專利名稱：潛油電機(jī)伺服控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種潛油電機(jī)的控制器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的潛油電泵和潛油螺桿泵機(jī)組的控制系統(tǒng)均放在地面，而潛油電機(jī)卻在深度上百米甚至幾千米的井下。通過(guò)長(zhǎng)距離的潛油電纜將電機(jī)尾部編碼器的檢測(cè)信號(hào)反饋至地面控制器，存在著延遲，無(wú)法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的反饋，難以保證電機(jī)的控制精度。同時(shí)，傳統(tǒng)的地面控制系統(tǒng)輸出的交流電經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的潛油電纜送到電機(jī)，電纜損失的能耗大，不能很好的控制潛油電機(jī)的運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種潛油電機(jī)伺服控制器，該控制器可實(shí)現(xiàn)潛油電機(jī)的高精度伺服控制，降低了電纜損耗，為充分發(fā)揮潛油伺服電機(jī)的優(yōu)勢(shì)提供保障。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是潛油電機(jī)伺服控制器，由地面控制器和井下控制器兩部分組成，所述地面控制器包括第一單片機(jī)、整流濾波電路和控制面板，所述井下控制器包括第二單片機(jī)、電流傳感器、壓力傳感器和智能功率模塊；其中地面控制器的整流濾波電路接受工頻三相電流，轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姾筝敵鼋o井下控制器的智能功率模塊，同時(shí)，整流濾波電路接受來(lái)自于潛油電機(jī)尾部編碼器的電壓信號(hào)，并將電壓檢測(cè)信號(hào)分別傳輸給第一單片機(jī)及控制面板的輸入端，控制面板將該電壓檢測(cè)信號(hào)輸出在顯示屏上，控制面板的輸出端統(tǒng)一發(fā)送控制指令到第一單片機(jī)，第一單片機(jī)內(nèi)預(yù)輸入控制參數(shù)及控制模式，第一單片機(jī)的輸出端與井下控制器的第二單片機(jī)的輸入端之間通過(guò)通訊電纜連接；井下控制器的第二單片機(jī)的輸入端接受電流傳感器、壓力傳感器和編碼器的反饋信號(hào)，井下控制器的第二單片機(jī)的輸出端發(fā)出的PWM信號(hào)傳送給智能功率模塊，智能功率模塊產(chǎn)生三相電壓傳輸給潛油電機(jī)。本實(shí)用新型具有如下有益效果潛油電機(jī)控制信號(hào)傳輸距離短，響應(yīng)快，精度高， 能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的高精度伺服控制，解決了長(zhǎng)距離傳輸和通訊與潛油電機(jī)高精度伺服控制的矛盾，降低了電纜損耗。

圖1是潛油電機(jī)伺服控制器系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
潛油伺服系統(tǒng)由伺服控制器、交流伺服電機(jī)和編碼器組成。由圖1所示，潛油電機(jī)伺服控制器，由地面控制器和井下控制器兩部分組成，所述地面控制器包括單片機(jī)MCU1、整流濾波電路和控制面板，所述井下控制器包括單片機(jī)MCU2、電流傳感器、壓力傳感器和智能功率模塊IPM ；其中地面控制器的整流濾波電路接受工頻三相電流，轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姾筝敵鼋o井下控制器的IPM，同時(shí)，整流濾波電路接受來(lái)自于潛油電機(jī)尾部編碼器的電壓信號(hào)，并將電壓檢測(cè)信號(hào)分別傳輸給單片機(jī)MCUl及控制面板的輸入端，控制面板將該電壓檢測(cè)信號(hào)輸出在顯示屏上，控制面板的輸出端統(tǒng)一發(fā)送控制指令到MCU1，MCUl內(nèi)預(yù)輸入控制參數(shù)及控制模式，MCUl的輸出端與井下控制器的MCU2的輸入端之間通過(guò)通訊電纜連接；井下控制器的MCU2的輸入端接受電流傳感器、壓力傳感器和編碼器的反饋信號(hào)，井下控制器的 MCU2的輸出端發(fā)出的PWM信號(hào)傳送給智能功率模塊IPM，IPM產(chǎn)生三相電壓傳輸給潛油電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。 通過(guò)上述描述可以看出本申請(qǐng)的潛油電機(jī)伺服控制器采用雙控制器技術(shù)，其中的地面控制器主要功能之一把工頻三相交流電通過(guò)整流濾波電路轉(zhuǎn)換為直流電，然后通過(guò)潛油電纜輸送給井下控制器的IPM ；之二是與井下控制器的MCU2建立通訊聯(lián)系，并設(shè)置了井下控制器的控制參數(shù)和控制模式。井下控制器的主要功能是根據(jù)MCUl設(shè)置的控制參數(shù)和控制模式，以及電流傳感器、壓力傳感器和編碼器的反饋信號(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)生三相電壓給潛油電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)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。
權(quán)利要求1.潛油電機(jī)伺服控制器，由地面控制器和井下控制器兩部分組成，其特征在于所述地面控制器包括第一單片機(jī)、整流濾波電路和控制面板，所述井下控制器包括第二單片機(jī)、 電流傳感器、壓力傳感器和智能功率模塊；其中地面控制器的整流濾波電路接受工頻三相電流，轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姾筝敵鼋o井下控制器的智能功率模塊，同時(shí)，整流濾波電路接受來(lái)自于潛油電機(jī)尾部編碼器的電壓信號(hào)，并將電壓檢測(cè)信號(hào)分別傳輸給第一單片機(jī)及控制面板的輸入端，控制面板將該電壓檢測(cè)信號(hào)輸出在顯示屏上，控制面板的輸出端統(tǒng)一發(fā)送控制指令到第一單片機(jī)，第一單片機(jī)內(nèi)預(yù)輸入控制參數(shù)及控制模式，第一單片機(jī)的輸出端與井下控制器的第二單片機(jī)的輸入端之間通過(guò)通訊電纜連接；井下控制器的第二單片機(jī)的輸入端接受電流傳感器、壓力傳感器和編碼器的反饋信號(hào)，井下控制器的第二單片機(jī)的輸出端發(fā)出的PWM信號(hào)傳送給智能功率模塊，智能功率模塊產(chǎn)生三相電壓傳輸給潛油電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種潛油電機(jī)伺服控制器，由地面控制器和井下控制器兩部分組成，其中地面控制器把工頻三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后通過(guò)潛油電纜輸送給井下控制器的IPM；并與井下控制器的MCU2建立通訊聯(lián)系；井下控制器根據(jù)MCU1設(shè)置的控制參數(shù)和控制模式，以及電流傳感器、壓力傳感器和編碼器的反饋信號(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)生三相電壓給潛油電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。該控制器的電機(jī)控制信號(hào)的傳輸距離短，響應(yīng)快，精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的高精度伺服控制，解決了長(zhǎng)距離傳輸和通訊與潛油電機(jī)高精度伺服控制的矛盾，降低了電纜損耗。
文檔編號(hào)H02P6/08GK202143024SQ20112029747
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者于建濤, 吳建成, 孫先杰, 張傳緒, 楊春宇, 王巖樓, 魏偉 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責(zé)任公司