一種fet三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種FET三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括上位PC機、CAN總線通訊收發(fā)模塊、單片機、驅(qū)動電路、IGBT逆變橋、三相異步電動機，所述上位PC機通過CAN總線通訊收發(fā)模塊與單片機通訊連接，所述IGBT逆變橋一端輸入濾波并通過分壓檢測電路與單片機相連，所述單片機通過輸出SPWM波到驅(qū)動電路控制IGBT逆變橋，所述單片機通過NTC檢測電路接收IGBT逆變橋的IGBT溫度信號，所述IGBT逆變橋通過輸出LC濾波控制三相異步電動機，所述單片機通過PT100測溫電路與速度傳感器分別檢測三相異步電動機的電機溫度信號與電機轉(zhuǎn)速信號。本實用新型能在井下150℃環(huán)境下可靠運行的檢測系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)對交流電機控制系統(tǒng)全面的監(jiān)控，尤其能從地面可以任意設(shè)定電機的轉(zhuǎn)速。
【專利說明】一種FET三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型尤其涉及到一種FET三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋油田測井裝置要對海底石油進行探測取樣，而其中所用的一種儀器就是地層測試評價儀，簡稱FET。地層測試評價儀是在石油測井行業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種儀器，由多種電氣部件組成，其中三相交流電機的控制系統(tǒng)是其關(guān)鍵性部件，牽引著儀器部件完成泵抽，抽取地層流體，從地面控制液壓泵的速度就可以使地層流體以可控的速率、壓差進入預(yù)測試室，完成測試取樣動作。對控制系統(tǒng)的檢測和控制就顯得非常重要的，它的良好運行是確保FET裝置正常運行的重要保證。
[0003]目前，國內(nèi)生產(chǎn)的FET，只能在環(huán)境溫度120°C以內(nèi)運行，對三相交流電機控制的控制多通過在地面調(diào)節(jié)供電電源的方式來完成調(diào)速運行，對系統(tǒng)的檢測也只是檢測液壓泵的運行速度，檢測地面的供電電源的電流，通過電流的大小去調(diào)節(jié)供電電源，從而調(diào)節(jié)電機帶載的能力。這種控制方式的優(yōu)點是:技術(shù)傳統(tǒng)、簡單、直觀，成本低。但該種控制方式的缺點也是十分明顯的，調(diào)速需要通過在地面調(diào)節(jié)供電電壓來完成，需要過多的人工干預(yù)，自動調(diào)節(jié)功能差，不能在更高的環(huán)境溫度下工作，對控制系統(tǒng)檢測不全面等。石油勘測的實際應(yīng)用背景，迫切需要開發(fā)一種能在井下150°C環(huán)境下可靠運行的檢測系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)對交流電機控制系統(tǒng)全面的監(jiān)控，尤其能從地面可以任意設(shè)定電機的轉(zhuǎn)速。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能在井下150°C環(huán)境下可靠運行的檢測系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)對交流電機控制系統(tǒng)全面的監(jiān)控，尤其能從地面可以任意設(shè)定電機的轉(zhuǎn)速，即一種FET三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型一種FET三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括上位PC機、CAN總線通訊收發(fā)模塊、單片機、驅(qū)動電路、IGBT逆變橋、三相異步電動機，所述上位PC機通過CAN總線通訊收發(fā)模塊與單片機通訊連接，所述IGBT逆變橋一端輸入濾波并通過分壓檢測電路與單片機相連，所述單片機通過輸出SPWM波到驅(qū)動電路控制IGBT逆變橋，所述單片機通過NTC檢測電路接收IGBT逆變橋的IGBT溫度信號，所述IGBT逆變橋通過輸出LC濾波控制三相異步電動機，所述單片機通過PT100測溫電路與速度傳感器分別檢測三相異步電動機的電機溫度信號與電機轉(zhuǎn)速信號。
[0006]進一步的，所述單片機的型號為MICROCHIP公司的16dsPIC30F6010A。
[0007]優(yōu)選的，所述IGBT逆變橋采用直流電壓輸入。
[0008]本實用新型的有益效果:(1)本實用新型采用CAN總線，把檢測的數(shù)據(jù)發(fā)送給地面，同時接收地面的控制命令。(2)本實用新型能調(diào)節(jié)液壓泵取樣的速度，從地面可以任意設(shè)定所需的速度。(3)本實用新型可以深入到10000m以內(nèi)的地層工作，能在環(huán)境150°C下可靠運行，并能夠檢測電機的實際運行速度，運行溫度，控制系統(tǒng)關(guān)鍵器件IGBT的工作溫度。(4)本實用新型具有很好的電磁兼容性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體說明。
[0010]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0011]圖2為本實用新型的系統(tǒng)框圖。
[0012]具體實施效果
[0013]參見圖1，一種FET三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括上位PC機、CAN總線通訊收發(fā)模塊、單片機、驅(qū)動電路、IGBT逆變橋、三相異步電動機，上位PC機通過CAN總線通訊收發(fā)模塊與單片機通訊連接，IGBT逆變橋一端輸入濾波并通過分壓檢測電路與單片機相連，單片機通過輸出SPWM波到驅(qū)動電路控制IGBT逆變橋，單片機通過NTC檢測電路接收IGBT逆變橋的IGBT溫度信號，IGBT逆變橋通過輸出LC濾波控制三相異步電動機，單片機通過PT100測溫電路與速度傳感器分別檢測三相異步電動機的電機溫度信號與電機轉(zhuǎn)速信號。
[0014]參見圖2，單片機控制電路是本檢測系統(tǒng)的核心部分，從耐高溫考慮，單片機選擇MICROCHIP公司的16單片機dsPIC30F6010A，這個型號的單片機是微芯公司寬溫度范圍工作的一款單片機，它的低功耗設(shè)計，能在環(huán)境溫度150°C下可靠工作整個系統(tǒng)主要由4個部分組成:一是由dsPIC30F6010A、外部短路故障信號輸入和速度采集等組成的DSP數(shù)字系統(tǒng)，它能完成各種數(shù)字計算，速度采樣，故障保護等功能；二是模擬接口電路，主要由電壓檢測調(diào)理電路，IGBT溫度和電機溫度調(diào)理電路組成，電壓采集電路主要是把強電轉(zhuǎn)換為弱電信號供DSP進行采樣；三是CAN通訊電路，檢測系統(tǒng)把采樣的各種數(shù)據(jù)，各種狀態(tài)發(fā)給上位PC機，同時接收上位PC機的速度和運行停止指令。
[0015]本實用新型的工作原理:FET三相交流電機額定電壓為AC220V，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍O?3000轉(zhuǎn)/分連續(xù)可調(diào)，主要由主回路(包含輸入濾波模塊，IGBT逆變橋模塊，輸出LC濾波模塊)，驅(qū)動電路模塊，單片機控制系統(tǒng)模塊，CAN通信模塊組成。直流高壓直接由地面供給驅(qū)動控制系統(tǒng)，工作時，三相異步電動機所需要的轉(zhuǎn)速由地面上位PC機設(shè)定，通過CAN通信發(fā)給井下驅(qū)動控制系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)輸出SPWM經(jīng)由驅(qū)動電路驅(qū)動IGBT逆變橋工作，實現(xiàn)變頻調(diào)速，轉(zhuǎn)速可以在地面根據(jù)液壓泵采樣的需要任意設(shè)定。檢測系統(tǒng)要檢測IGBT逆變橋的輸入直流高壓和自身的溫度，短路(SC)故障信號，檢測三相異步電動機的溫度和速度，把檢測的參數(shù)通過CAN總線發(fā)回地面，地面根據(jù)接收的數(shù)據(jù)，調(diào)整三相異步電動機的運行速度和IGBT逆變橋輸入直流高壓，實現(xiàn)檢測系統(tǒng)的可靠運行。
[0016]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種FET三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括上位PC機、CAN總線通訊收發(fā)模塊、單片機、驅(qū)動電路、IGBT逆變橋、三相異步電動機，所述上位PC機通過CAN總線通訊收發(fā)模塊與單片機通訊連接，所述IGBT逆變橋一端輸入濾波并通過分壓檢測電路與單片機相連，所述單片機通過輸出SPWM波到驅(qū)動電路控制IGBT逆變橋，所述單片機通過NTC檢測電路接收IGBT逆變橋的IGBT溫度信號，所述IGBT逆變橋通過輸出LC濾波控制三相異步電動機，所述單片機通過PTlOO測溫電路與速度傳感器分別檢測三相異步電動機的電機溫度信號與電機轉(zhuǎn)速信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FET三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機的型號為 MICROCHIP 公司的 16dsPIC30F6010A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FET三相交流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述IGBT逆變橋采用直流電壓輸入。
【文檔編號】H02P23/00GK204156773SQ201420684751
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月15日
【發(fā)明者】趙立永, 張全柱, 鄧永紅 申請人:華北科技學(xué)院