专利名称：潜油电机伺服控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种潜油电机的控制器。
背景技术：
传统的潜油电泵和潜油螺杆泵机组的控制系统均放在地面，而潜油电机却在深度上百米甚至几千米的井下。通过长距离的潜油电缆将电机尾部编码器的检测信号反馈至地面控制器，存在着延迟，无法实现准确的反馈，难以保证电机的控制精度。同时，传统的地面控制系统输出的交流电经过长距离的潜油电缆送到电机，电缆损失的能耗大，不能很好的控制潜油电机的运行。
发明内容本实用新型的目的是提供一种潜油电机伺服控制器，该控制器可实现潜油电机的高精度伺服控制，降低了电缆损耗，为充分发挥潜油伺服电机的优势提供保障。本实用新型的技术方案是潜油电机伺服控制器，由地面控制器和井下控制器两部分组成，所述地面控制器包括第一单片机、整流滤波电路和控制面板，所述井下控制器包括第二单片机、电流传感器、压力传感器和智能功率模块；其中地面控制器的整流滤波电路接受工频三相电流，转变为直流电后输出给井下控制器的智能功率模块，同时，整流滤波电路接受来自于潜油电机尾部编码器的电压信号，并将电压检测信号分别传输给第一单片机及控制面板的输入端，控制面板将该电压检测信号输出在显示屏上，控制面板的输出端统一发送控制指令到第一单片机，第一单片机内预输入控制参数及控制模式，第一单片机的输出端与井下控制器的第二单片机的输入端之间通过通讯电缆连接；井下控制器的第二单片机的输入端接受电流传感器、压力传感器和编码器的反馈信号，井下控制器的第二单片机的输出端发出的PWM信号传送给智能功率模块，智能功率模块产生三相电压传输给潜油电机。本实用新型具有如下有益效果潜油电机控制信号传输距离短，响应快，精度高， 能够实现电机的高精度伺服控制，解决了长距离传输和通讯与潜油电机高精度伺服控制的矛盾，降低了电缆损耗。
图1是潜油电机伺服控制器系统电气结构图。
具体实施方式
潜油伺服系统由伺服控制器、交流伺服电机和编码器组成。由图1所示，潜油电机伺服控制器，由地面控制器和井下控制器两部分组成，所述地面控制器包括单片机MCU1、整流滤波电路和控制面板，所述井下控制器包括单片机MCU2、电流传感器、压力传感器和智能功率模块IPM ；其中地面控制器的整流滤波电路接受工频三相电流，转变为直流电后输出给井下控制器的IPM，同时，整流滤波电路接受来自于潜油电机尾部编码器的电压信号，并将电压检测信号分别传输给单片机MCUl及控制面板的输入端，控制面板将该电压检测信号输出在显示屏上，控制面板的输出端统一发送控制指令到MCU1，MCUl内预输入控制参数及控制模式，MCUl的输出端与井下控制器的MCU2的输入端之间通过通讯电缆连接；井下控制器的MCU2的输入端接受电流传感器、压力传感器和编码器的反馈信号，井下控制器的 MCU2的输出端发出的PWM信号传送给智能功率模块IPM，IPM产生三相电压传输给潜油电机，驱动电机旋转。 通过上述描述可以看出本申请的潜油电机伺服控制器采用双控制器技术，其中的地面控制器主要功能之一把工频三相交流电通过整流滤波电路转换为直流电，然后通过潜油电缆输送给井下控制器的IPM ；之二是与井下控制器的MCU2建立通讯联系，并设置了井下控制器的控制参数和控制模式。井下控制器的主要功能是根据MCUl设置的控制参数和控制模式，以及电流传感器、压力传感器和编码器的反馈信号，运行控制程序，产生PWM 信号控制IPM ；IPM根据PWM信号，产生三相电压给潜油电机，驱动电机旋转。整个系统是一个闭环控制系统，控制周期短(一个控制周期只有几十个微秒)，响应快，精度高。
权利要求1.潜油电机伺服控制器，由地面控制器和井下控制器两部分组成，其特征在于所述地面控制器包括第一单片机、整流滤波电路和控制面板，所述井下控制器包括第二单片机、 电流传感器、压力传感器和智能功率模块；其中地面控制器的整流滤波电路接受工频三相电流，转变为直流电后输出给井下控制器的智能功率模块，同时，整流滤波电路接受来自于潜油电机尾部编码器的电压信号，并将电压检测信号分别传输给第一单片机及控制面板的输入端，控制面板将该电压检测信号输出在显示屏上，控制面板的输出端统一发送控制指令到第一单片机，第一单片机内预输入控制参数及控制模式，第一单片机的输出端与井下控制器的第二单片机的输入端之间通过通讯电缆连接；井下控制器的第二单片机的输入端接受电流传感器、压力传感器和编码器的反馈信号，井下控制器的第二单片机的输出端发出的PWM信号传送给智能功率模块，智能功率模块产生三相电压传输给潜油电机。
专利摘要本实用新型公开了一种潜油电机伺服控制器，由地面控制器和井下控制器两部分组成，其中地面控制器把工频三相交流电转换为直流电，然后通过潜油电缆输送给井下控制器的IPM；并与井下控制器的MCU2建立通讯联系；井下控制器根据MCU1设置的控制参数和控制模式，以及电流传感器、压力传感器和编码器的反馈信号，运行控制程序，产生PWM信号控制IPM；IPM根据PWM信号，产生三相电压给潜油电机，驱动电机旋转。该控制器的电机控制信号的传输距离短，响应快，精度高，能够实现电机的高精度伺服控制，解决了长距离传输和通讯与潜油电机高精度伺服控制的矛盾，降低了电缆损耗。
文档编号H02P6/08GK202143024SQ20112029747
公开日2012年2月8日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者于建涛, 吴建成, 孙先杰, 张传绪, 杨春宇, 王岩楼, 魏伟 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司