一种fet三相交流电机驱动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种FET三相交流电机驱动控制系统，包括上位PC机、CAN总线通讯收发模块、单片机、驱动电路、IGBT逆变桥、三相异步电动机，所述上位PC机通过CAN总线通讯收发模块与单片机通讯连接，所述IGBT逆变桥一端输入滤波并通过分压检测电路与单片机相连，所述单片机通过输出SPWM波到驱动电路控制IGBT逆变桥，所述单片机通过NTC检测电路接收IGBT逆变桥的IGBT温度信号，所述IGBT逆变桥通过输出LC滤波控制三相异步电动机，所述单片机通过PT100测温电路与速度传感器分别检测三相异步电动机的电机温度信号与电机转速信号。本实用新型能在井下150℃环境下可靠运行的检测系统，它能够实现对交流电机控制系统全面的监控，尤其能从地面可以任意设定电机的转速。
【专利说明】一种FET三相交流电机驱动控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型尤其涉及到一种FET三相交流电机驱动控制系统。
【背景技术】
[0002]海洋油田测井装置要对海底石油进行探测取样，而其中所用的一种仪器就是地层测试评价仪，简称FET。地层测试评价仪是在石油测井行业中广泛应用的一种仪器，由多种电气部件组成，其中三相交流电机的控制系统是其关键性部件，牵引着仪器部件完成泵抽，抽取地层流体，从地面控制液压泵的速度就可以使地层流体以可控的速率、压差进入预测试室，完成测试取样动作。对控制系统的检测和控制就显得非常重要的，它的良好运行是确保FET装置正常运行的重要保证。
[0003]目前，国内生产的FET，只能在环境温度120°C以内运行，对三相交流电机控制的控制多通过在地面调节供电电源的方式来完成调速运行，对系统的检测也只是检测液压泵的运行速度，检测地面的供电电源的电流，通过电流的大小去调节供电电源，从而调节电机带载的能力。这种控制方式的优点是:技术传统、简单、直观，成本低。但该种控制方式的缺点也是十分明显的，调速需要通过在地面调节供电电压来完成，需要过多的人工干预，自动调节功能差，不能在更高的环境温度下工作，对控制系统检测不全面等。石油勘测的实际应用背景，迫切需要开发一种能在井下150°C环境下可靠运行的检测系统，它能够实现对交流电机控制系统全面的监控，尤其能从地面可以任意设定电机的转速。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能在井下150°C环境下可靠运行的检测系统，它能够实现对交流电机控制系统全面的监控，尤其能从地面可以任意设定电机的转速，即一种FET三相交流电机驱动控制系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型一种FET三相交流电机驱动控制系统，包括上位PC机、CAN总线通讯收发模块、单片机、驱动电路、IGBT逆变桥、三相异步电动机，所述上位PC机通过CAN总线通讯收发模块与单片机通讯连接，所述IGBT逆变桥一端输入滤波并通过分压检测电路与单片机相连，所述单片机通过输出SPWM波到驱动电路控制IGBT逆变桥，所述单片机通过NTC检测电路接收IGBT逆变桥的IGBT温度信号，所述IGBT逆变桥通过输出LC滤波控制三相异步电动机，所述单片机通过PT100测温电路与速度传感器分别检测三相异步电动机的电机温度信号与电机转速信号。
[0006]进一步的，所述单片机的型号为MICROCHIP公司的16dsPIC30F6010A。
[0007]优选的，所述IGBT逆变桥采用直流电压输入。
[0008]本实用新型的有益效果:(1)本实用新型采用CAN总线，把检测的数据发送给地面，同时接收地面的控制命令。(2)本实用新型能调节液压泵取样的速度，从地面可以任意设定所需的速度。(3)本实用新型可以深入到10000m以内的地层工作，能在环境150°C下可靠运行，并能够检测电机的实际运行速度，运行温度，控制系统关键器件IGBT的工作温度。(4)本实用新型具有很好的电磁兼容性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
[0010]图1为本实用新型的原理框图；
[0011]图2为本实用新型的系统框图。
[0012]具体实施效果
[0013]参见图1，一种FET三相交流电机驱动控制系统，包括上位PC机、CAN总线通讯收发模块、单片机、驱动电路、IGBT逆变桥、三相异步电动机，上位PC机通过CAN总线通讯收发模块与单片机通讯连接，IGBT逆变桥一端输入滤波并通过分压检测电路与单片机相连，单片机通过输出SPWM波到驱动电路控制IGBT逆变桥，单片机通过NTC检测电路接收IGBT逆变桥的IGBT温度信号，IGBT逆变桥通过输出LC滤波控制三相异步电动机，单片机通过PT100测温电路与速度传感器分别检测三相异步电动机的电机温度信号与电机转速信号。
[0014]参见图2，单片机控制电路是本检测系统的核心部分，从耐高温考虑，单片机选择MICROCHIP公司的16单片机dsPIC30F6010A，这个型号的单片机是微芯公司宽温度范围工作的一款单片机，它的低功耗设计，能在环境温度150°C下可靠工作整个系统主要由4个部分组成:一是由dsPIC30F6010A、外部短路故障信号输入和速度采集等组成的DSP数字系统，它能完成各种数字计算，速度采样，故障保护等功能；二是模拟接口电路，主要由电压检测调理电路，IGBT温度和电机温度调理电路组成，电压采集电路主要是把强电转换为弱电信号供DSP进行采样；三是CAN通讯电路，检测系统把采样的各种数据，各种状态发给上位PC机，同时接收上位PC机的速度和运行停止指令。
[0015]本实用新型的工作原理:FET三相交流电机额定电压为AC220V，转速调节范围O?3000转/分连续可调，主要由主回路(包含输入滤波模块，IGBT逆变桥模块，输出LC滤波模块)，驱动电路模块，单片机控制系统模块，CAN通信模块组成。直流高压直接由地面供给驱动控制系统，工作时，三相异步电动机所需要的转速由地面上位PC机设定，通过CAN通信发给井下驱动控制系统的单片机系统，单片机系统输出SPWM经由驱动电路驱动IGBT逆变桥工作，实现变频调速，转速可以在地面根据液压泵采样的需要任意设定。检测系统要检测IGBT逆变桥的输入直流高压和自身的温度，短路(SC)故障信号，检测三相异步电动机的温度和速度，把检测的参数通过CAN总线发回地面，地面根据接收的数据，调整三相异步电动机的运行速度和IGBT逆变桥输入直流高压，实现检测系统的可靠运行。
[0016]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种FET三相交流电机驱动控制系统，包括上位PC机、CAN总线通讯收发模块、单片机、驱动电路、IGBT逆变桥、三相异步电动机，所述上位PC机通过CAN总线通讯收发模块与单片机通讯连接，所述IGBT逆变桥一端输入滤波并通过分压检测电路与单片机相连，所述单片机通过输出SPWM波到驱动电路控制IGBT逆变桥，所述单片机通过NTC检测电路接收IGBT逆变桥的IGBT温度信号，所述IGBT逆变桥通过输出LC滤波控制三相异步电动机，所述单片机通过PTlOO测温电路与速度传感器分别检测三相异步电动机的电机温度信号与电机转速信号。
2.根据权利要求1所述的FET三相交流电机驱动控制系统，其特征在于，所述单片机的型号为 MICROCHIP 公司的 16dsPIC30F6010A。
3.根据权利要求1所述的FET三相交流电机驱动控制系统，其特征在于，所述IGBT逆变桥采用直流电压输入。
【文档编号】H02P23/00GK204156773SQ201420684751
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月15日 优先权日:2014年11月15日
【发明者】赵立永, 张全柱, 邓永红 申请人:华北科技学院