电控旋转刮蜡器控制器研究
发布时间:2020-07-02 05:57
【摘要】:在油田采油生产过程中,因为原油中含有石蜡,油井油管内壁会结蜡,从而导致油管内径变小,使得油井采液量减少,采油设备的损耗增加,采油成本增大。清除油管内壁的结蜡是一项重要、经常性的工作。为有效清除油管内壁结蜡,人们设计了多种刮蜡设备,统称刮蜡器。传统刮蜡器依靠配重带动刮刀下行,结蜡严重时,刮刀下行困难,清蜡效果差,且费时,影响工作效率,不可控。电控旋转刮蜡器因具有清蜡效果好、工作效率高、操作方便、运行可控等优点,成为工程界研究的热点。本文结合油田油管结蜡特点,研究并设计一种以无刷直流电机(BLDCM)作为驱动设备,具有自保护、多档速功能的新型电控旋转刮蜡控制器。根据BLDCM双闭环控制结构的控制原理,分析了传统PID控制算法与模糊PID控制算法的优缺点,将二者优点结合,采用一种改进的模糊PID控制策略并建立数学模型。搭建控制器的仿真模型,应用MATLAB工具进行仿真实验。仿真实验结果表明,改进后的模糊PID控制算法响应更快,系统不存在超调,抗干扰能力更强。在仿真基础上,根据系统功能要求,计算并设定电机参数,选择电机,完成系统硬件电路设计与软件编程。系统硬件电路以STM32F103RCT6芯片为核心控制器件,设计了控制芯片外围电路、霍尔位置测量电路、功率逆变电路、电源电路、通信电路、光耦隔离保护电路、电流检测及保护电路等。根据系统工作流程编制系统软件,依据模块化思想,运用C语言完成各个模块的设计。实验结果表明,该控制器控制精度较高,稳定性强,安全可靠,方便实用,具有较好的应用价值。
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TP273;TE935
【图文】:
东北石油大学工程硕士专业学位论文第二章 无刷直流电机运行原理与数学模型2.1 无刷直流电机控制系统主结构无刷直流电机是当今社会使用普遍的电机之一,其控制系统分为供电部分、电机部分、控驱部分、位置部分[29]。直流电源提供给系统电压,各部分开始工作,位置部分取得电机空间位置信息,控驱部分以位置信息为指导,发出指令,指示定时器发出 PWM信号,驱动功率开关管,进而使得电机运转。图 2.1 为无刷直流电机控制系统总体结构。
霍尔位置传感器安装示意图
本文编号:2737828
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TP273;TE935
【图文】:
东北石油大学工程硕士专业学位论文第二章 无刷直流电机运行原理与数学模型2.1 无刷直流电机控制系统主结构无刷直流电机是当今社会使用普遍的电机之一,其控制系统分为供电部分、电机部分、控驱部分、位置部分[29]。直流电源提供给系统电压,各部分开始工作,位置部分取得电机空间位置信息,控驱部分以位置信息为指导,发出指令,指示定时器发出 PWM信号,驱动功率开关管,进而使得电机运转。图 2.1 为无刷直流电机控制系统总体结构。
霍尔位置传感器安装示意图
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 张希录;史向明;杨猛;张思鹤;;电控旋转式刮蜡器性能研究及应用[J];科技与企业;2015年08期
2 李笑林;;液压旋转刮蜡器的研制与应用[J];内蒙古石油化工;2014年08期
相关硕士学位论文 前5条
1 廖传杰;电动汽车轮毂电机设计及电磁热分析研究[D];华东交通大学;2018年
2 王飞;BLDC驱动电路设计及应用[D];西安电子科技大学;2017年
3 王晓东;无刷直流钻井电机关键技术研究与实验[D];郑州大学;2017年
4 黄辉;无刷直流电机控制关键技术的研究[D];合肥工业大学;2017年
5 邓荣;新型步进式刮蜡器的设计研究[D];中国石油大学(华东);2014年
本文编号:2737828
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