本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)領域，具體而言，涉及一種永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

永磁潛油直線電機是近幾年來在油田井下采油設備上逐步得到應用的新型機電產(chǎn)品?，F(xiàn)有的永磁潛油直線電機由于所處的工作環(huán)境惡劣、與地面控制系統(tǒng)之間的距離太遠等問題，無法安裝和使用常規(guī)型電機轉(zhuǎn)子位置傳感器，只能采用普通變頻器的V-F控制方式或類似于步進電機的控制方式驅(qū)動電機運行。這兩種控制方式雖然能使電機運行并正常工作，但其所帶來的不利影響也是巨大的。主要表現(xiàn)在：

1、電機空載電流增大，功率因數(shù)嚴重降低，電機無功損耗占到總功率的大部分；

2、無論負載大小，電機僅根據(jù)控制器所給定的電流值運行。當電機空載運行時視為電流仍為滿載值(即給定值)，使得電機發(fā)熱量急劇增加，效率直線下降；當電機運行過程中負載突然增大時，由于固定電流值所決定的電機推力無法隨負載的增大而提高，因此使得電機將進入堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，短時間內(nèi)電機定子將會發(fā)熱損壞；

3、電機起動過程中由于電流是瞬間升高到設定值，此時負載狀態(tài)不穩(wěn)定，導致電機起動過程中產(chǎn)生很大的振動和沖擊效應。

上述對永磁潛油直線電機的控制方式，一方面效率損失極大，另一方面電機幾乎沒有任何過載能力，嚴重影響電機的正常使用和工作壽命。

對永磁潛油直線電機的最佳控制方式是閉環(huán)控制方式，閉環(huán)控制是挖掘和提高永磁電機性能指標的必要前提條件?，F(xiàn)有的閉環(huán)控制方式包括：基于硬件傳感器的有感轉(zhuǎn)子磁極位置閉環(huán)控制方式以及基于軟件方法的無感閉環(huán)控制方式。但是，永磁潛油直線電機無法像普通旋轉(zhuǎn)電機一樣，在其動子上安裝磁極位置傳感器從而建立閉環(huán)系統(tǒng)，即無法直接從硬件上實現(xiàn)閉環(huán)控制。另外，由于永磁潛油直線電機與地面驅(qū)動系統(tǒng)之間存在上千米的鎧裝動力電纜，這種電纜由于未采用絞制結(jié)構(gòu)，其分布參數(shù)對電機及控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響都不能忽略不計。因此采用現(xiàn)在主流的永磁電機無感磁極位置檢測方式也無法準確檢測電機動子磁極位置，依靠普通無感控制技術(shù)也無法建立有效的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

針對相關(guān)技術(shù)中對永磁潛油直線電機的控制效果差的問題，目前尚未提出有效的 解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)及方法，以解決對永磁潛油直線電機的控制效果差的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)包括：電流檢測單元，用于檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流和直流母線電流；中央控制單元，用于根據(jù)電機視在電流和直流母線電流確定永磁潛油直線電機運行時的電機功率因數(shù)；以及電機控制單元，用于根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制。

進一步地，電機功率因數(shù)為直流母線電流和電機視在電流的比值。

進一步地，電機控制單元用于通過以下方式對永磁潛油直線電機的運行進行控制：判斷電機功率因數(shù)是否處在預設閾值范圍內(nèi)；以及在判斷出電機功率因數(shù)未處在預設閾值范圍內(nèi)時，對電機視在電流或直流母線電流進行調(diào)節(jié)，以使電機功率因數(shù)處于預設閾值范圍內(nèi)。

進一步地，電流檢測單元包括電流采樣電路，電流采樣電路用于檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流或直流母線電流，電流檢測單元還包括：濾波電路，用于對電機視在電流或直流母線電流進行平滑濾波處理；驅(qū)動能力擴展電路，用于對經(jīng)過平滑濾波處理后的電機視在電流或經(jīng)過平滑濾波處理后的直流母線電流進行信號穩(wěn)定性的增強處理；以及電流幅值抬高電路，用于對經(jīng)過增強處理后的電機視在電流或經(jīng)過增強處理后的直流母線電流的幅值進行整體抬高處理。

進一步地，中央控制單元還用于根據(jù)電機視在電流確定永磁潛油直線電機的動子的運行速度，電機控制單元用于根據(jù)運行速度和功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種永磁潛油直線電機的控制方法。

根據(jù)本發(fā)明的永磁潛油直線電機的控制方法包括：檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流和直流母線電流；根據(jù)電機視在電流和直流母線電流確定永磁潛油直線電機運行時的電機功率因數(shù)；以及根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制。

進一步地，電機功率因數(shù)為電機視在電流和直流母線電流的比值。

進一步地，根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制包括：判斷電機功率因數(shù)是否處在預設閾值范圍內(nèi)；以及如果判斷出電機功率因數(shù)未處在預設閾值范圍內(nèi)，則對電機視在電流或直流母線電流進行調(diào)節(jié)，以使電機功率因數(shù)處于預設閾值范圍內(nèi)。

進一步地，在檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流和直流母線電流之后，該控制方法還包括：對電機視在電流或直流母線電流進行平滑濾波處理；對經(jīng)過平滑濾波處理后的電機視在電流或經(jīng)過平滑濾波處理后的直流母線電流進行信號穩(wěn)定性的增強處理；以及對經(jīng)過增強處理后的電機視在電流或經(jīng)過增強處理后的直流母線電流的幅值進行整體抬高處理。

進一步地，根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制之前，該控制方法還包括：根據(jù)電機視在電流確定永磁潛油直線電機的動子的運行速度，根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制包括：根據(jù)運行速度和功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制。

根據(jù)本發(fā)明實施例，通過電流檢測單元檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流和直流母線電流；中央控制單元根據(jù)電機視在電流和直流母線電流確定永磁潛油直線電機運行時的電機功率因數(shù)；以及電機控制單元根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制，解決了對永磁潛油直線電機的控制效果差的問題。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的電流檢測單元的第一電路原理圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的電流檢測單元的第二電路原理圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)的中央控制單元的電路原理圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制方法的流程圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

為了使本技術(shù)領域的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設備固有的其它步驟或單元。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，該永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)包括：電流檢測單元10、中央控制單元20和電機控制單元30。

電流檢測單元10，用于檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流和直流母線電流。

電流檢測單元10包括電流采樣電路，電流采樣電路用于檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流或直流母線電流，電流檢測單元10還包括：濾波電路，用于對電機視在電流或直流母線電流進行平滑濾波處理；驅(qū)動能力擴展電路，用于對經(jīng)過平滑濾波處理后的電機視在電流或直流母線電流進行信號穩(wěn)定性的增強處理；以及電流幅值抬高電路，用于對經(jīng)過增強處理后的電機視在電流或直流母線電流的幅值進行整體抬高處理。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的電流檢測單元的第一電路原理圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的電流檢測單元的第二電路原理圖。 圖2提供了電流采樣電路1和濾波電路2的電路組成及元器件之間的連接關(guān)系。圖3提供了驅(qū)動能力擴展電路3和電流幅值抬高電路4的電路組成及元器件之間的連接關(guān)系。需要說明的是，圖2和圖3中電路于A0、B0、C0處相連接后實現(xiàn)電流檢測單元的功能。

如圖2所示，電流采樣電路1，由霍爾傳感器U2、U4、U6和U8構(gòu)成，用以采集驅(qū)動器三相(U、V、W)瞬時輸出電流(即電機視在電流)和直流母線電流，其中，U2對應U相電流檢測(L1)，U4對應V相電流檢測(L2)，U6對應W相電流檢測(L3)，U8對應直流母線電流檢測(L4)?；魻杺鞲衅鱑2、U4、U6和U8均為高精度電流霍爾傳感器。

為了簡化說明，對于圖2和圖3中的電路，僅對U相的電流檢測進行說明，V相、W相以及直流母線電流檢測的電路結(jié)構(gòu)(利用的元器件以及元器件之間的連接關(guān)系相同，僅是電流的檢測位置不同)與U相類似，不作贅述。

具體地，在電流采樣電路1中，U2的5、6引腳分別連接電機的三相輸入電纜的U相的兩個引腳U和U1，正向電流連接引腳U，負向電流連接引腳U1。U2的2引腳和4引腳分別接入濾波電路2，U2的引腳1和引腳3分別連接-15V和+15V電源。

如圖2所示，濾波電路2中，U相的濾波電路由濾波電阻R2、R9及濾波電容C3、C4組成。由于驅(qū)動器輸出是脈沖電壓，霍爾傳感器U2檢測的輸出電流也會有脈動，因此需要采用脈沖分壓電路進行平滑濾波。

具體地，U2的4引腳分別連接于電阻R2(參數(shù)為10K/1/10W)的第一端和電容C3的第一端，電阻R2的第二端分別連接于電阻R1(參數(shù)為10K/1/10W)的第一端、電阻R9(參數(shù)為4.7K/1/10W))的第一端和電容C4(103pF)的第一端，電容C3的第二端分別連接于電阻R1的第一端、電阻R9的第一端，電阻R1的第二端(A0)連接于圖3中的驅(qū)動能力擴展電路3(連接處為圖3中的A0)，電容C4的第二端和電阻R9的第二端連接于U2的引腳2，同時，電容C4的第二端、電阻R9的第二端和U2的引腳2均接地。

如圖3所示，驅(qū)動能力擴展電路3，由多級信號放大器電路組成。由于濾波后的電流信號比較微弱，考慮到AD采集電路需要的阻抗匹配，需要提高電流信號的穩(wěn)定性。

具體地，濾波電路2中電阻R1的第二端連接于放大器U1A(參數(shù)為LF347)的引腳3，放大器U1A的引腳4分別連接+15V電源和電容C1(104pF)的第一端，電容C1的第二端接地，放大器U1A的引腳2和引腳1分別連接于電阻R3(參數(shù)為10K/1/10W)的第一端，電阻R3的第二端連接于電容C5(330pF)的第一端和電阻 R4(參數(shù)為10K/1/10W)的第一端，放大器U1A的引腳11連接于-15V電源和電容C9(104pF)的第一端，電阻R4的第二端分別與電容C6(100pF)的第一端和放大器U3A(參數(shù)為LM353)的引腳3相連接，電容C6的第二端、電容C5的第二端以及電容C9的第二端相連接，并同時與電容C8(104pF)的第二端和電阻R10(參數(shù)為1.5K/1/10W)的第二端相連接，并且電容C6的第二端、電容C5的第二端、電容C9的第二端、電容C8的第二端和電阻R10的第二端同時接地，電容C8的第一端連接于放大器U3A的引腳4，放大器U3A的引腳2和引腳1共同連接于電阻R10的第一端和電阻R6(參數(shù)為2k/1/10W)的第一端，放大器U3A的引腳8分別連接于電容C2(104pF)的第一端和+15V電源，電容C2的第二端接地，電阻R6的第二端和放大器U3B(參數(shù)為LM353)的引腳5相連接，放大器U3B的引腳6和引腳7分別和電流幅值抬高電路4相連接。

如圖3所示，電流幅值抬高電路4由上拉電阻和上拉電容構(gòu)成。由于霍爾傳感器采集到的電流信號是正負交替的，AD采集無法采集到電平信號，因此需要把采集到的電流信號整體抬高，通過電阻R7(參數(shù)為10k/1/10W)和電阻R5(參數(shù)為10k/1/10W)把零電流值抬高到1/2電源電壓。通過AD采集到的電流信號在一半AD量程時電流為零，低于一半量程時為負向電流，反之為正向電流。

具體地，驅(qū)動能力擴展電路3中放大器U3B的引腳6和引腳7分別連接于電流幅值抬高電路4中電阻R7的第一端，電阻R7的第二端連接于電阻R5的第一端、電容C7(330pF)的第一端和電阻R8(參數(shù)為1k/1/10W)的第一端，電阻R5的第二端連接于電源VCC，電容C7的第二端接地，電阻R8的第二端連接該系統(tǒng)的中央控制單元20。

中央控制單元20，用于根據(jù)電機視在電流和直流母線電流確定永磁潛油直線電機運行時的電機功率因數(shù)。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)的中央控制單元的電路原理圖。如圖4所示，中央控制單元20主要由電流采樣電路31、高速DSP芯片32、復位電路33、時鐘電路34和電機驅(qū)動電路35組成。其中，高速DSP芯片32包括AD采集模塊321、高速浮點運算單元322和電機控制發(fā)波電路323。具體的，DSP是一種電機控制芯片，外圍電路時鐘振蕩電路(即時鐘電路34)為DSP運行提供時鐘信號、復位電路(即復位電路33)為系統(tǒng)上電或故障時提供復位信號，使DSP程序重新初始化運行。采用32位的DSP處理器，運算速度可達150MHz，擁有單精度硬件浮點運算能力，可滿足驅(qū)動器高速、大量的運算處理工作。其自帶的12位高速高精度AD采集模塊(即AD采集模塊321)，可把外部電流采樣電路(即電流采樣電路31)輸出的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，擁有靈活、高速、高分辨率PWM生成模塊，可完美控制電 機驅(qū)動電路35。

電機控制單元30，用于根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制。

可選地，電機功率因數(shù)為直流母線電流和電機視在電流的比值。該電機功率因數(shù)表征了直流母線電流占總的電機視在電流的比例，因而，通過以該因數(shù)作為永磁潛油直線電機運行控制的參考值，可以更有效地對永磁潛油直線電機進行控制，進而使得永磁潛油直線電機具有更好的電機效率，提高電流的利用率。

需要說明的是，電機視在電流為上述電機運行時電機線的三相電流(U、V、W相)；電機視在電流包括有功電流和無功電流，直流母線電流接近于有功電流，在本發(fā)明實施例中，通過電流檢測單元直接檢測出直流母線電流，進而可根據(jù)直流母線電流和電機視在電流更為準確地計算電機功率因數(shù)，提高了獲取電機功率因數(shù)的準確性。

可選地，電機控制單元30用于通過以下方式對永磁潛油直線電機的運行進行控制：判斷電機功率因數(shù)是否處在預設閾值范圍內(nèi)；以及在判斷出電機功率因數(shù)未處在預設閾值范圍內(nèi)時，對電機視在電流或直流母線電流進行調(diào)節(jié)，以使電機功率因數(shù)處于預設閾值范圍內(nèi)。

需要說明的是，在判斷出電機功率因數(shù)未處在預設閾值范圍內(nèi)時，可以選擇對電機視在電流或直流母線電流進行調(diào)節(jié)，其中，對直流母線電流直接進行調(diào)節(jié)是一種更加直接、精準的調(diào)節(jié)方式，通過對直流母線電流進行調(diào)節(jié)可以更加直接有效地提高電機功率和電流的利用率。

例如，由于通常情況下，負載輕時電機功率因數(shù)低，負載高時電機功率因數(shù)高。為保留一定的負載抗沖擊能力可規(guī)定電機功率因數(shù)不可高于0.9，當電機功率因數(shù)高于0.9時開始加大電機視在電流(或減小直流母線電流)，當電機功率因數(shù)低于0.6時，說明輸出電流偏大，應減小電機視在電流(或增大直流母線電流)。通過以上調(diào)整，可保證永磁潛油直線電機一直處于一個合理的運行負載率的運行狀態(tài)。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，將電流檢測單元A(即電流檢測單元10)的電流傳感器E分別安裝在永磁潛油直線電機LM的三相輸入電纜D上，監(jiān)測直流母線電流的傳感器放在電流檢測單元A的內(nèi)部，電流檢測單元A將檢測到的三相電流和直流母線電流經(jīng)濾波、幅值抬高后送人中央控制單元B(即中央控制單元20)，中央控制單元B進行運算分析，得到電機運行的電機功率因數(shù)；中央控制單元B根據(jù)運算得到的電機功率因數(shù)，通過電機控制單元C(即電機控制單元30)對永磁潛油直線電機LM的實際輸入電流(電機視在電流或直流母線電流)進行調(diào)節(jié)，并以實際檢測的電機功率因數(shù)為參考，通過不斷調(diào)整永磁潛油直線電機LM的輸入電流，使永磁潛油直線電機LM在任意狀態(tài)下的電機功 率因數(shù)為最佳，從而提高電流利用率和電機效率。

可選地，中央控制單元20還用于根據(jù)電機視在電流確定永磁潛油直線電機的動子的運行速度，電機控制單元30用于根據(jù)運行速度和功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制。

中央控制單元20可以通過永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流，和標準狀態(tài)下的電機運行電流相比較，推算出電機動子的運行狀態(tài)(包括動子的運行速度)和受力情況等。進而，電機控制單元30可以根據(jù)運行速度、電機視在電流和直流母線電流對永磁潛油直線電機的運行進行更準確可靠的控制。

具體地，根據(jù)現(xiàn)有永磁潛油直線電機的負載特性可建立起一套模擬電流閉環(huán)控制曲線，中央控制單元20根據(jù)直線電機所帶液柱在理想狀態(tài)下運動的過程力學模型計算出最佳的直線電機速度-電流曲線。曲線中可包含以下參照信息：永磁潛油直線電機理想狀態(tài)下的空載運行電流、電機功率因數(shù)、額定運行電流、堵轉(zhuǎn)電流等。

在永磁潛油直線電機的運行初期，中央控制單元20按照其中預置的理想速度-電流曲線來驅(qū)動永磁潛油直線電機工作，運行過程中不限制驅(qū)動電流的變化。電流檢測單元10實時檢測并記錄真實運行電流(電機視在電流和直流母線電流)，中央控制單元20將根據(jù)電機視在電流和直流母線電流)進行分析計算，得到永磁潛油直線電機運行的功率因數(shù)。理想狀態(tài)下，永磁潛油直線電機的直流母線電流值正比于永磁潛油直線電機所帶負載的大小，而電機功率因數(shù)為直流母線電流和電機視在電流的比值。當被檢測到的直流母線電流所產(chǎn)生的推力越接近實際負載時，電機功率因數(shù)越接近于1。以電機功率因數(shù)作為電流調(diào)整的判斷依據(jù)時，中央控制單元20根據(jù)所檢測到的電機功率因數(shù)將永磁潛油直線電機定子電流分為直流母線電流(接近于有功電流)和無功電流。按照上述原則，無論永磁潛油直線電機處于輕載或重載狀態(tài)，只要將定子電流中的直流母線電流進行調(diào)節(jié)，使所檢測到的功率因數(shù)在任意時刻無限趨近于1，即可最大程度的利用電機電流，提高電機效率。由于直流母線電流的檢測和功率因數(shù)的計算受運算速度的影響，無法及時有效地對永磁潛油直線電機的電流進行調(diào)整，因此，建立理想狀態(tài)下的模擬運行曲線并以此為運行基礎，將上一周期的電流運行監(jiān)測結(jié)果作為修正值對曲線進行修正并指導下一周期的給定運行電流成為一種切實可行的方法。

永磁潛油直線電機工作過程中按照計算的速度曲線進行運行，運行時實時分析計算永磁潛油直線電機的工作電流，經(jīng)幾個周期逐漸分析出一個合理的最佳電流曲線，然后切入速度曲線與電流曲線雙因素運行狀態(tài)，并逐漸自適應調(diào)整速度曲線與電流曲線，達到無沖擊平滑運行狀態(tài)。需要說明的是，這里的周期是指DSP的電流采樣電路的采樣周期。

電機控制單元30同時考慮運行速度和電機功率因數(shù)(直流母線電流和電機視在電流的比值)兩個影響因素，以理想狀態(tài)下的模擬運行曲線為基礎，以電機功率因數(shù)為修正參考，將上一周期的電流運行監(jiān)測結(jié)果作為修正值對曲線進行修正并指導下一周期的給定運行電流(電機視在電流)。在采液量不變、設備狀態(tài)良好的前提下可以實現(xiàn)永磁潛油直線電機的耗電量最少，并可有效提高該控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

例如，在該永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)內(nèi)可設置永磁潛油直線電機理想運行曲線，根據(jù)永磁潛油直線電機不同運動狀態(tài)下的電流特性判斷永磁潛油直線電機的實時運動狀態(tài)；并以電機功率因數(shù)為電流調(diào)整參考點，取電機功率因數(shù)最大情況下的電流最小值為電機運行電流；以電機往復運動一次為一個周期，記錄周期內(nèi)的電流變化曲線，并基于此對該永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)內(nèi)的固有運行曲線進行修正，以修正后的電流曲線驅(qū)動永磁潛油直線電機，以進行下一周期的運行。該系統(tǒng)不需要在電機本體上安裝任何形式的硬件傳感器，通過檢測電機運行電流并和標準狀態(tài)下的運行電流相比較，推算出電機動子的運行狀態(tài)和受力情況；依靠精確的電流檢測單元和控制單元實現(xiàn)對電機的準確控制，不需要額外增加傳感器電路，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

需要說明的是，根據(jù)本發(fā)明的永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)可以單獨參照電機功率因數(shù)對電機的運行進行控制，也可以將電機的運行速度和電機功率因數(shù)共同作為電機運行的控制參考量。

根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)，通過電流檢測單元10檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流和直流母線電流；中央控制單元20根據(jù)電機視在電流和直流母線電流確定永磁潛油直線電機運行時的電機功率因數(shù)；以及電機控制單元30，用于根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制。通過該控制系統(tǒng)，解決了永磁潛油直線電機控制效果差的問題，進而通過直接檢測直流母線電流，并根據(jù)電機視在電流和直流母線電流獲取電機功率因數(shù)，根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制，使得對永磁潛油直線電機可以實現(xiàn)有效的閉環(huán)控制，進而達到更佳的控制效果。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種永磁潛油直線電機的控制方法。

需要說明的是，本發(fā)明實施例的永磁直線電機的控制方法可以用于執(zhí)行對本發(fā)明實施例所提供的永磁直線電機的控制系統(tǒng)，本發(fā)明實施例的永磁直線電機的控制系統(tǒng)也可以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實施例所提供的永磁直線電機的控制方法。

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制方法的流程圖。如圖6所示，該永磁潛油直線電機的控制方法包括：

步驟S101，檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流和直流母線電流。

需要說明的是，該步驟可以通過上述永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)中的電流檢測單元10來實現(xiàn)。

步驟S102，根據(jù)電機視在電流和直流母線電流確定永磁潛油直線電機運行時的電機功率因數(shù)。

需要說明的是，該步驟可以通過上述永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)中的中央控制單元20來實現(xiàn)。

步驟S103，根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制。

需要說明的是，該步驟可以通過上述永磁潛油直線電機的控制系統(tǒng)中的電機控制單元30來實現(xiàn)。

可選地，電機功率因數(shù)為電機視在電流和直流母線電流的比值。

可選地，根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制包括：判斷電機功率因數(shù)是否處在預設閾值范圍內(nèi)；以及如果判斷出電機功率因數(shù)未處在預設閾值范圍內(nèi)，則對電機視在電流或直流母線電流進行調(diào)節(jié)，以使電機功率因數(shù)處于預設閾值范圍內(nèi)。

可選地，在檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流和直流母線電流之后，該控制方法還包括：對電機視在電流或直流母線電流進行平滑濾波處理；對經(jīng)過平滑濾波處理后的電機視在電流或經(jīng)過平滑濾波處理后的直流母線電流進行信號穩(wěn)定性的增強處理；以及對經(jīng)過增強處理后的電機視在電流或經(jīng)過增強處理后的直流母線電流的幅值進行整體抬高處理。

可選地，根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制之前，該控制方法還包括：根據(jù)電機視在電流確定永磁潛油直線電機的動子的運行速度，根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制包括：根據(jù)運行速度和功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制。

根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁潛油直線電機的控制方法，通過檢測永磁潛油直線電機運行時的電機視在電流和直流母線電流；根據(jù)電機視在電流和直流母線電流確定永磁潛油直線電機運行時的電機功率因數(shù)；以及根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制，解決了永磁潛油直線電機控制效果差的問題，進而通過直接檢測直流母線電流，并根據(jù)電機視在電流和直流母線電流獲取電機功率因數(shù)，根據(jù)電機功率因數(shù)對永磁潛油直線電機的運行進行控制，使得對永磁潛油直線電機可以實現(xiàn)有效的閉環(huán)控制，進而達到更佳的控制效果。

需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的計算機系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

顯然，本領域的技術(shù)人員應該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或?qū)⑺鼈兎謩e制作成各個集成電路模塊，或?qū)⑺鼈冎械亩鄠€模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。