随着我国石油工业的发展,电动潜油螺杆泵在石油开采业中得到了大规模的应用。电动潜油螺杆泵采油系统的技术瓶颈之一就是潜油电机与螺杆泵的转速匹配问题,而将变频控制技术应用于电动潜油螺杆泵采油系统中则能够解决这个问题。本文首先分析了潜油螺杆泵采油系统的工作特性以及使用中存在的问题,接着论述了电力调速系统的现状,然后以MATLAB为工具,对采用不同控制方案时所输出波形的谐波进行了必要的分析和比较,最终选择三相交交零式电路拓扑结构。针对变频调速控制部分,本文设计了一套基于Intel公司的电机专用集成控制芯片80C196KC单片机的控制系统,并完成了对系统硬件电路部分和实现控制策略的软件部分的具体设计。该系统主要包括主电路、控制回路、进线电源变压器等,能够为电机提供低频的电压输出。主电路采用电压型三相半桥零式结构,由18个晶闸管构成。控制部分由电压相序检测电路,电压同步检测电路,脉冲信号发生器,零电流检测单元等组成。软件设计使用C语言对潜油螺杆泵采油系统的变频控制程序进行软件设计和开发,实现了相序检测、10Hz方波电压输出、人机操作界面等功能。最后,样机的带载实验结果表明变频控制系统效果良好,性能达到了设计要求。