一种控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种控制装置和方法，应用于直流无刷电机。该控制装置包括：通信模块，用于接收地层测试器发送的电机控制命令，电机控制命令包括直流无刷电机的预设转速，并将预设转速发送给主控模块；轴角变换模块，用于获取直流无刷电机的转子位置，并将转子位置发送给主控模块；主控模块，用于根据转子位置确定直流无刷电机的当前转速，将当前转速与预设转速比较，输出对应的驱动信号到高压驱动模块；高压驱动模块，用于按照驱动信号对直流无刷电机的高压功率驱动，控制直流无刷电机的运转。本发明专利技术公开的控制装置和方法，能够实现对高压500VDC直流无刷电机的调速。

【技术实现步骤摘要】
一种控制装置和方法
本专利技术涉及石油勘探领域，尤指一种控制装置和方法。
技术介绍
在石油测井仪器中，地层测试器使用直流无刷电机为整只仪器提供液压动力，来保证仪器全部功能的实现。由于测井仪器长缆供电的限制，井下仪器需采用高压500V直流(directcurrent，简称DC)无刷电机，而现有的控制驱动技术高电压调速一直无法在井下实现，无法实现对高压500V直流无刷电机的调速。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种控制装置和方法，能够实现对高压500VDC直流无刷电机的调速。为了达到本专利技术目的，第一方面，本专利技术提供了一种控制装置，应用于直流无刷电机，包括：通信模块、轴角变换模块、主控模块和高压驱动模块；其中：所述通信模块，用于接收地层测试器发送的电机控制命令，所述电机控制命令包括所述直流无刷电机的预设转速，并将所述预设转速发送给所述主控模块；所述轴角变换模块，用于获取所述直流无刷电机的转子位置，并将所述转子位置发送给所述主控模块；所述主控模块，用于根据所述转子位置确定所述直流无刷电机的当前转速，将所述当前转速与所述预设转速比较，输出对应的驱动信号到所述高压驱动模块；所述高压驱动模块，用于按照所述驱动信号对所述直流无刷电机的高压功率驱动，控制所述直流无刷电机的运转。第二方面，本专利技术提供了一种控制方法，应用于直流无刷电机，包括：接收地层测试器发送的电机控制命令，所述电机控制命令包括所述直流无刷电机的预设转速；获取所述直流无刷电机的转子位置，根据所述转子位置确定所述直流无刷电机的当前转速；将所述当前转速与所述预设转速比较，确定对应的驱动信号；按照所述驱动信号对所述直流无刷电机的高压功率驱动，控制所述直流无刷电机的运转。本专利技术实施例提供的控制装置和方法，主控模块根据通信模块发送的电机控制命令，以及轴角变换模块发送的直流无刷电机的转子位置，输出对应的驱动信号到高压驱动模块，高压驱动模块可直接与高压500VDC电源和直流无刷电机的三相绕组连接，根据主控模块输出的驱动信号完成对直流无刷电机三相绕组的高压功率驱动，实现对高压500VDC直流无刷电机的调速。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术实施例一提供的控制装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的控制装置的应用示意图；图3为本专利技术实施例二提供的控制装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例二提供的控制装置的应用示意图；图5为本专利技术实施例提供的控制方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。图1为本专利技术实施例一提供的控制装置的结构示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供的控制装置，应用于直流无刷电机，包括：通信模块11、轴角变换模块12、主控模块13和高压驱动模块14。具体的，如图1所示，通信模块11、轴角变换模块12、和高压驱动模块14均分别与主控模块13连接。通信模块11，用于接收地层测试器发送的电机控制命令，电机控制命令包括直流无刷电机的预设转速，并将预设转速发送给主控模块13。本实施例中，测井仪器地面上的主控模块将控制直流无刷电机的转向、起停和给定转速(预设转速)等电机控制命令发送给井下的地层测试器，地层测试器将接收的控制直流无刷电机的转向、起停和给定转速(预设转速)等电机控制命令通过RS485总线发送给本专利技术实施例提供的控制装置。具体的，通信模块11可以为RS485通信电路，通信模块11接收RS485总线上的电机控制命令，并将接收的电机控制命令发送给主控模块13。需要说明的是，地层测试器是通过电缆下放到井中的测试设备，测试过程中，可以在地面连续记录到试验地层的各种数据。轴角变换模块12，用于获取直流无刷电机的转子位置，并将转子位置发送给主控模块13。其中，本实施例中直流无刷电机的转子位置指的是直流无刷电机的转子的转向角度(转子的轴角)。本实施例中，轴角变换模块12接收直流无刷电机上旋转变压器反馈来的直流无刷电机的转子位置信号。具体的，旋转变压器输出的正/余弦信号经过轴角变换模块12后变成数字信号，通过数据总线送入主控模块，构成转子位置检测反馈通道，完成位置反馈、转子位置确定、速度测量等功能。需要说明的是，旋转变压器输出的正/余弦信号，是根据直流无刷电机轴角的变化而反馈的不同的正/余弦信号。因此，基于旋转变压器输出的正/余弦信号可获得直流无刷电机的轴角。本专利技术实施例旋转变压器根据直流无刷电机轴角的变化而反馈的不同的正/余弦信号的实现原理与现有技术相同，本实施例在此不进行赘述。主控模块13，用于根据转子位置确定直流无刷电机的当前转速，将当前转速与预设转速比较，输出对应的驱动信号到高压驱动模块14。本实施例中，主控模块13通过对轴角变换模块12发送的数字信息解码，获取直流无刷电机的转子位置，以及根据获取的转子位置确定出直流无刷电机的当前转速。其中，主控模块13可以通过转子位置和转到该转子位置的时间确定出直流无刷电机的当前转速。比如，主控模块13可以记录每次接收的转子位置和该转子位置的接收时间，当接收到新的时刻转子位置时，采用公式(当前时刻转子位置-上一时刻转子位置)/(当前时刻值-上一时刻值)，可确定出直流无刷电机的当前转速。需要说明的而是，主控模块13具体如何根据获取的转子位置确定出直流无刷电机的当前转速与现有技术中根据电机的转子位置确定出电机的转速的实现方法和实现原理相同，本实施例在此不进行赘述。主控模块13将直流无刷电机的当前转速与预设转速比较，产生相应的驱动信号，输出六路脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，简称PWM)信号，发送给高压驱动模块14，以完成对直流无刷电机三相绕组的高压功率驱动。可选的，主控模块13可由数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，简称DSP)主控芯片及外围的复位电路、供电电路及晶振电路构成。具体的，主控芯片可以为TMS320F2812芯片。可选的，主控模块13在执行电机控制命令的同时，监测直流无刷电机的转速、转向(正转或反转)、启停等状态信息，并把监测到的直流无刷电机的转速、转向、启停等状态信息发送给通信模块，通过通信模块传给地层测试器的上位机和测井仪器地面上的主控模块，以实现对直流无刷电机的转速、转向、启停等状态信息的实时监测。高压驱动模块14，用于按照驱动信号对直流无刷电机的高压功率驱动，控制直流无刷电机的运转。本实施例中，高压驱动模块14包括电驱动电路和逆变电路两个部分，逆变电路由三个半桥组成，主控模块13发来的六路PWM驱动信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置，应用于直流无刷电机，其特征在于，包括：通信模块、轴角变换模块、主控模块和高压驱动模块；其中：所述通信模块，用于接收地层测试器发送的电机控制命令，所述电机控制命令包括所述直流无刷电机的预设转速，并将所述预设转速发送给所述主控模块；所述轴角变换模块，用于获取所述直流无刷电机的转子位置，并将所述转子位置发送给所述主控模块；所述主控模块，用于根据所述转子位置确定所述直流无刷电机的当前转速，将所述当前转速与所述预设转速比较，输出对应的驱动信号到所述高压驱动模块；所述高压驱动模块，用于按照所述驱动信号对所述直流无刷电机的高压功率驱动，控制所述直流无刷电机的运转。

【技术特征摘要】
1.一种控制装置，应用于直流无刷电机，其特征在于，包括：通信模块、轴角变换模块、主控模块和高压驱动模块；其中：所述通信模块，用于接收地层测试器发送的电机控制命令，所述电机控制命令包括所述直流无刷电机的预设转速，并将所述预设转速发送给所述主控模块；所述轴角变换模块，用于获取所述直流无刷电机的转子位置，并将所述转子位置发送给所述主控模块；所述主控模块，用于根据所述转子位置确定所述直流无刷电机的当前转速，将所述当前转速与所述预设转速比较，输出对应的驱动信号到所述高压驱动模块；所述高压驱动模块，用于按照所述驱动信号对所述直流无刷电机的高压功率驱动，控制所述直流无刷电机的运转。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述主控模块将所述当前转速与所述预设转速比较，输出对应的驱动信号到所述高压驱动模块，包括：将所述当前转速与所述预设转速比较，确定所述当前转速和预设转速的差值；根据所述差值输出对应的驱动信号到所述高压驱动模块。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：第一测量模块，用于监测所述直流无刷电机的供电信息，并将所述供电信息发送给所述主控模块和所述通信模块；其中，所述供电信息包括：直流无刷电机的供电电流、供电电压和供电电源中的至少一种；所述主控模块，还用于将所述供电电流与预设电流值比较，在所述供电电流大于或等于所述预设电流值时，控制所述直流无刷电机停止转动；所述主控模块，还用于将所述直流无刷电机的供电电流、供电电压和供电电源中的至少一种发送给所述通信模块，以使所述通信模块将所述直流无刷电机的供电电流、供电电压和供电电源中的至少一种反馈给所述地层测试器。4.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：第二测量模块，用于监测所述直流无刷电机的运行温度，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝桂青，邹继明，周明高，黄勇胜，张小康，薛永增，支宏旭，陈永超，李健飞，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11