測井柱塞泵用無刷直流電機控制系統(tǒng)的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文結合油田測井柱塞泵所用無刷直流電機的實際工作環(huán)境,針對電源電壓紋波所造成的無刷直流電機轉速脈動以及由于負載的波動引起的轉速脈動問題進行了分析,提出了將鎖相環(huán)控制與傳統(tǒng)PID算法相結合的控制策略的抑制方法。研究并設計了適合油井高溫、高壓環(huán)境下的無刷直流電機控制系統(tǒng),實現(xiàn)了電機恒轉速和恒功率控制兩種功能。針對電源電壓紋波所產(chǎn)生的電機轉速波動這一問題,通過搭建無刷直流電機控制系統(tǒng)的仿真模型,總結歸納出整流直流電源電壓紋波的變化規(guī)律;分析了

2、電壓紋波引起電機轉速脈動的主要原因以及轉速脈動的變化規(guī)律,并且采取了閉環(huán)控制方法加以抑制。由于無刷直流電機的負載是時刻發(fā)生變化的,為了保證電機在油井下工作過程中轉速的穩(wěn)定性和控制精度,本文提出了將鎖相環(huán)控制與傳統(tǒng)的PID控制相結合的控制算法。這種控制算法利用了鎖相環(huán)控制的穩(wěn)定性好、控制精度高、響應速度快的優(yōu)點,再憑借PID控制算法來彌補鎖相環(huán)控制在電機低速時易失鎖的問題。通過將這兩種算法的結合,抑制了在負載波動情況下無刷直流電機轉速脈動

3、的問題,進而實現(xiàn)電機的恒轉速控制功能;無刷直流電機的另一種功能是在近似的恒功率狀態(tài)下運行,其實現(xiàn)是采用PID對直流母線電流進行控制完成的。為了實現(xiàn)無刷直流電機的恒轉速和恒功率兩種控制功能,設計了以DSP2812為主控電路、驅動電路、直流母線電流檢測電路、過流保護電路等硬件部分;通過軟件主要完成電機轉子位置信號的采集,換相邏輯的處理,PWM信號的產(chǎn)生,電流信號的采樣,鎖相環(huán)與PID相結合的轉速控制和恒功率功能的實現(xiàn),電機的軟啟動以及通過S

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