[發明專利]一種井下無刷直流電機控制器

無效

• 申請號: 201210385869.3
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102916638A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 陳紅新;蔣世全;周建良;許亮斌;張新超;侯增廣;李鵬峰;李漢興;閆研
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: H02P7/29
• 分類號: H02P7/29
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

1.一種井下無刷直流電機控制器，其特征在于：它包括主電源、輔助電源、三相全控橋模塊、功率開關管驅動模塊、主控制器、無刷直流電機、檢測電路模塊、存儲器模塊和通訊模塊；

所述主電源輸出端分別連接所述輔助電源和三相全控橋模塊，所述輔助電源將所述主電源輸出的高電壓轉換成低電壓后，為所述功率開關管驅動模塊和主控制器供電；所述三相全控橋模塊經所述功率開關管驅動模塊連接所述主控制器，根據所述主控制器傳輸至的指令將所述主電源輸出的高電壓經整流逆變后，輸入至所述無刷直流電機的三相繞組；所述檢測電路模塊用于檢測所述無刷直流電機的位置轉速信號和電流信號，并將檢測信號傳輸至所述主控制器和存儲器模塊內，所述存儲器模塊中存儲的數據根據所述主控制器的調用指令，傳輸至所述主控制器內；所述主控制器根據接收到的所述無刷直流電機的位置轉速信號和電流信號，向所述功率開關管驅動模塊輸入六路PWM控制信號，所述功率開關管驅動模塊將六路PWM控制信號進行電平轉換和功率放大后，控制所述三相全控橋模塊工作；所述主控制器還連接有所述通訊模塊。

2.如權利要求1所述的一種井下無刷直流電機控制器，其特征在于：所述主控制器包括ADC模塊、電平變化捕捉模塊、雙閉環PID控制模塊、PWM輸出模塊和通信控制單元；所述ADC模塊連接所述檢測電路模塊，將所述檢測電路模塊濾波輸出的穩定模擬信號進行模數轉換，生成的電流數字量送入所述雙閉環PID控制模塊中；所述電平變化捕捉模塊利用所述檢測電路模塊輸出的霍爾傳感器位置信號，判斷當前所述無刷直流電機空間位置，并輸出電機轉速；所述雙閉環PID控制模塊利用所述ADC模塊輸出的電流值和電平變化捕捉模塊輸出的轉速值，通過轉速電流雙閉環PID控制算法處理后，輸出PWM控制信號；所述PWM輸出模塊利用所述雙閉環PID控制模塊輸出的PWM控制信號，輸出相應的六路PWM控制信號；所述通信控制單元內設置有CAN、UART、I2C、SPI通訊端口，用于通訊并與所述存儲器模塊中的數據進行傳輸。

3.如權利要求1所述的一種井下無刷直流電機控制器，其特征在于：所述檢測電路模塊包括霍爾傳感器、采樣電阻和信號處理器，所述霍爾傳感器用于檢測所述無刷直流電機的當前位置信號，并將檢測到的位置信號輸入所述信號處理器內；所述采樣電阻用于檢測所述無刷直流電機定子繞組電流信號，并將該電流信號傳輸至所述信號處理器內；所述信號處理器將位置轉速信號和電流信號濾波放大處理后，輸入至所述主控制器內。

4.如權利要求2所述的一種井下無刷直流電機控制器，其特征在于：所述檢測電路模塊包括霍爾傳感器、采樣電阻和信號處理器，所述霍爾傳感器用于檢測所述無刷直流電機的當前位置信號，并將檢測到的位置信號輸入所述信號處理器內；所述采樣電阻用于檢測所述無刷直流電機定子繞組電流信號，并將該電流信號傳輸至所述信號處理器內；所述信號處理器將位置轉速信號和電流信號濾波放大處理后，輸入至所述主控制器內。

5.如權利要求1或2或3或4所述的一種井下無刷直流電機控制器，其特征在于：所述三相全控橋模塊由六個功率開關管組成三相橋式逆變器，所述六個功率開關管分別由所述主控制器輸出的六路PWM控制信號控制其通斷，最終輸出電壓至所述無刷直流電機的三相繞組U、V、W。

6.如權利要求5所述的一種井下無刷直流電機控制器，其特征在于：所述六個功率開關管均采用場效應管或IGBT。

7.如權利要求1或2或3或4或6所述的一種井下無刷直流電機控制器，其特征在于：所述通訊模塊采用CAN通訊模塊或RS232通訊模塊。

8.如權利要求5所述的一種井下無刷直流電機控制器，其特征在于：所述通訊模塊采用CAN通訊模塊或RS232通訊模塊。