图１．直线电机抽油机结构示意图

　　它结构紧凑、重量轻、体积小。动子（相当旋转电机的转子）是直线往复运动，通过柔性连接件、钢丝绳导向轮直接与抽油杆连接。动子的运动与抽油泵柱塞上下运动完全一致，其生产成本低、运行效率高、维护费用小是不难理解的。
　　它的冲程长度、上冲行程时间、下冲行程时间、分别连续可调，能很方便地实现：上快下慢、上慢下快、上下行程同速的三种作业方式。
　　这种电机对为它供电的变频器有何要求呢？
　　以下是客户要求的660伏22KW变频器的技术指标。
　　1.频率范围：0.2～9.6Hz,连续可调
　　2.启动频率0.2 Hz,启动电压Vdc在0～300V之间连续可调。
　　3.u/f曲线如图2所示。其额定频率f。是对应于额定输出电压V。的频率，要求V。、f。均能任意设置。


　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　4.电机动子的一般运行规律如图3所示，
　　

　　其中t1、t2、t3、t4、f1、f2要求可调。
　　 t的单位小于秒，f的单位为0.1H乙。
　　5．三相输出电压,额定值为660V,容量22KW。
　　6．动子运动时频繁换向,要求换向平稳、无撞击现象。
　　
　　 二、660V、22KW专用变频器的研制
　　
　　 电路结构与我公司生产的380V级通用变频器相同，其中变频器中的功率开关器件是德国西门子的1700V、150A双单元模块，控制电路中的单片机是87C196MC。
　　电路方快如图4所示。各部分的原理和功能本文不再赘述，下面重点介绍如何用软件实现前面那些特殊要求
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　　1.动子换向
　　在旋转电机中，转子正、反转换向是用任意两相互换实现的，这里要求换向平稳就不能再用此法，而是用状态记忆法来实现，此法保证换向前后状态无变化。
　　2.低频运行平稳的实现
　　在本设计中用两个载波频率对应低频段和高频段。
　　当工作频率在2Hz以下是载波频率为1.8KHz,
　　当工作频率在2Hz以上时载波频率为3.6KHz。
　　3.直流制动
　　为了保证动子运动在任何位置时都能停机而不会滑动,用软件实现直流制动,即给定子供直流电,把动子吸在所要求的位置。
　　4.启动电压0～300V任意调整
　　启动电压的调整用改变PWM波的初始调制度来实现。
　　三、实际运行情况
　　本产品在华北油田试运行良好。
　　1．电压范围、功率、频率范围及各项指标均满足设计要求，客户满意。
　　2．低频运行平稳、换向平稳，这是这类电机最特殊的要求，也是最难实现的要求。出厂前用示波器检查低频波形，换向时的波形，波形均为良好正弦，现场实际运行时电机运行平稳，未发生过失步现象，失步是用户最怕发生的现象，由于良好的软件设计，确实满足了换向时状态不变的要求，因而失步得以避免。
　　3．启动平稳、停机可靠
　　4．时间的分辨率为0.1S，频率分辨率为0.01Hz，都远高于客户方的要求。
　　5．节能在15%左右。目前属试运行，正常运行还有更大的节能空间。
　　
　　 直线电机的性能还有很多需要改进的地方，例如如何提高功率等问题，直线电机用到抽油机上，有技术上完善的问题，也有被油田认可的时间问题，单就直线电机对变频器的基本要求来看，完全可以得到满足，当然需要完善的地方也还很多。