合成模塊。
優(yōu)選地，如果位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的一個(gè)電壓信號(hào)為2或3的倍數(shù)，則在所述溫度補(bǔ)償模塊之前還包括差分模塊，對(duì)用于抑制溫度和零點(diǎn)漂移，并提高數(shù)據(jù)精度。
可選地，位置檢測(cè)裝置主要包括傳感器本體、不銹鋼罩、密封裝置和外殼，傳感器本體包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)、第二磁鋼環(huán)，其中，所述第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)分別固定在電機(jī)軸上，設(shè)置在不銹鋼罩的內(nèi)腔中，所述第一磁鋼環(huán)被均勻地磁化為N[N＜＝2n(n＝0，1，2…n)]對(duì)磁極，并且相鄰兩極的極性相反；所述第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)為N，其磁序按照特定磁序算法確定；在不銹鋼罩上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n＝0，1，2…n)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；磁感應(yīng)元件設(shè)置在不銹鋼罩的外壁上；不銹鋼罩外部通過(guò)密封裝置與外殼密封并固定；當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。
優(yōu)選地，對(duì)應(yīng)于所述的第二磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為360°/N。
優(yōu)選地，關(guān)于對(duì)應(yīng)于所述的第一磁鋼環(huán)相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為90°/N，當(dāng)m為3時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為120°/N；當(dāng)m為6時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為60°/N。
優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置還包括兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)，每一所述導(dǎo)磁環(huán)是由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件分別設(shè)在該空隙內(nèi)。
可選地，位置檢測(cè)裝置主要包括傳感器本體、不銹鋼罩、密封裝置和外殼，傳感器本體包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)、第二磁鋼環(huán)，其中，所述第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)分別固定在電機(jī)軸上，設(shè)置在不銹鋼罩的內(nèi)腔中，對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n＝0，1，2…n)個(gè)均勻分布的磁感應(yīng)元件，所述第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)與以n為位數(shù)排成的、相鄰兩位只有一位不同的格雷碼的個(gè)數(shù)相同，磁極的極性為格雷碼的首位為“0”對(duì)應(yīng)于“N”極，首位為“1”對(duì)應(yīng)于“S”極；在不銹鋼罩上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有有m(m為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件，所述第一磁鋼環(huán)的磁極總對(duì)數(shù)與第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)相等，并且相鄰兩極的極性相反；磁感應(yīng)元件設(shè)置在不銹鋼罩的外壁上；不銹鋼罩外部通過(guò)密封裝置與外殼密封并固定；當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。
優(yōu)選地，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，該夾角為90°/g；當(dāng)m為3時(shí)，該夾角為120°/g；當(dāng)m為6時(shí)，該夾角為60°/g，其中，g為第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)。
優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置還包括兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)，每一所述導(dǎo)磁環(huán)是由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件分別設(shè)在該空隙內(nèi)。
本實(shí)用新型還提供了一種潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置，其包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、相對(duì)偏移角度θ1計(jì)算模塊、絕對(duì)偏移量θ2計(jì)算模塊、角度合成及輸出模塊、存儲(chǔ)模塊；A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；相對(duì)偏移角度θ1計(jì)算模塊用于計(jì)算位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的第一電壓信號(hào)在所處信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移量θ1；絕對(duì)偏移量θ2計(jì)算模塊根據(jù)位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量θ2；角度合成及輸出模塊用于將上述相對(duì)偏移量θ1和絕對(duì)偏移量θ2相加，合成所述第一電壓信號(hào)所代表的在該時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)角度θ；存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述信號(hào)處理裝置還包括信號(hào)放大模塊，用于在A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，對(duì)來(lái)自于位置檢測(cè)裝置的電壓信號(hào)進(jìn)行放大。
優(yōu)選地，相對(duì)偏移角度θ1計(jì)算模塊包括第一合成單元和第一角度獲取單元，所述第一合成單元對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到一基準(zhǔn)信號(hào)D；所述第一角度獲取單元根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在第一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為偏移角度θ1；相對(duì)偏移角度θ1計(jì)算模塊還包括溫度補(bǔ)償單元，用于消除溫度對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響；所述第一合成單元的輸出還包括信號(hào)R；所述溫度補(bǔ)償單元包括系數(shù)矯正器和乘法器，所述系數(shù)矯正模塊對(duì)所述合成模塊的輸出的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)R0進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K；所述乘法器為多個(gè)，每一所述乘法器將從位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所述系數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相乘，將相乘后的結(jié)果輸出給第一合成單元。
優(yōu)選地，絕對(duì)偏移量θ2計(jì)算模塊包括第二合成單元和第二角度獲取單元，第二合成單元用于對(duì)對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)進(jìn)行合成，得到一信號(hào)E；第二角度獲取單元根據(jù)該信號(hào)E在第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量θ2。
優(yōu)選地，以上各位置檢測(cè)裝置中所述的磁感應(yīng)元件為霍爾感應(yīng)元件。
可選地，密封裝置包括密封裝置本體和穿設(shè)在其中的導(dǎo)線，不銹鋼罩和密封連接法蘭、密封殼體組成密封裝置本體，密封連接法蘭與密封殼體相連，不銹鋼罩穿設(shè)在兩者之間，密封殼體內(nèi)設(shè)有第一絕緣擋板，第一絕緣擋板、不銹鋼罩和密封殼體圍設(shè)成密封空間；第一絕緣擋板和密封殼體上分別開設(shè)有出線口，導(dǎo)線從密封連接法蘭穿入該密封裝置本體的密封空間中，從出線口穿出；密封空間中充滿密封填充物。
優(yōu)選地，密封空間內(nèi)還設(shè)有第二絕緣擋板，其上開設(shè)有出線口；第二絕緣擋板的設(shè)置數(shù)量為一個(gè)以上，將密封空間分割為多級(jí)密封空間。
可選地，密封裝置包括密封裝置本體，不銹鋼罩和連接法蘭、密封殼體組成密封裝置本體，連接法蘭與密封殼體相連，不銹鋼罩穿設(shè)在兩者之間，密封殼體內(nèi)腔的兩端分別設(shè)有密封塊和第一絕緣板，密封塊、第一絕緣板、不銹鋼罩和密封殼體圍設(shè)成密封空間，密封塊與連接法蘭之間設(shè)有壓緊塊；密封塊、第一絕緣板和密封殼體上分別開設(shè)有通孔，第一銅棒從密封殼體的通孔穿入該密封裝置本體的密封空間中，從第一絕緣板穿出；密封空間中充滿密封填充物。
優(yōu)選地，第一銅棒為階梯狀，設(shè)置在其中部的臺(tái)階柱外徑大于兩端的銅棒外徑，該臺(tái)階柱的下臺(tái)階面與第一絕緣板抵頂接觸；所述的第一銅棒的末端設(shè)有連接插頭。
優(yōu)選地，第一絕緣板和密封塊之間還設(shè)有第二絕緣板，第二絕緣板與密封塊圍設(shè)的密封空間內(nèi)穿設(shè)第二銅棒；第一銅棒從密封殼體的通孔穿入該密封裝置本體的密封空間中，從第一絕緣板穿出，并穿過(guò)第二絕緣板與第二銅棒首尾相接；第二銅棒從密封塊的通孔穿出。
優(yōu)選地，第一絕緣板和第二絕緣板之間還設(shè)有支承板，其上開設(shè)有通孔；所述的密封殼體的內(nèi)腔上設(shè)有凸臺(tái)，支承板固設(shè)在凸臺(tái)上。
優(yōu)選地，第二絕緣板和第二銅棒的設(shè)置數(shù)量為一個(gè)以上，將密封空間分割為多級(jí)密封空間。
優(yōu)選地，第二銅棒為階梯狀，一端設(shè)置為臺(tái)階柱，柱體外徑大于另一端的第二銅棒外徑，該臺(tái)階柱的下臺(tái)階面與第二絕緣板抵頂接觸；所述的第二銅棒的末端設(shè)有連接插頭。
可選地，電纜從伺服電機(jī)的殼體外部，經(jīng)過(guò)密封裝置，通過(guò)電纜連接頭進(jìn)入伺服控制器與電路板相連，電路板輸出電機(jī)動(dòng)力線穿過(guò)密封裝置為伺服電機(jī)提供動(dòng)力，輸出信號(hào)線控制位置檢測(cè)裝置。
可選地，電纜從伺服電機(jī)的殼體內(nèi)部，電纜接頭從殼體內(nèi)部頂端輸入，通過(guò)線束穿過(guò)密封裝置，與伺服控制器中的電路板相連，電路板分別輸出電機(jī)動(dòng)力線為伺服電機(jī)提供動(dòng)力，輸出信號(hào)線控制位置檢測(cè)裝置。
可選地，伺服控制器包括伺服控制器殼體，在所述殼體的內(nèi)壁上設(shè)有控制器轉(zhuǎn)接件，該轉(zhuǎn)接件與密封裝置的密封殼體相連，使伺服控制器與電機(jī)連接成一體。
可選地，控制器殼體上設(shè)有散熱片，該散熱片與轉(zhuǎn)接件連接。
優(yōu)選地，控制器殼體內(nèi)腔中灌封導(dǎo)熱膠便于控制器內(nèi)腔散熱。
可選地，控制器殼體的下方還設(shè)有散熱腔，其內(nèi)部充滿散熱液體，該散熱液體可以采用任何不具腐蝕性、不可燃的液體，如水、45#液壓油等；散熱腔的腔壁開設(shè)有通孔，散熱片的末端延伸并從通孔插入所述的散熱腔內(nèi)；通孔處設(shè)有密封圈。
可選地，伺服控制器包括伺服控制器殼體，控制器殼體內(nèi)腔中也灌封導(dǎo)熱膠，便于控制器內(nèi)腔散熱。
所述的導(dǎo)熱膠為環(huán)氧樹脂灌封膠、硅橡膠灌封膠、聚氨酯灌封膠、UV灌封膠、熱熔性灌封膠或有機(jī)硅灌封膠。
優(yōu)選地，伺服電機(jī)為多節(jié)伺服電機(jī)，相鄰的兩節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸通過(guò)聯(lián)軸器連接；相鄰的兩節(jié)電機(jī)上設(shè)置的電機(jī)轉(zhuǎn)子的N極對(duì)應(yīng)在一條直線上，S極對(duì)應(yīng)在一條直線上；電機(jī)定子的U、V、W三相繞組分別對(duì)應(yīng)在一條直線上。
優(yōu)選地，多節(jié)伺服電機(jī)相鄰的兩節(jié)電機(jī)之間還設(shè)有扶正軸承，對(duì)電機(jī)進(jìn)行支撐。
綜上所述，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn) 1、系統(tǒng)采用永磁同步伺服電機(jī)，伺服電機(jī)本省就有效率高的優(yōu)點(diǎn)。永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子由永磁體勵(lì)磁，出功大，功率密度高，使得電機(jī)轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，功率因數(shù)高，節(jié)能率高，更省電。
2、伺服系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的靈活調(diào)速，滿足多種應(yīng)用場(chǎng)合。尤其在低速場(chǎng)合目前的潛油系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)，中間不得不另加減速器，而采用伺服系統(tǒng)則可以根據(jù)實(shí)際的需要調(diào)整轉(zhuǎn)速。
3、油田的出油情況處于變化當(dāng)中，或者根據(jù)生產(chǎn)的需要，需要油井的產(chǎn)油量發(fā)生變化，采用伺服抽油系統(tǒng)可以根據(jù)油井的出油情況靈活的調(diào)整潛油電泵機(jī)組的出油量，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。
4、潛油伺服系統(tǒng)采用雙控制箱形式，電機(jī)主要控制箱置于井下信號(hào)傳輸線路短，衰減小，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的有效控制，信號(hào)傳遞干擾少。地面控制箱用于實(shí)現(xiàn)交流到直流的轉(zhuǎn)換，以及地面同井下控制箱的通信。通過(guò)地面控制箱可以了解井下的情況和電機(jī)的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下控制器參數(shù)的靈活修改，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性，減少了作業(yè)成本。
5、控制箱的供電由地面交流變直流裝置，直接把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后通過(guò)電纜進(jìn)入井下的控制箱，避免了交流電在長(zhǎng)距離的傳輸過(guò)程當(dāng)中能量的大量損耗，節(jié)約了用電。
6、在螺桿泵等速度要求低速的場(chǎng)合，伺服系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)與之相適應(yīng)的低速，從而省去中間的減速結(jié)構(gòu)，提高了傳動(dòng)效率的同時(shí)，也降低了設(shè)備成本。
7、過(guò)載能力強(qiáng)，一般來(lái)說(shuō)，短時(shí)間可以達(dá)到三倍過(guò)載，在抽油機(jī)啟動(dòng)時(shí)可以提供大轉(zhuǎn)矩，并與軟啟動(dòng)結(jié)合，解決以往抽油機(jī)電機(jī)“大馬拉小車”問(wèn)題，降低抽油機(jī)選配電機(jī)的功率。
8、潛油抽油伺服系統(tǒng)充分利用原有潛油抽油系統(tǒng)的工藝和結(jié)構(gòu)，在提升自己性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了操作簡(jiǎn)單，模塊化設(shè)計(jì)。

圖1是潛油伺服抽油系統(tǒng)安裝示意圖； 圖2是潛油伺服系統(tǒng)的一種連接圖； 圖3是潛油伺服電機(jī)的另一種走線圖； 圖4A和圖4B是電機(jī)頭部法蘭示意圖； 圖5是潛油伺服系統(tǒng)的框架示意圖； 圖6-圖10是表示控制器的連接方式及散熱結(jié)構(gòu)圖； 圖11是單節(jié)永磁同步伺服潛油電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12到圖14是多節(jié)永磁同步伺服潛油電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖15是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的立體圖； 圖16是磁電式位置檢測(cè)裝置在潛油伺服電機(jī)上的整體安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖17是磁電式位置檢測(cè)裝置安裝結(jié)構(gòu)分解圖； 圖18是磁電式位置檢測(cè)裝置中的磁鋼環(huán)的示意圖； 圖19A與圖19B是磁感應(yīng)元件與導(dǎo)磁環(huán)的布置示意圖； 圖20是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有兩個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的分解示意圖； 圖21是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有兩個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖； 圖22是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有三個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的分解示意圖； 圖23是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有三個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖； 圖24是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有四個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的分解示意圖； 圖25是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有四個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖； 圖26是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有六個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的分解示意圖； 圖27是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有六個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖； 圖28A到圖28D是導(dǎo)磁環(huán)的倒角設(shè)計(jì)的示意圖； 圖29是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置方案的關(guān)鍵部件的分解立體圖； 圖30是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置方案的安裝示意圖； 圖31是第二實(shí)施例中的與第一磁鋼環(huán)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁感應(yīng)元件的布置示意圖； 圖32是第二實(shí)施例中的第一磁鋼環(huán)均勻磁化為六對(duì)極時(shí)磁感應(yīng)元件的布置示意圖； 圖33是第二實(shí)施例中的第二磁鋼環(huán)所對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件個(gè)數(shù)為三個(gè)時(shí)所得到的編碼； 圖34是第二實(shí)施例中的第二磁鋼環(huán)的充磁順序； 圖35是第二實(shí)施例中的第二磁鋼環(huán)所對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件布置示意圖； 圖36是第二實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的一個(gè)信號(hào)處理裝置的框圖； 圖37是磁感應(yīng)元件采用表貼式安裝的位置檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖38是根據(jù)第三實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的分解立體圖； 圖39是確定磁鋼環(huán)303的磁序的算法流程圖； 圖40是由圖39得到的磁鋼環(huán)的充磁結(jié)構(gòu)圖以及磁感應(yīng)元件的排布順序的一個(gè)示例； 圖41是根據(jù)第三實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置的框圖； 圖42是本實(shí)用新型的一種密封裝置的剖視圖； 圖43是本實(shí)用新型的另一種密封裝置的剖視圖； 圖44為一種密封裝置中第一銅棒的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖45為一種密封裝置中第二銅棒的結(jié)構(gòu)示意圖；以及 圖46為一種密封裝置的安裝整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖47和圖48分別是旋轉(zhuǎn)變壓器和磁敏式電阻編碼器的剖面圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖具體描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，以使本領(lǐng)域的技術(shù)本人員更加明白和容易實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
圖1是潛油伺服抽油系統(tǒng)安裝示意圖。潛油電泵機(jī)組一般置于井下2000多米處，整個(gè)伺服潛油電泵機(jī)組主要由地面控制箱2、潛油電泵6、分離器(未標(biāo)示)、保護(hù)器7、潛油永磁同步伺服電機(jī)8、井下伺服控制箱、地面電纜1、潛油電纜12等組成，各個(gè)部分通過(guò)相關(guān)的法蘭等連接件連接。其它附圖標(biāo)記表示分別為油管3、套管4、出口接頭5、位置檢測(cè)裝置及密封裝置9、潛油伺服系統(tǒng)11以及井口裝置13。圖1中潛油永磁同步伺服電機(jī)8和井下伺服控制箱是潛油伺服抽油系統(tǒng)11的伺服核心模塊，潛油永磁同步伺服電機(jī)8是潛油伺服抽油系統(tǒng)11的動(dòng)力拖動(dòng)源，伺服控制箱內(nèi)的伺服控制器10則是整個(gè)潛油伺服抽油系統(tǒng)11的控制核心。地面控制箱2，潛油永磁同步伺服電機(jī)8，井下伺服控制箱構(gòu)成了潛油伺服系統(tǒng)的伺服動(dòng)力系統(tǒng)。其中，伺服電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有位置檢測(cè)裝置，位置檢測(cè)裝置將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給伺服控制箱內(nèi)的伺服控制器10，伺服控制箱內(nèi)的伺服控制器10控制潛油永磁同步伺服電機(jī)8的運(yùn)轉(zhuǎn)；位置檢測(cè)裝置通過(guò)密封裝置固定在伺服控制器上。優(yōu)選地，潛油電泵6和保護(hù)器7之間還可以設(shè)有油氣分離器。
傳統(tǒng)的潛油異步機(jī)系統(tǒng)，三相交流電經(jīng)過(guò)地面控制柜后，直接進(jìn)入潛油異步電機(jī)，使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，潛油電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電機(jī)保護(hù)器和分離器，將動(dòng)力傳至電泵帶動(dòng)電泵汲取原油。
在潛油伺服系統(tǒng)中，地面控制箱2的作用與傳統(tǒng)不同，其主要負(fù)責(zé)將外接的三相電流轉(zhuǎn)換為直流電輸送給井下控制箱內(nèi)的伺服控制器10，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)地面同井下伺服控制器的通信，通過(guò)地面控制箱2可以對(duì)井下控制箱內(nèi)的伺服控制器10的控制參數(shù)進(jìn)行修改，從而起到控制潛油永磁同步伺服電機(jī)8的目的。地面控制箱2與井下控制箱靠地面電纜1、潛油電纜12以及電機(jī)內(nèi)的導(dǎo)線連通。
井下伺服控制器根據(jù)用戶設(shè)定的要求，發(fā)出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)電泵抽油，伺服控制器通過(guò)位置檢測(cè)裝置反饋電機(jī)的轉(zhuǎn)速、位置等信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的閉環(huán)控制，同時(shí)也可以感知壓力傳感器等其它傳感器的反饋信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)有效調(diào)節(jié)。
整個(gè)系統(tǒng)由井下伺服控制箱內(nèi)的伺服控制器10控制潛油永磁同步伺服電機(jī)8的運(yùn)轉(zhuǎn)，由潛油永磁同步伺服電機(jī)8拖動(dòng)整個(gè)潛油系統(tǒng)。電機(jī)內(nèi)部灌有電機(jī)油，保護(hù)器7用于平衡潛油電機(jī)的內(nèi)外壓力，保證電機(jī)的密封性，分離器是把油井生產(chǎn)出的原油和伴生天然氣分離開來(lái)的一種裝置。油氣分離器置于潛油離心泵和保護(hù)器之間，將井液中的游離氣體與井液分離，液體送給潛油電泵，氣體釋放到油管和套管的環(huán)形空間，潛油電泵6是抽油裝置，將原油輸送到地面。在潛油伺服電機(jī)的尾部和井下控制箱之間通過(guò)密封裝置連接，該密封裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下控制箱的密封和磁電式位置檢測(cè)裝置的安裝，同時(shí)通過(guò)密封裝置將控制器和電機(jī)導(dǎo)通。
圖2是潛油伺服系統(tǒng)的一種連接圖。潛油伺服電機(jī)8包括電機(jī)軸14、電機(jī)頭部法蘭15、定子16、轉(zhuǎn)子17、電機(jī)尾軸18、電機(jī)外壁36、軸承37、38、線束39、40等；潛油伺服電機(jī)8通過(guò)連接法蘭19與位置檢測(cè)裝置及密封裝置9連接，位置檢測(cè)裝置及密封裝置9包括磁鋼環(huán)20、位置檢測(cè)裝置21、位置檢測(cè)裝置信號(hào)線22、接線柱23、密封膠24、隔板25、密封件外壁26、密封套27等；伺服控制器10包括電機(jī)動(dòng)力線28、電路板30、控制器外壁31、密封端蓋32、散熱片33、控制器連接件35等。潛油伺服電機(jī)8的電機(jī)尾軸18上安裝有用于產(chǎn)生位置檢測(cè)裝置21所需正弦磁場(chǎng)的磁鋼環(huán)20，在井下控制箱中安裝有電流傳感器、伺服控制器10，密封裝置上安裝有位置檢測(cè)裝置21，密封裝置兩側(cè)有導(dǎo)通的導(dǎo)線插頭。從圖1中可以看到地面電纜1與地面控制箱2連接，再與潛油電纜12連接，潛油電纜12引入潛油永磁同步伺服電機(jī)8內(nèi)部。如圖2所示，在潛油伺服電機(jī)8內(nèi)部，與相應(yīng)的導(dǎo)線連接，導(dǎo)線從電機(jī)定子上的開槽或者殼體上的槽，由電機(jī)內(nèi)部經(jīng)過(guò)密封裝置，進(jìn)入伺服控制器10。潛油電纜12和潛油伺服電機(jī)8內(nèi)的導(dǎo)線傳輸井下控制器所需的電流，以及傳輸井下控制箱和地面控制箱之間的信號(hào)流，達(dá)到連通地面控制箱和井下控制箱的目的。井下控制箱與地面控制箱是通過(guò)潛油電纜以及通過(guò)電機(jī)的導(dǎo)線連通的。
同時(shí)控制器提供給伺服電機(jī)的三相電也經(jīng)由密封裝置供給電機(jī)的三相繞組，控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。密封裝置上即電機(jī)尾部的位置檢測(cè)裝置用于反饋電機(jī)的速度、位置等信息，其通過(guò)密碼器線與控制箱連接，因此形成了一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。提供給井下控制箱電源的是直流電，伺服控制器給電機(jī)的交流電經(jīng)過(guò)的路程很短，在減少電磁干擾的同時(shí)也減少了損耗。
在潛油異步機(jī)系統(tǒng)中，潛油電纜的導(dǎo)線往往是3根，在潛油伺服系統(tǒng)中，為了滿足系統(tǒng)需要，電纜中含有導(dǎo)線的根數(shù)根據(jù)實(shí)際情況定的，這其中包含有井下伺服控制器所需的動(dòng)力線和以及用于和地面控制箱實(shí)現(xiàn)通信的信號(hào)線。
圖3是潛油伺服電機(jī)的另一種走線圖。潛油伺服電機(jī)8包括電機(jī)軸14、電機(jī)頭部法蘭15、定子16、轉(zhuǎn)子17、電機(jī)尾軸18等；潛油伺服電機(jī)8通過(guò)連接法蘭19與位置檢測(cè)裝置及密封裝置9連接，位置檢測(cè)裝置及密封裝置9包括磁鋼環(huán)20、位置檢測(cè)裝置21、位置檢測(cè)裝置信號(hào)線22、接線柱23、密封膠24、隔板25、密封件外壁26、密封套27等；伺服控制器10包括電機(jī)動(dòng)力線28、電纜連接頭29、電路板30、控制器外壁31、密封端蓋32、散熱片33、電機(jī)動(dòng)力線34、控制器連接件35等。與圖2從潛油伺服電機(jī)頭部進(jìn)入電機(jī)不同，圖3中的潛油電纜12通過(guò)電纜接頭29直接引入井下控制箱，與伺服控制器10連接。也就是說(shuō)這中情況下通過(guò)密封裝置的導(dǎo)線只有提供給潛油伺服電機(jī)的電流的導(dǎo)線。包含井下控制器動(dòng)力線和信號(hào)線的電纜被直接引入到井下控制箱。
圖4A和圖4B是電機(jī)頭部法蘭示意圖。圖4A是電纜從電機(jī)頭部接入時(shí)的法蘭立體圖，設(shè)有電纜接入孔42，圖4B是電纜直接連接控制器時(shí)的法蘭立體圖。從圖中可以看出，由于走線方案不同，電機(jī)頭部的結(jié)構(gòu)不一樣。
圖5是潛油伺服系統(tǒng)的框架示意圖。潛油伺服系統(tǒng)的控制部分包括地面控制器和井下控制器。地面控制器包括MCU1、整流濾波電路和控制面板等，地面控制器的功能是為井下控制器提供直流電，同時(shí)設(shè)定井下控制器的控制參數(shù)和控制模式。井下控制器包括MCU2、IPM和電流傳感器等，井下控制器的功能是根據(jù)地面控制器設(shè)定的控制參數(shù)和控制模式，控制潛油伺服電機(jī)運(yùn)行。地面控制器和井下控制器通過(guò)電纜連接，電纜為多芯電纜，包括地面控制器MCU1與井下控制器MCU2通訊用的通訊線和給IPM提供功率電即輸送直流電的線。操作人員通過(guò)控制面板操作地面控制器，設(shè)定相應(yīng)的控制參數(shù)和控制模式。地面控制器的MCU1通過(guò)通訊線與井下控制器MCU2通訊，將操作人員設(shè)定的控制參數(shù)和控制模式傳遞給井下控制器。外部三相交流電輸入地面控制器，通過(guò)整流濾波電路，將三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后通過(guò)電纜輸送給井下控制器的IPM，直流電的正、負(fù)極分別接入IPM的P、N極。地面控制的MCU1同時(shí)會(huì)進(jìn)行電壓檢測(cè)，包括三相交流電壓檢測(cè)和直流電壓檢測(cè)，確保輸送到井下控制器的直流電正常，如果不正常則會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。井下控制器MCU2根據(jù)地面控制器MCU1設(shè)定的控制參數(shù)和控制模式，以及電流傳感器和位置檢測(cè)裝置的反饋信號(hào)，運(yùn)行控制程序，產(chǎn)生PWM信號(hào)控制IPM。IPM根據(jù)PWM信號(hào)，產(chǎn)生三相電壓給交流伺服電機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng)，控制周期短(一個(gè)控制周期只有幾十個(gè)微秒)，響應(yīng)快，精度高。
圖6到圖10是表示控制器的連接方式及散熱結(jié)構(gòu)圖，圖中附圖標(biāo)記表示為線束43、44，控制器轉(zhuǎn)接件35、散熱片33、電機(jī)動(dòng)力線28、位置檢測(cè)裝置信號(hào)線22、控制器外壁31、電路板30、密封端蓋32、導(dǎo)熱膠45、密封件外壁26、散熱部件47、散熱液體46、密封圈48。
圖6和圖7中采用的是轉(zhuǎn)接件的連接方式，圖6除了轉(zhuǎn)接件35之外，還包括散熱片33；圖7在圖6結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在控制器的內(nèi)腔中還填充了導(dǎo)熱膠45?？刂破魍ㄟ^(guò)控制器轉(zhuǎn)接件35連接到密封件外壁上，從而與電機(jī)連為一個(gè)整體。控制箱轉(zhuǎn)接件34與密封件外壁的連接方式為法蘭連接或者螺紋連接；控制器外壁31與控制器轉(zhuǎn)接件35的連接方式為法蘭連接或者螺紋連接。散熱片33固定在控制器轉(zhuǎn)接件35上，電路板30固定在散熱片33上。散熱片33緊貼控制器外壁31，便于將控制器內(nèi)部的熱量散出去。如圖7所示，控制器內(nèi)部可以選擇用導(dǎo)熱膠45灌封，導(dǎo)熱膠45可以采用導(dǎo)熱硅脂等，以增強(qiáng)散熱效果。
圖8和圖9為控制器直接與密封件外壁連接的方案的結(jié)構(gòu)圖。圖8中還設(shè)有散熱片33，而圖9中不使用散熱片。控制器直接與密封件外壁26連接，中間不使用轉(zhuǎn)接件。控制器內(nèi)部用導(dǎo)熱膠45灌封。也可以如圖9所示的那樣，將散熱片去掉，控制器內(nèi)部用導(dǎo)熱膠45灌封。導(dǎo)熱膠45可以采用環(huán)氧樹脂灌封膠、硅橡膠灌封膠、聚氨酯灌封膠、UV灌封膠、熱熔性灌封膠或有機(jī)硅灌封膠。
圖10所示的是另一散熱結(jié)構(gòu)。控制器通過(guò)控制器轉(zhuǎn)接件35連接到密封件外壁上，從而與電機(jī)連為一個(gè)整體?？刂葡滢D(zhuǎn)接件與密封件外壁的連接方式為法蘭連接或者螺紋連接；控制器外壁31與控制器轉(zhuǎn)接件35的連接方式為法蘭連接或者螺紋連接。散熱片33固定在控制器轉(zhuǎn)接件35上，電路板30固定在散熱片33上。散熱片33緊貼控制器外壁31，便于將控制器內(nèi)部的熱量散出去。在控制器的一端接有散熱部件47，連接方式為法蘭連接或者螺紋連接。散熱部件47內(nèi)部充滿散熱液體46，散熱片33伸入散熱部件47腔內(nèi)，與散熱液體46接觸，增強(qiáng)散熱效果。在散熱片33與散熱部件47連接處有密封圈48密封，防止散熱部件的散熱液體46進(jìn)入到控制器內(nèi)部。散熱液體46可以采用任何不具有腐蝕性、不可燃的液體，如水或45#液壓油。
永磁同步伺服電機(jī)可以采用單節(jié)，為了提供更大的功率也可以采用多節(jié)的形式。圖11是單節(jié)永磁同步伺服潛油電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖標(biāo)記表示為電機(jī)頭49、電機(jī)本體50、下法蘭51、電機(jī)尾軸52。單節(jié)電機(jī)時(shí)，電機(jī)只有一節(jié)，在尾部直接與密封裝置連接。
圖12到圖14是以四節(jié)為例的多節(jié)電機(jī)裝配結(jié)構(gòu)示意圖，附圖標(biāo)記為首節(jié)電機(jī)53、電機(jī)殼體54、螺紋法蘭55、58、下法蘭56、上法蘭57、中間節(jié)電機(jī)59、末節(jié)電機(jī)60、轉(zhuǎn)子軸61、聯(lián)軸器62、上螺紋法蘭63、下螺紋法蘭64、寬螺母65、窄螺母66。潛油伺服電機(jī)由多節(jié)組成時(shí)，每?jī)晒?jié)電機(jī)中間通過(guò)法蘭螺紋和螺栓連接相結(jié)合的形式。如圖12所示，轉(zhuǎn)子軸61用花鍵聯(lián)軸器連接。螺紋法蘭與電機(jī)殼通過(guò)螺紋連接，上、下法蘭再通過(guò)螺栓與螺紋法蘭連接，上、下法蘭之間通過(guò)螺栓連接。這種形式主要是適合于電機(jī)殼較薄時(shí)的情況。潛油伺服電機(jī)由多節(jié)組成時(shí)，沒兩節(jié)電機(jī)中間通過(guò)螺栓連接的形式。轉(zhuǎn)子軸用花鍵聯(lián)軸器連接。如圖13所示，上、下法蘭再通過(guò)螺栓與電機(jī)殼體連接，上、下法蘭之間通過(guò)螺栓連接。這種形式主要是適合于電機(jī)殼較厚度足夠可以擰上螺栓時(shí)的情況。潛油伺服電機(jī)由多節(jié)組成時(shí)，每?jī)晒?jié)電機(jī)中間通過(guò)螺栓連接的形式。轉(zhuǎn)子軸用花鍵聯(lián)軸器連接。如圖14所示，上、下螺紋法蘭與電機(jī)殼體通過(guò)螺紋連接，兩個(gè)法蘭之間通過(guò)螺栓連接，同時(shí)在上螺紋法蘭上安裝有兩個(gè)可動(dòng)的螺母，總裝時(shí)調(diào)整好各節(jié)電機(jī)的位置后，通過(guò)擰緊兩個(gè)螺母完成電機(jī)的總裝。螺母擰緊后可以防止每節(jié)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)。
對(duì)于多節(jié)伺服電機(jī)，相鄰的兩節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸通過(guò)聯(lián)軸器連接；相鄰的兩節(jié)電機(jī)上設(shè)置的電機(jī)轉(zhuǎn)子的N極對(duì)應(yīng)在一條直線上，S極對(duì)應(yīng)在一條直線上；電機(jī)定子的U、V、W三相繞組分別對(duì)應(yīng)在一條直線上。
如果潛油電機(jī)長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，就需要扶正軸承，扶正軸承可以是滑動(dòng)軸承等，其作用是起支撐作用，防止軸由于過(guò)長(zhǎng)彎曲。當(dāng)電機(jī)較短時(shí)不需要扶正軸承，潛油電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與保護(hù)器連接或者泵連接，聯(lián)軸器可以是花鍵聯(lián)軸器等。圖15是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的立體圖，如圖15所示，轉(zhuǎn)子磁鋼63是分節(jié)設(shè)置的，當(dāng)潛油電機(jī)的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)時(shí)，在相鄰的兩節(jié)轉(zhuǎn)子磁鋼63之間設(shè)置扶正軸承64，軸端設(shè)有用于聯(lián)接的花鍵65。
以下以優(yōu)選實(shí)施例具體說(shuō)明本實(shí)用新型的位置檢測(cè)裝置及密封裝置的設(shè)計(jì)。
圖16是磁電式位置檢測(cè)裝置在潛油伺服電機(jī)700上的整體安裝結(jié)構(gòu)示意圖。磁電式位置檢測(cè)裝置系統(tǒng)由磁電式位置檢測(cè)裝置電路板701、磁感應(yīng)元件702、磁鋼環(huán)703、導(dǎo)磁環(huán)704、密封裝置705、位置檢測(cè)裝置線706、不銹鋼罩708及外殼(未圖示)等組成，磁電式位置檢測(cè)裝置電路板701由電路板和磁感應(yīng)元件702組成，磁感應(yīng)元件例如是霍爾元件。磁鋼環(huán)703安裝在潛油伺服電機(jī)尾軸707上，它的位置要同不銹鋼罩708外的導(dǎo)磁環(huán)704對(duì)應(yīng)，跟隨電機(jī)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生正弦磁場(chǎng)。導(dǎo)磁環(huán)704被分成幾個(gè)磁環(huán)塊，導(dǎo)磁環(huán)704的方案要根據(jù)整個(gè)位置檢測(cè)裝置磁感應(yīng)元件個(gè)數(shù)方案來(lái)確定。導(dǎo)磁環(huán)704安裝在不銹鋼罩708的臺(tái)階上，構(gòu)成一周，每?jī)蓚€(gè)導(dǎo)磁環(huán)之間留有狹縫，磁感應(yīng)元件702處在兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)的狹縫當(dāng)中。磁感應(yīng)元件702的管腳直接接在磁電式位置檢測(cè)裝置電路板701上，由電路板伸出，使得磁感應(yīng)元件到達(dá)兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)之間，磁電式位置檢測(cè)裝置電路板701上有CPU等電子元器件，磁電式位置檢測(cè)裝置電路板701用于處理磁感應(yīng)元件702產(chǎn)生的信號(hào)，反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)位置檢測(cè)裝置線706傳入井下控制箱709中的伺服控制器。圖16中以位置檢測(cè)裝置第一實(shí)施例為例，其中磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)以及磁感應(yīng)元件只有一套，磁鋼環(huán)為單對(duì)磁極，然而本實(shí)用新型不限于此，磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)以及磁感應(yīng)元件可以有兩套，磁鋼環(huán)可以有多對(duì)極，后面將會(huì)結(jié)合實(shí)施例對(duì)多對(duì)極的情況加以描述。
磁電式位置檢測(cè)裝置系統(tǒng)分兩處安裝，產(chǎn)生正弦磁場(chǎng)的磁鋼環(huán)703安裝在潛油伺服電機(jī)尾軸707上，剩下的部分與高壓穿線密封裝置705構(gòu)成一體，成組件化安裝。安裝磁電式位置檢測(cè)裝置的密封裝置705的鋼罩，材料要選為不導(dǎo)磁材料，所以可以采用不銹鋼材料，也就是不銹鋼罩708，既滿足了密封強(qiáng)度要求，又滿足了磁電式位置檢測(cè)裝置系統(tǒng)對(duì)磁路的要求。需要說(shuō)明的是除了不銹鋼罩，其它不導(dǎo)磁、強(qiáng)度滿足密封強(qiáng)度要求的材料也可以選用。
磁鋼環(huán)主要是產(chǎn)生正弦磁場(chǎng)；導(dǎo)磁環(huán)起聚磁作用，磁鋼環(huán)產(chǎn)生的磁通通過(guò)導(dǎo)磁環(huán)。電路板是固定磁感應(yīng)元件并且輸出六路信號(hào)線。磁感應(yīng)元件把通過(guò)導(dǎo)磁環(huán)的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)直接進(jìn)入主控板芯片。由主控板上芯片對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，最后得到角位移。
磁電式位置檢測(cè)裝置是利用霍爾效應(yīng)來(lái)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置等信息的位置檢測(cè)裝置，磁感應(yīng)元件能感應(yīng)磁場(chǎng)的變化，把通過(guò)導(dǎo)磁環(huán)的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，磁鋼環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)周期的正弦磁場(chǎng)，在不同的角度產(chǎn)生不同的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)元件感應(yīng)出不同的電壓信號(hào)，電路板通過(guò)接插件，將每個(gè)磁感應(yīng)元件的電壓信號(hào)傳遞給CPU，CPU根據(jù)電壓信號(hào)計(jì)算出轉(zhuǎn)軸的角度位置。磁感應(yīng)元件優(yōu)選地為霍爾感應(yīng)元件。霍爾感應(yīng)元件模塊的成本低，因?yàn)榇鸥袘?yīng)元件、磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)成本低，電路板只是將磁感應(yīng)元件的感應(yīng)電壓傳遞給CPU，因此總成本也低。
這種位置檢測(cè)裝置的安裝結(jié)構(gòu)既達(dá)到了位置檢測(cè)裝置密封性的要求，要使得磁電式位置檢測(cè)裝置在惡劣的潛油伺服電機(jī)環(huán)境中得以正常工作。電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)磁鋼環(huán)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在不銹鋼罩外表面上的導(dǎo)磁環(huán)導(dǎo)通磁場(chǎng)，在兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)間隙之間磁感應(yīng)元件感應(yīng)磁場(chǎng)的變化，產(chǎn)生電壓信號(hào)，這些變化的信號(hào)在磁電式位置檢測(cè)裝置電路板上被處理，并將處理后的信號(hào)傳遞給控制箱，從而獲得電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置、速度等信號(hào)。
圖17是磁電式位置檢測(cè)裝置安裝結(jié)構(gòu)的立體分解示意圖，其中以與圖16相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。由圖17可以看到，整個(gè)安裝結(jié)構(gòu)成組件化設(shè)計(jì)，位置檢測(cè)裝置電路板701、磁感應(yīng)元件702、導(dǎo)磁環(huán)704與密封裝置705安裝為一體可以單獨(dú)成立為一個(gè)組件。這使得這種磁電式位置檢測(cè)裝置在潛油伺服電機(jī)中的應(yīng)用安裝方便可靠。
圖18是磁電式位置檢測(cè)裝置中的磁鋼環(huán)的示意圖。磁鋼環(huán)安裝在電機(jī)的尾軸上，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，形成磁電式位置檢測(cè)裝置系統(tǒng)所需的旋轉(zhuǎn)變化的正弦磁場(chǎng)，磁鋼環(huán)的充磁方式和方向與相應(yīng)的磁電式位置檢測(cè)裝置系統(tǒng)的要求對(duì)應(yīng)。在第一實(shí)施例中，磁鋼環(huán)為一對(duì)磁極；在第二實(shí)施例中，磁鋼環(huán)為多對(duì)磁極，該多對(duì)磁極均勻排列；在第三實(shí)施例中，磁鋼環(huán)為多對(duì)磁極，該多對(duì)磁極按一定角度排列。
圖19A與圖19B是以兩個(gè)磁感應(yīng)元件的方案為例解釋磁感應(yīng)元件與導(dǎo)磁環(huán)的布置的示意圖。如圖19A所示，磁感應(yīng)元件100、101采用表面貼的方式，即在圓環(huán)形定子102內(nèi)側(cè)壁布置，磁鋼環(huán)103設(shè)置在中部，在兩個(gè)磁感應(yīng)元件的方案中，兩個(gè)磁感應(yīng)元件100、101相隔90°布置。在圖19B中，兩個(gè)磁感應(yīng)元件109、110夾于導(dǎo)磁環(huán)的兩個(gè)或多個(gè)同心安裝的弧段(此處為兩個(gè)弧段111、112)之間，磁鋼環(huán)113設(shè)置在中部。盡管此處以兩個(gè)磁感應(yīng)元件的方案為例加以解釋，然而本實(shí)用新型不限于此，每列磁感應(yīng)元件的數(shù)目可以是三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)磁環(huán)的弧段也相應(yīng)地為三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)。而且可以采用兩列磁感應(yīng)元件和兩個(gè)磁鋼環(huán)的方案，此時(shí)第二個(gè)導(dǎo)磁環(huán)的弧段也相應(yīng)地有所變化，而不局限于1/4弧段與3/4弧段的方案或均勻分段的方案。
本實(shí)用新型還提供了一種基于上述結(jié)構(gòu)的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置，包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、合成模塊、角度獲取模塊和存儲(chǔ)模塊，其中，A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置中磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，對(duì)應(yīng)于磁感應(yīng)元件的個(gè)數(shù)，該模塊中具有多個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，分別用于對(duì)每個(gè)磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；所述合成模塊對(duì)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到基準(zhǔn)信號(hào)D；所述角度獲取模塊，根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在角度存儲(chǔ)表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度θ；所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
上述各個(gè)模塊可以構(gòu)成一MCU。以下通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型的位置檢測(cè)裝置及其信號(hào)處理裝置與方法。
第一實(shí)施例 圖20是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有兩個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的分解示意圖。位置檢測(cè)裝置包括感應(yīng)元件710、電路板711、導(dǎo)磁環(huán)712、不銹鋼罩713、磁鋼環(huán)715及外殼(未圖示)等部分，磁鋼環(huán)715安裝于電機(jī)尾軸716上，其余部分可安裝于密封裝置714的不銹鋼罩713上。本方案的特征之處在于，位置檢測(cè)裝置有兩個(gè)磁感應(yīng)元件，導(dǎo)磁環(huán)712也由兩部分組成，一個(gè)是1/4的磁環(huán)，一個(gè)是3/4的磁環(huán)。兩個(gè)不完整的磁環(huán)形成兩個(gè)狹縫，用于同兩個(gè)磁感應(yīng)元件配合使用。
圖21是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有兩個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖。磁感應(yīng)元件H1a和H2a的輸出信號(hào)接MCU的內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入口，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到輸出信號(hào)接乘法器20a、21a，系數(shù)矯正器5a的輸出信號(hào)K接乘法器20a、21a的輸入端，乘法器20a、21a的輸出信號(hào)接合成器3a的輸入端，合成器3a輸出信號(hào)D和R，系數(shù)矯正器5a接收合成器3a輸出的信號(hào)D和R，通過(guò)運(yùn)算得到信號(hào)K，通過(guò)使磁感應(yīng)元件H1a和H2a的信號(hào)與該信號(hào)K進(jìn)行相乘，以此來(lái)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，消除溫度對(duì)信號(hào)的影響。存儲(chǔ)器40a中存儲(chǔ)有一角度存儲(chǔ)表，MCU根據(jù)信號(hào)D在角度存儲(chǔ)表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度θ。
在存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)有一標(biāo)準(zhǔn)角度表，其中存儲(chǔ)了對(duì)應(yīng)于一系列的碼，每一個(gè)碼對(duì)應(yīng)于一個(gè)角度。該表是通過(guò)標(biāo)定得到的，標(biāo)定方法是，利用本施例的檢測(cè)裝置和一高精度位置傳感器，將本施例中的磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)和該高精度位置傳感器輸出的角度進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，以此建立出一磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)與角度之間的關(guān)系表。
另外，在存儲(chǔ)模塊中還存儲(chǔ)了一些數(shù)據(jù)修正表，這些表中包括一個(gè)信號(hào)D與信號(hào)R0的對(duì)應(yīng)表，其中信號(hào)R0為信號(hào)R在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)，通過(guò)合成模塊，即合成器3a得到的信號(hào)D，通過(guò)查表可以得到一信號(hào)R0，通過(guò)將信號(hào)R0和信號(hào)R進(jìn)行比較，如除法運(yùn)算，得到信號(hào)K。
其中對(duì)信號(hào)的處理，即合成器3a對(duì)信號(hào)的處理原則是比較兩個(gè)信號(hào)的數(shù)值的大小，數(shù)值小的用于輸出的信號(hào)D，信號(hào)D的結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合位，較小數(shù)值的信號(hào)的數(shù)值位}。以本實(shí)施例為例，說(shuō)明如下 約定 當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，X_0＝1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0＝0表示數(shù)據(jù)X為正。
X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下數(shù)據(jù)位。
如果A_D＞＝B_D D＝{A_0；B_0；B_D} 否則 D＝{A_0；B_0；A_D} 圖22是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有三個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的分解示意圖。其各部分組件的安裝方式與兩個(gè)磁感應(yīng)元件的方案的相似，故在此不再重復(fù)。本方案的特征之處在于，位置檢測(cè)裝置有三個(gè)磁感應(yīng)元件，導(dǎo)磁環(huán)也由三部分組成，每?jī)蓚€(gè)不完整的磁環(huán)形成狹縫，總共形成三個(gè)狹縫，用于同三個(gè)磁感應(yīng)元件配合使用。
圖23是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有三個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖。結(jié)合圖22所示，位置檢測(cè)裝置包括感應(yīng)元件717、電路板718、導(dǎo)磁環(huán)719、不銹鋼罩720、磁鋼環(huán)722及外殼(未圖示)等部分，密封裝置721將電機(jī)尾軸723密封在其中。本方案的信號(hào)處理裝置與兩個(gè)磁感應(yīng)元件的方案中的相似，不同之處在于，磁感應(yīng)元件有三個(gè)，輸出給合成器的信號(hào)為三個(gè)，合成器在取舍信號(hào)時(shí)與上述方案中的有所不同。在這里，僅說(shuō)明合成器如何取舍信號(hào)。
合成器3c對(duì)信號(hào)的處理原則是先判斷三個(gè)信號(hào)的符合位，并比較符合位相同的信號(hào)的數(shù)值的大小，數(shù)值小的用于輸出的信號(hào)D，信號(hào)D的結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合位，第三個(gè)信號(hào)的符合位，較小數(shù)值的信號(hào)的數(shù)值位}。以本實(shí)施例為例 約定 當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，X_0＝1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0＝0表示數(shù)據(jù)X為正。
X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下數(shù)據(jù)位。
如果{A_0；B_0；C_0}＝010并且A_D＞＝C_D D＝{A_0；B_0；C_0；C_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝010并且A_D＜C_D D＝{A_0；B_0；C_0；A_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝101并且A_D＞＝C_D D＝{A_0；B_0；C_0；C_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝101并且A_D＜C_D D＝{A_0；B_0；C_0；A_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝011并且B_D＞＝C_D D＝{A_0；B_0；C_0；C_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝011并且B_D＜C_D D＝{A_0；B_0；C_0；B_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝100并且B_D＞＝C_D D＝{A_0；B_0；C_0；C_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝100并且B_D＜C_D D＝{A_0；B_0；C_0；B_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝001并且B_D＞＝A_D D＝{A_0；B_0；C_0；A_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝001并且B_D＜A_D D＝{A_0；B_0；C_0；B_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝110并且B_D＞＝A_D D＝{A_0；B_0；C_0；A_D} 如果{A_0；B_0；C_0}＝110并且B_D＜A_D D＝{A_0；B_0；C_0；B_D} 圖24是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有四個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的分解示意圖。位置檢測(cè)裝置包括感應(yīng)元件724、電路板725、導(dǎo)磁環(huán)726、不銹鋼罩727、磁鋼環(huán)729及外殼(未圖示)等部分，密封裝置728將電機(jī)尾軸730密封在其中。其各部分組件的安裝方式與兩個(gè)磁感應(yīng)元件的方案的相似，故在此不再重復(fù)。本方案的特征之處在于，位置檢測(cè)裝置有四個(gè)磁感應(yīng)元件，導(dǎo)磁環(huán)也由四部分組成，每?jī)蓚€(gè)不完整的磁環(huán)形成狹縫，總共形成四個(gè)狹縫，用于同四個(gè)磁感應(yīng)元件配合使用。
圖25是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有四個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖。方案的信號(hào)處理裝置與兩個(gè)磁感應(yīng)元件的方案中的相似，不同之處在于，增加了差動(dòng)放大模塊，通過(guò)該差動(dòng)放大模塊抑制溫度和零點(diǎn)漂移，以此來(lái)提高數(shù)據(jù)精度，最終輸出給合成器的信號(hào)仍為兩個(gè)，處理過(guò)程及方法與兩個(gè)傳感器的方案的相同，在此不再重復(fù)。
圖26是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有六個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的分解示意圖。位置檢測(cè)裝置包括感應(yīng)元件731、電路板732、導(dǎo)磁環(huán)733、不銹鋼罩734、磁鋼環(huán)736及外殼(未圖示)等部分，密封裝置735將電機(jī)尾軸737密封在其中。其各部分組件的安裝方式與兩個(gè)磁感應(yīng)元件的方案的相似，故在此不再重復(fù)。本方案的特征之處在于，位置檢測(cè)裝置有六個(gè)磁感應(yīng)元件，導(dǎo)磁環(huán)也由六部分組成，每?jī)蓚€(gè)不完整的磁環(huán)形成狹縫，總共形成六個(gè)狹縫，用于同六個(gè)磁感應(yīng)元件配合使用。
圖27是根據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的安裝有六個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖。方案的信號(hào)處理裝置與三個(gè)磁感應(yīng)元件的方案中的相似，不同之處在于，增加了差動(dòng)放大模塊，通過(guò)該差動(dòng)放大模塊抑制溫度和零點(diǎn)漂移，以此來(lái)提高數(shù)據(jù)精度，最終輸出給合成器的信號(hào)仍為三個(gè)，處理過(guò)程及方法與三個(gè)傳感器的方案的相同，在此不再重復(fù)。
圖28A到圖28D以由1/4弧段和3/4弧段構(gòu)成的導(dǎo)磁環(huán)為例，圖示了本實(shí)用新型的導(dǎo)磁環(huán)的倒角設(shè)計(jì)。如圖28A到圖28D所示，導(dǎo)磁環(huán)由兩段或多段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，圖28A所示的導(dǎo)磁環(huán)沒有設(shè)計(jì)倒角，圖28B到圖28D所示的弧段端部設(shè)有倒角，所述倒角為沿軸向(圖28B)或徑向(圖28C)或同時(shí)沿軸向、徑向(圖28D)切削而形成的倒角，軸向切面151、153，徑向切面152、154。相鄰兩弧段間留有縫隙，磁感應(yīng)元件置于該縫隙內(nèi)，當(dāng)磁鋼環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳輸給相應(yīng)的控制器。根據(jù)磁密公式

可以知道，當(dāng)φ一定時(shí)候，可以通過(guò)減少S，增加B。因?yàn)橛来朋w產(chǎn)生的磁通是一定的，在導(dǎo)磁環(huán)中S較大，所以B比較小，因此可以減少因?yàn)榇艌?chǎng)交變而導(dǎo)致的發(fā)熱。而通過(guò)減少導(dǎo)磁環(huán)端部面積能夠增大端部的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使得磁感應(yīng)元件的輸出信號(hào)增強(qiáng)。這樣的信號(hào)拾取結(jié)構(gòu)制造工藝簡(jiǎn)單，拾取的信號(hào)噪聲小，生產(chǎn)成本低，可靠性高，而且尺寸小。雖然以兩個(gè)弧段的方案為例描述了導(dǎo)磁環(huán)的倒角設(shè)計(jì)，然而本實(shí)用新型不限于此，導(dǎo)磁環(huán)為三弧段、四弧段、六弧段的方案都可以采用類似的倒角設(shè)計(jì)，在此不再詳細(xì)描述。
在本實(shí)用新型的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置的第二實(shí)施例中，磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)各為兩個(gè)，磁感應(yīng)元件也相應(yīng)地有兩列，這些是位置檢測(cè)裝置的關(guān)鍵部件，除此之外的其它部件的安裝與結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相似，在此不再贅述。
圖29是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置方案的關(guān)鍵部件的分解立體圖。圖30是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置方案的安裝示意圖。本實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置包括轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子套在內(nèi)部的定子，轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)201a和第二磁鋼環(huán)201b以及第一導(dǎo)磁環(huán)205a和第二導(dǎo)磁環(huán)205b，第一磁鋼環(huán)201a和第二磁鋼環(huán)201b分別固定在電機(jī)軸200上，其中定子為支架203。第一導(dǎo)磁環(huán)205a和第二導(dǎo)磁環(huán)205b分別由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩個(gè)弧段之間留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件204分別設(shè)在該空隙內(nèi)。磁感應(yīng)元件設(shè)置在不銹鋼罩的外壁上，不銹鋼罩外部通過(guò)密封裝置與外殼密封并固定，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。
第一磁鋼環(huán)201a均勻的磁化為g(g的取值等于第二磁鋼環(huán)中的磁極總數(shù))對(duì)極(N極和S極交替排列)，當(dāng)?shù)诙配摥h(huán)中的磁極總數(shù)為6時(shí)，第一磁鋼環(huán)201a的極對(duì)數(shù)為6對(duì)。以第一磁鋼環(huán)201a的中心為圓心的同一圓周上，設(shè)置有m個(gè)磁感應(yīng)元件，如2個(gè)，如圖31所示，二個(gè)磁感應(yīng)元件204之間的夾角為90°/6。第一磁鋼環(huán)均勻地磁化為6對(duì)極時(shí)磁感應(yīng)元件的布置如圖32所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。
定義第一磁鋼環(huán)中相鄰一對(duì)“N-S”為一個(gè)信號(hào)周期，因此，任一“N-S”對(duì)應(yīng)的機(jī)械角度為360°/g(g為“N-S”個(gè)數(shù))，假定轉(zhuǎn)子在t時(shí)刻旋轉(zhuǎn)角度θ位于第nth信號(hào)周期內(nèi)，則此時(shí)刻角位移θ可認(rèn)為由兩部分構(gòu)成1.在第nth信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移量，磁感應(yīng)元件H1和H2感應(yīng)第一磁鋼環(huán)的磁場(chǎng)來(lái)確定在此“N-S”信號(hào)周期內(nèi)的偏移量θ1(值大于0小于360°/g)；2.第nth信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量θ2，用傳感器H3，H4，...Hn感應(yīng)磁環(huán)2的磁場(chǎng)來(lái)確定此時(shí)轉(zhuǎn)子究竟是處于哪一個(gè)“N-S”來(lái)得到θ2。
對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)201b，以第二磁鋼環(huán)201b的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n＝1，2…n)個(gè)均勻分布的磁感應(yīng)元件，第二磁鋼環(huán)的磁極磁化順序使得n個(gè)磁感應(yīng)原件輸出呈格雷碼形式。磁極的極性為格雷碼的首位為“0”對(duì)應(yīng)于“N/S”極，首位為“1”對(duì)應(yīng)于“S/N”極。例如，當(dāng)n為3時(shí)，得到如圖33所示的編碼，得到如圖34所示的第二磁鋼環(huán)的充磁順序，如圖35所示，三個(gè)磁感應(yīng)元件均布周圍進(jìn)行讀數(shù)。
圖36是本實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的一個(gè)信號(hào)處理裝置的框圖。本示例中，第一磁鋼環(huán)設(shè)有兩個(gè)磁感應(yīng)元件，傳感器1_1和1_2的輸出信號(hào)接放大器2_1、2_2進(jìn)行放大，然后接A/D轉(zhuǎn)換器3_1、3_2，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到輸出信號(hào)接乘法器4_1、5_1，系數(shù)矯正器10_1輸出信號(hào)接乘法器4_1、5_1的輸入端，乘法器4_1、5_1的輸出信號(hào)A、B接合成器6_1的輸入端，第一合成器6_1對(duì)信號(hào)A、B進(jìn)行處理，得到信號(hào)D、R，根據(jù)信號(hào)D從存儲(chǔ)器8_1中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為偏移角度θ1。其中，第一合成器6_1的輸出信號(hào)R輸送給系數(shù)矯正器10_1，系數(shù)矯正器10_1根據(jù)信號(hào)R和從存儲(chǔ)器9_1中查表得到信號(hào)R0得到信號(hào)K，該信號(hào)K作為乘法器4_1、5_1的另一輸入端，與從放大器2_1、2_2輸出的信號(hào)C1、C2分雖相乘得到信號(hào)A、B作為第一合成器6_1的輸入。
傳感器1_3、1_4、...1_n的輸出信號(hào)分別接放大器2_3、2_4、...2_n進(jìn)行放大，然后接A/D轉(zhuǎn)換器3_3、3_4、3_n進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過(guò)第二合成器7_1進(jìn)行合成，得到一信號(hào)E；根據(jù)該信號(hào)E在存儲(chǔ)器11_1中的第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量θ2，θ1和θ2通過(guò)加法器12_1得到測(cè)量的絕對(duì)角位移輸出θ。
第二合成器7_1的功能是，通過(guò)對(duì)傳感器H3e、H4e、...Hne的信號(hào)進(jìn)行合成，得到此時(shí)刻轉(zhuǎn)子處于哪一個(gè)“N-S”信號(hào)周期內(nèi)。第二合成器7的處理是當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，X_0＝1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0＝0表示數(shù)據(jù)X為正。也即當(dāng)感應(yīng)的磁場(chǎng)為N時(shí)，輸出為X_0＝0，否則為X_0＝1。
則對(duì)于本實(shí)施例，E＝{C3_0；C4_0；Cn_0}。
其中，第一合成器6_1對(duì)信號(hào)的處理是比較兩個(gè)信號(hào)的數(shù)值的大小，數(shù)值小的用于輸出的信號(hào)D，信號(hào)D的結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合位，較小數(shù)值的信號(hào)的數(shù)值位}。具體如下 這里約定(后文各合成器均使用該約定)，當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，X_0＝1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0＝0表示數(shù)據(jù)X為正。X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下的數(shù)據(jù)位。
如果A_D＞＝B_D D＝{A_0；B_0；B_D} 否則 D＝{A_0；B_0；A_D} 信號(hào)K一般是通過(guò)將信號(hào)R0和R進(jìn)行除法運(yùn)算得到。
對(duì)于第一、二標(biāo)準(zhǔn)角度表，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了兩個(gè)表，每個(gè)表對(duì)應(yīng)于一系列的碼，每一個(gè)碼對(duì)應(yīng)于一個(gè)角度。該表是通過(guò)標(biāo)定得到的，標(biāo)定方法是，利用本施例的檢測(cè)裝置和一高精度位置傳感器，將本施例中的磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)和該高精度位置傳感器輸出的角度進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，以此建立出一磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)與角度之間的關(guān)系表。也就是，對(duì)應(yīng)于信號(hào)D存儲(chǔ)了一個(gè)第一標(biāo)準(zhǔn)角度表，每一個(gè)信號(hào)D代表一個(gè)相對(duì)偏移量θ1。對(duì)應(yīng)于信號(hào)E，存儲(chǔ)了一個(gè)第二標(biāo)準(zhǔn)角度表，每一個(gè)信號(hào)E代表一個(gè)絕對(duì)偏移量θ2。
本實(shí)用新型不限于上述示例，第一磁鋼環(huán)還可以設(shè)有三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)磁感應(yīng)元件，相應(yīng)的導(dǎo)磁環(huán)和信號(hào)處理電路也要做相應(yīng)變化，然而其變化與第一實(shí)施例中所述的類似，故在此不再贅述。
當(dāng)設(shè)有導(dǎo)磁環(huán)時(shí)，導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。
作為替代，磁感應(yīng)元件可以直接表貼在不銹鋼罩的外表面上，即不設(shè)有導(dǎo)磁環(huán)，如圖37所示。其它部件以及其信號(hào)處理裝置與有導(dǎo)磁環(huán)的類似，在此不再贅述。
在本實(shí)用新型的潛油伺服系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置的第三實(shí)施例中，各個(gè)部件的個(gè)數(shù)及其安裝方案與第二實(shí)施例中的類似，所不同的是磁鋼環(huán)的充磁方式及磁感應(yīng)元件的布置位置。
圖38是根據(jù)第三實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的分解立體圖。對(duì)應(yīng)于磁鋼環(huán)302、磁鋼環(huán)303分別設(shè)有兩列磁感應(yīng)元件307。為了說(shuō)明方便，這里將第一列磁感應(yīng)元件即對(duì)應(yīng)磁鋼環(huán)302和導(dǎo)磁環(huán)304的多個(gè)磁感應(yīng)元件都用磁感應(yīng)元件308表示，而將第二列磁感應(yīng)元件即對(duì)應(yīng)磁鋼環(huán)303和導(dǎo)磁環(huán)305的多個(gè)磁感應(yīng)元件都用磁感應(yīng)元件309表示。為了說(shuō)明方便，這里將磁鋼環(huán)302定義為第一磁鋼環(huán)，將磁鋼環(huán)303定義為第二磁鋼環(huán)，將導(dǎo)磁環(huán)304限定為對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)302，將導(dǎo)磁環(huán)305限定為對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)303，然而本實(shí)用新型不限于上述的限定。
第一磁鋼環(huán)302被均勻地磁化為2n(n＝0，1，2…n)對(duì)磁極，并且相鄰兩極的極性相反，第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)為N，其磁序按照磁序算法確定；在軸301上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)302，以第一磁鋼環(huán)302的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件307；對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)303，以第二磁鋼環(huán)303的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n＝0，1，2…n)個(gè)呈360°/N角度分布的磁感應(yīng)元件307。第二磁鋼環(huán)303的磁極總數(shù)與以n為位數(shù)排成的、相鄰兩位只有一位不同的格雷碼的個(gè)數(shù)相同，磁極的極性為格雷碼的首位為“0”對(duì)應(yīng)于“N”極，首位為“1”對(duì)應(yīng)于“S”極。第二磁鋼環(huán)的磁極總對(duì)數(shù)與第一磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)相等，并且相鄰兩極的極性相反。
圖39是磁鋼環(huán)303的磁序算法流程圖。如圖39所示，以三個(gè)磁感應(yīng)元件的情況為例，首先進(jìn)行初始化a[3]＝“0，0，0”；然后將當(dāng)前編碼入編碼集，即編碼集中有“0，0，0”；接著檢驗(yàn)入編碼集的集合元素是否達(dá)到2n，如果是則程序結(jié)束，反之將當(dāng)前編碼左移一位，后面補(bǔ)0；然后檢驗(yàn)當(dāng)前編碼是否已入編碼集，如果未入編碼集則將當(dāng)前編碼入編碼集繼續(xù)進(jìn)行上述步驟，如果已入編碼集則將當(dāng)前碼末位去0補(bǔ)1；接著檢驗(yàn)當(dāng)前編碼是否已入編碼集，如果未入編碼集則將當(dāng)前編碼入編碼集繼續(xù)進(jìn)行上述步驟，如果已入編碼集則檢驗(yàn)當(dāng)前碼是否為“0……0”，是則結(jié)束，否則將當(dāng)前編碼的直接前去碼末位去0補(bǔ)1；接著檢驗(yàn)當(dāng)前編碼是否已入編碼集，如果未入編碼集則將當(dāng)前編碼入編碼集繼續(xù)進(jìn)行上述步驟，如果已入編碼集則檢驗(yàn)當(dāng)前碼是否為“0……0”，然后繼續(xù)進(jìn)行下面的程序。其中0磁化為“N”，1磁化為“S”。這樣得到了圖40所示的磁鋼環(huán)303充磁結(jié)構(gòu)圖以及H3、H4和H5的排布順序。
本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于所述的第二磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為360°/N。關(guān)于對(duì)應(yīng)于所述的第一磁鋼環(huán)相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為90°/N，當(dāng)m為3時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為120°/N；當(dāng)m為6時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為60°/N。
圖41是根據(jù)第三實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置的框圖。由于其信號(hào)處理方式與第二實(shí)施例的類似，故在此不再贅述。
第一磁鋼環(huán)可以設(shè)有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)磁感應(yīng)元件，相應(yīng)的導(dǎo)磁環(huán)和信號(hào)處理電路也要做相應(yīng)變化，然而其變化與第一實(shí)施例中所述的類似，故在此不再贅述。
當(dāng)設(shè)有導(dǎo)磁環(huán)時(shí)，導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。
作為替代，磁感應(yīng)元件可以直接表貼在不銹鋼罩的外表面上，即不設(shè)有導(dǎo)磁環(huán)，其它部件以及其信號(hào)處理裝置與有導(dǎo)磁環(huán)的類似，在此不再贅述。
本實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理方法與第二實(shí)施例中的類似，故在此省略對(duì)其重復(fù)描述。
圖42為本實(shí)用新型的一種密封裝置的整體剖面示意圖。如圖42所示，本實(shí)施例提供一種密封裝置901，該密封裝置901包括密封裝置本體和穿設(shè)在其中的導(dǎo)線910。該密封裝置本體由密封連接法蘭911、密封殼體912和不銹鋼罩913組成。密封連接法蘭911與密封殼體912相連，而不銹鋼罩913穿設(shè)在兩者之間。本實(shí)施例中為了滿足潛油伺服電機(jī)的需要，不銹鋼罩913的材質(zhì)為不銹鋼，而選定的材質(zhì)。應(yīng)理解地是，在特定的使用場(chǎng)合下，為保證結(jié)構(gòu)不變，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇不銹鋼罩913的材質(zhì)。密封殼體912是整個(gè)密封裝置901的支承件。在密封殼體912內(nèi)設(shè)有第一絕緣擋板914。第一絕緣擋板914、不銹鋼罩913外壁和密封殼體912內(nèi)壁圍設(shè)成密封空間。在第一絕緣擋板914和密封殼體912上分別開設(shè)有出線口915，導(dǎo)線910從密封連接法蘭911穿入該密封裝置本體的密封空間中，在密封空間中纏繞，然后從出線口915穿出。密封殼體912在其出線口915端與不銹鋼罩913螺紋連接，并涂有螺紋密封膠，從而使密封殼體912與不銹鋼罩913之間密封。密封空間中充滿密封填充物916，例如環(huán)氧膠。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要也可以采用耐高溫、粘性好的粘接膠，同樣可以達(dá)到良好的密封效果。
此外，在由第一絕緣擋板914、不銹鋼罩913和密封殼體912圍成的密封空間中，還可以設(shè)有第二絕緣擋板917。在第二絕緣擋板917上也開設(shè)有出線口(圖未示)，以便導(dǎo)線910穿出。
密封空間內(nèi)還設(shè)有第二絕緣擋板，其上開設(shè)有出線口；所述的第二絕緣擋板的設(shè)置數(shù)量為一個(gè)以上，將密封空間分割為多級(jí)密封空間。
圖43為本實(shí)用新型的另一種密封裝置的剖視圖。如圖43所示，第一絕緣板957和密封塊956之間還可以設(shè)有第二絕緣板960，絕緣板可以采用高強(qiáng)度絕緣板，并且其上開設(shè)有用于通過(guò)銅棒的孔，第二絕緣板960與密封塊956圍設(shè)的密封空間內(nèi)穿設(shè)第二銅棒961；第一銅棒954從密封殼體952的通孔穿入該密封裝置本體的密封空間中，從第一絕緣板957穿出，并穿過(guò)第二絕緣板960與第二銅棒961首尾相接；第二銅棒961從密封塊956的通孔穿出。
此外，在第一絕緣板957和第二絕緣板960之間可以設(shè)有支承板962，支承板962上開設(shè)有通孔。應(yīng)注意的是，支承板962上開設(shè)的通孔的內(nèi)徑大于第一銅棒954或第二銅棒961的外徑，以防止支承板962與第一銅棒954或第二銅棒961之間導(dǎo)通。此外，密封殼體952的內(nèi)腔上設(shè)有凸臺(tái)965，可以將支承板962固設(shè)在凸臺(tái)965上。
圖44為密封裝置中第一銅棒的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖44所示，第一銅棒954為階梯狀，即采用中間粗，兩頭細(xì)的階梯軸形式，設(shè)置在其中部的臺(tái)階柱963外徑大于兩端的銅棒外徑，該臺(tái)階柱963的下臺(tái)階面與第一絕緣板957抵頂接觸。通過(guò)這個(gè)臺(tái)階來(lái)防止第一銅棒954因承受壓力過(guò)大而壓穿，同時(shí)將壓力傳遞給第一絕緣板957，使得壓力均勻，再通過(guò)第一絕緣板957將壓力傳遞到密封殼體952的底端。此外，第一銅棒954的末端均設(shè)有連接插頭955。
圖45為密封裝置中第二銅棒的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖45所示，第二銅棒961也為階梯狀，即階梯軸形式。其底端為粗臺(tái)階柱964，柱體外徑大于另一端的外徑，該臺(tái)階柱964的下臺(tái)階面與第二絕緣板960抵頂接觸。由于第二銅棒961的下端較粗且與第二絕緣板960接觸，因此將第二銅棒961受到的壓力均勻分配給第二絕緣板960后，再傳遞給下面的支承板962，最后傳遞到密封殼體952上。銅棒采用階梯軸形式，能避免導(dǎo)線在灌封的環(huán)氧樹脂層中因壓力過(guò)大而直接被壓出密封裝置導(dǎo)致密封失效。此外，在較粗的臺(tái)階柱964上設(shè)有螺紋孔，用于與第一銅棒954連接，從而實(shí)現(xiàn)密封裝置內(nèi)第一銅棒954與第二銅棒961之間導(dǎo)通。第二銅棒961的較小外徑的末端設(shè)有連接插頭955。
作為替代，第一絕緣板和第二絕緣板之間還設(shè)有支承板，其上開設(shè)有通孔；所述的密封殼體的內(nèi)腔上設(shè)有凸臺(tái)，支承板固設(shè)在凸臺(tái)上。
第二絕緣板960和第二銅棒961的數(shù)量可以根據(jù)具體情況和需要而設(shè)置為多個(gè)，從而將密封空間分割為多級(jí)密封空間。相鄰兩個(gè)第二絕緣板960之間可以設(shè)有支承板962，支承板962上開設(shè)有通孔。
圖46為密封裝置的安裝整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖46所示，密封裝置971介于潛油伺服電機(jī)972和控制箱973之間，并且與潛油伺服電機(jī)972和控制箱973相連接。具體來(lái)說(shuō)，密封裝置971的密封殼體952在第一銅棒954穿出的一端與控制箱973連接，例如可以通過(guò)螺紋進(jìn)行連接。密封裝置971的密封連接法蘭951與潛油伺服電機(jī)972連接，例如可以通過(guò)螺栓進(jìn)行連接。
盡管以上各圖中以潛油編碼器為例進(jìn)行說(shuō)明，然而潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)中的傳感器本體還可以是旋轉(zhuǎn)變壓器或磁敏式電阻編碼器。圖47和圖48分別是旋轉(zhuǎn)變壓器和磁敏式電阻編碼器的剖面圖。圖中的附圖標(biāo)記表示密封套91，密封件外壁92，隔板93，密封膠94，接線柱95，旋轉(zhuǎn)變壓器定子96，電機(jī)尾軸97，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子98，旋轉(zhuǎn)變壓器電路板99，磁敏元件90，磁鋼環(huán)88，編碼器電路板89。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改和等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，包括泵，所述的泵通過(guò)保護(hù)器和伺服電機(jī)系統(tǒng)相連；地面控制裝置通過(guò)電纜與地面電源相連，該電纜與伺服電機(jī)系統(tǒng)相連；地面電源通過(guò)地面控制裝置控制對(duì)伺服電機(jī)和泵供電，其特征在于，所述的伺服電機(jī)系統(tǒng)由伺服電機(jī)和伺服控制器組成，所述的伺服電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有位置檢測(cè)裝置，位置檢測(cè)裝置將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給伺服控制器，伺服控制器控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；所述的位置檢測(cè)裝置通過(guò)密封裝置固定在伺服控制器上。
2.如權(quán)利要求1所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)中的位置檢測(cè)裝置為旋轉(zhuǎn)變壓器或磁敏式電阻編碼器。
3.如權(quán)利要求1所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置主要包括傳感器本體、不銹鋼罩、密封裝置和外殼，傳感器本體包括磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件；導(dǎo)磁環(huán)設(shè)置在不銹鋼罩的外壁上，由兩段或多段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有縫隙；磁感應(yīng)元件置于該縫隙內(nèi)；磁鋼環(huán)設(shè)置在不銹鋼罩的內(nèi)腔中，固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上；不銹鋼罩外部通過(guò)密封裝置與外殼密封并固定；當(dāng)磁鋼環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳輸給相應(yīng)的伺服控制器。
4.如權(quán)利要求3所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo)磁環(huán)由兩段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段和3/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為2個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由三段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/3弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為3個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由四段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為4個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由六段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/6弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為6個(gè)。
5.如權(quán)利要求4所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。
6.如權(quán)利要求3所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，還包括骨架，用于固定所述導(dǎo)磁環(huán)；所述導(dǎo)磁環(huán)設(shè)置在骨架成型模具上，在所述骨架一體成型時(shí)與骨架固定在一起。
7.如權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置包括信號(hào)處理裝置，該信號(hào)處理裝置包括
A/D轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)位置檢測(cè)裝置中磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
合成模塊，對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到基準(zhǔn)信號(hào)D；
角度獲取模塊，根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度θ；以及
存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)角度表和修正數(shù)據(jù)表。
8.如權(quán)利要求7所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號(hào)處理裝置在A/D轉(zhuǎn)換模塊和合成模塊之間還包括溫度補(bǔ)償模塊，用于消除溫度對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響；所述合成模塊的輸出信號(hào)還包括信號(hào)R；所述溫度補(bǔ)償模塊包括系數(shù)矯正模塊和乘法器，所述系數(shù)矯正模塊對(duì)所述合成模塊的輸出的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)R0進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K；所述乘法器為多個(gè)，每一所述乘法器將從位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所述系數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相乘，將相乘后的結(jié)果輸出給合成模塊。
9.如權(quán)利要求7所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號(hào)處理裝置還包括差分模塊，設(shè)置在所述溫度補(bǔ)償模塊之前，當(dāng)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的一個(gè)電壓信號(hào)為2或3的倍數(shù)時(shí)，用于抑制溫度和零點(diǎn)漂移，并提高數(shù)據(jù)精度。
10.如權(quán)利要求1所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置主要包括傳感器本體、不銹鋼罩、密封裝置和外殼，傳感器本體包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)、第二磁鋼環(huán)，
其中，所述第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)分別固定在電機(jī)軸上，設(shè)置在不銹鋼罩的內(nèi)腔中，對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n＝1，2…n)個(gè)均勻分布的磁感應(yīng)元件，所述第二磁鋼環(huán)的磁極磁化順序使得n個(gè)磁感應(yīng)元件輸出呈格雷碼格式，相鄰兩個(gè)輸出只有一位變化；
在不銹鋼罩上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有有m(m為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件，所述第一磁鋼環(huán)的磁極總對(duì)數(shù)與第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)相等，并且相鄰兩極的極性相反；磁感應(yīng)元件設(shè)置在不銹鋼罩的外壁上；
不銹鋼罩外部通過(guò)密封裝置與外殼密封并固定；
當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，關(guān)于對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，該夾角為90°/g；當(dāng)m為3時(shí)，該夾角為120°/g；當(dāng)m為6時(shí)，該夾角為60°/g，其中，g為第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)。
12.如權(quán)利要求10所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述磁感應(yīng)元件直接表貼在不銹鋼罩的外表面。
13.如權(quán)利要求10所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置還包括兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)，每一所述導(dǎo)磁環(huán)是由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件分別設(shè)在該空隙內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。
15.如權(quán)利要求1所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置主要包括傳感器本體、不銹鋼罩、密封裝置和外殼，
傳感器本體包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)、第二磁鋼環(huán)，
其中，所述第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)分別固定在轉(zhuǎn)軸上，所述第一磁鋼環(huán)被均勻地磁化為N[N＜＝2n(n＝0，1，2…n)]對(duì)磁極，并且相鄰兩極的極性相反；所述第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)為N，其磁序按照特定磁序算法確定；
在不銹鋼罩上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n＝0，1，2…n)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；磁感應(yīng)元件設(shè)置在不銹鋼罩的外壁上；
不銹鋼罩外部通過(guò)密封裝置與外殼密封并固定；
當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述的不銹鋼罩上，對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為360°/N。
17.如權(quán)利要求15所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在所述的不銹鋼罩上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為90°/N，當(dāng)m為3時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為120°/N；當(dāng)m為6時(shí)，為3時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為120°/N；當(dāng)m為6時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為60°/N。
18.如權(quán)利要求15所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述磁感應(yīng)元件直接表貼在不銹鋼罩的外表面上。
19.如權(quán)利要求15所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置還包括兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)，每一所述導(dǎo)磁環(huán)是由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件分別設(shè)在該空隙內(nèi)。
20.如權(quán)利要求19所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而成的倒角。
21.如權(quán)利要求10或15任一項(xiàng)所述潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置包括有信號(hào)處理裝置，該信號(hào)處理裝置包括
A/D轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
相對(duì)偏移角度θ1計(jì)算模塊，用于計(jì)算位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的第一電壓信號(hào)在所處信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移量θ1；
絕對(duì)偏移量θ2計(jì)算模塊，根據(jù)位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量θ2；
角度合成及輸出模塊，用于將上述相對(duì)偏移量θ1和絕對(duì)偏移量θ2相加，合成所述第一電壓信號(hào)所代表的在該時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)角度θ；
存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號(hào)處理裝置還包括
信號(hào)放大模塊，用于在A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，對(duì)來(lái)自于位置檢測(cè)裝置的電壓信號(hào)進(jìn)行放大。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述相對(duì)偏移角度θ1計(jì)算模塊包括第一合成單元和第一角度獲取單元，所述第一合成單元對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到一基準(zhǔn)信號(hào)D；所述第一角度獲取單元根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在第一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為偏移角度θ1；
所述相對(duì)偏移角度θ1計(jì)算模塊還包括溫度補(bǔ)償單元，用于消除溫度對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響；
其特征在于，所述第一合成單元的輸出還包括信號(hào)R；
所述溫度補(bǔ)償單元包括系數(shù)矯正器和乘法器，所述系數(shù)矯正模塊對(duì)所述合成模塊的輸出的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)R0進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K；所述乘法器為多個(gè)，每一所述乘法器將從位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所述系數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相乘，將相乘后的結(jié)果輸出給第一合成單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述絕對(duì)偏移量θ2計(jì)算模塊包括第二合成單元和第二角度獲取單元，所述第二合成單元用于對(duì)對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)進(jìn)行合成，得到一信號(hào)E；所述第二角度獲取單元根據(jù)該信號(hào)E在第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量θ2。
25.如權(quán)利要求3、10或15任一項(xiàng)所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的磁感應(yīng)元件為霍爾感應(yīng)元件。
26.如權(quán)利要求3、10或15任一項(xiàng)所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的密封裝置包括密封裝置本體和穿設(shè)在其中的導(dǎo)線，所述的不銹鋼罩和密封連接法蘭、密封殼體組成密封裝置本體，密封連接法蘭與密封殼體相連，不銹鋼罩穿設(shè)在兩者之間，密封殼體內(nèi)設(shè)有第一絕緣擋板，第一絕緣擋板、不銹鋼罩和密封殼體圍設(shè)成密封空間；第一絕緣擋板和密封殼體上分別開設(shè)有出線口，導(dǎo)線從密封連接法蘭穿入該密封裝置本體的密封空間中，從出線口穿出；密封空間中充滿密封填充物。
27.如權(quán)利要求26所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的密封空間內(nèi)還設(shè)有第二絕緣擋板，其上開設(shè)有出線口；所述的第二絕緣擋板的設(shè)置數(shù)量為一個(gè)以上，將密封空間分割為多級(jí)密封空間。
28.如權(quán)利要求3、10或15任一項(xiàng)所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的密封裝置包括密封裝置本體，所述的不銹鋼罩和連接法蘭、密封殼體組成密封裝置本體，連接法蘭與密封殼體相連，不銹鋼罩穿設(shè)在兩者之間，密封殼體內(nèi)腔的兩端分別設(shè)有密封塊和第一絕緣板，密封塊、第一絕緣板、不銹鋼罩和密封殼體圍設(shè)成密封空間，密封塊與連接法蘭之間設(shè)有壓緊塊；密封塊、第一絕緣板和密封殼體上分別開設(shè)有通孔，第一銅棒從密封殼體的通孔穿入該密封裝置本體的密封空間中，從第一絕緣板穿出；密封空間中充滿密封填充物。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一銅棒為階梯狀，設(shè)置在其中部的臺(tái)階柱外徑大于兩端的銅棒外徑，該臺(tái)階柱的下臺(tái)階面與第一絕緣板抵頂接觸；所述的第一銅棒的末端設(shè)有連接插頭。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一絕緣板和密封塊之間還設(shè)有第二絕緣板，第二絕緣板與密封塊圍設(shè)的密封空間內(nèi)穿設(shè)第二銅棒；第一銅棒從密封殼體的通孔穿入該密封裝置本體的密封空間中，從第一絕緣板穿出，并穿過(guò)第二絕緣板與第二銅棒首尾相接；第二銅棒從密封塊的通孔穿出。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一絕緣板和第二絕緣板之間還設(shè)有支承板，其上開設(shè)有通孔；所述的密封殼體的內(nèi)腔上設(shè)有凸臺(tái)，支承板固設(shè)在凸臺(tái)上。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二絕緣板和第二銅棒的設(shè)置數(shù)量為一個(gè)以上，將密封空間分割為多級(jí)密封空間。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二銅棒為階梯狀，一端設(shè)置為臺(tái)階柱，柱體外徑大于另一端的第二銅棒外徑，該臺(tái)階柱的下臺(tái)階面與第二絕緣板抵頂接觸；所述的第二銅棒的末端設(shè)有連接插頭。
34.如權(quán)利要求1所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的電纜從伺服電機(jī)的殼體外部，經(jīng)過(guò)密封裝置，通過(guò)電纜連接頭進(jìn)入伺服控制器與電路板相連，電路板輸出電機(jī)動(dòng)力線穿過(guò)密封裝置為伺服電機(jī)提供動(dòng)力，輸出信號(hào)線控制位置檢測(cè)裝置。
35.如權(quán)利要求1所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的電纜從伺服電機(jī)的殼體內(nèi)部，電纜接頭從殼體內(nèi)部頂端輸入，通過(guò)線束穿過(guò)密封裝置，與伺服控制器中的電路板相連，電路板分別輸出電機(jī)動(dòng)力線為伺服電機(jī)提供動(dòng)力，輸出信號(hào)線控制位置檢測(cè)裝置。
36.如權(quán)利要求1所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的伺服控制器包括伺服控制器殼體，在所述殼體的內(nèi)壁上設(shè)有控制器轉(zhuǎn)接件，該轉(zhuǎn)接件與密封裝置的密封殼體相連，使伺服控制器與電機(jī)連接成一體。
37.如權(quán)利要求36所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器殼體上設(shè)有散熱片，該散熱片與轉(zhuǎn)接件連接。
38.如權(quán)利要求36所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器殼體內(nèi)腔中灌封導(dǎo)熱膠，便于控制器內(nèi)腔散熱。
39.如權(quán)利要求36所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器殼體的下方還設(shè)有散熱腔，其內(nèi)部充滿散熱液體；散熱腔的腔壁開設(shè)有通孔，散熱片的末端延伸并從通孔插入所述的散熱腔內(nèi)；通孔處設(shè)有密封圈。
40.如權(quán)利要求39所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的散熱液體為水或45#液壓油。
41.如權(quán)利要求1所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的伺服控制器包括伺服控制器殼體，控制器殼體內(nèi)腔中灌封導(dǎo)熱膠，便于控制器內(nèi)腔散熱。
42.如權(quán)利要求38或41任一項(xiàng)所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的導(dǎo)熱膠為環(huán)氧樹脂灌封膠、硅橡膠灌封膠、聚氨酯灌封膠、UV灌封膠、熱熔性灌封膠或有機(jī)硅灌封膠。
43.如權(quán)利要求1所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的伺服電機(jī)為多節(jié)伺服電機(jī)，相鄰的兩節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸通過(guò)聯(lián)軸器連接；相鄰的兩節(jié)電機(jī)上設(shè)置的電機(jī)轉(zhuǎn)子的N極對(duì)應(yīng)在一條直線上，S極對(duì)應(yīng)在一條直線上；電機(jī)定子的U、V、W三相繞組分別對(duì)應(yīng)在一條直線上。
44.如權(quán)利要求43所述的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的多節(jié)伺服電機(jī)相鄰兩節(jié)電機(jī)之間還設(shè)有扶正軸承，對(duì)電機(jī)進(jìn)行支撐。
專利摘要一種潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)，包括泵，所述的泵通過(guò)保護(hù)器和伺服電機(jī)系統(tǒng)相連；地面控制裝置通過(guò)電纜與地面電源相連，該電纜與伺服電機(jī)系統(tǒng)相連；地面電源通過(guò)地面控制裝置控制對(duì)伺服電機(jī)和泵的供電，其特征在于，所述的伺服電機(jī)系統(tǒng)由伺服電機(jī)和伺服控制器組成，所述的伺服電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有位置檢測(cè)裝置，位置檢測(cè)裝置將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給伺服控制器，伺服控制器控制伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；所述的位置檢測(cè)裝置通過(guò)密封裝置固定在伺服控制器上。本實(shí)用新型的潛油伺服拖動(dòng)系統(tǒng)功率因數(shù)高，節(jié)能率高，更省電，可以實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，系統(tǒng)的靈活性高，減少了作業(yè)成本。在抽油機(jī)啟動(dòng)時(shí)可以提供大轉(zhuǎn)矩，并與軟啟動(dòng)結(jié)合，降低抽油機(jī)選配電機(jī)的功率。
文檔編號(hào)H02P6/00GK201490949SQ20092015004
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者郝雙暉, 郝明暉 申請(qǐng)人:浙江關(guān)西電機(jī)有限公司