电动钻机动力系统的谐波治理

针对电动钻机动力系统非线性负载产生的谐波,分析了谐波对钻机井场电网的影响及其危害,提出了混合型有源电力滤波器(HAPF)方案,介绍了该系统的滤波原理、控制方法及对HAPF采用的复合控制策略。试验结果表明:HAPF对井场电网的谐波和无功具有较好的补偿效果,可有效提高井场电网功率因数,减少谐波电流,改善输出电流波形,且系统工作稳定可靠,性价比高,具有良好的工程推广应用价值。

钻机多自由度旋转系统的滑模控制策略

针对钻机旋转系统中钻头黏滑振动导致钻头失速而引起系统故障,建立钻机具有扭转特性的多自由度旋转系统模型,提出基于幂次趋近律的双面滑模PID控制策略,将滑模面设计为2个间断面,一是滑模面抑制钻头黏滑运动,二是滑模面使钻头速度跟随顶驱速度,实现钻头恒速运行;滑模控制策略结合PID控制,改善旋转系统的动态及静态响应特性.仿真结果表明:基于幂次趋近律的双面滑模PID控制,使系统对参数和地层结构的变化具有较强的鲁棒特性,可有效抑制钻头的黏滑振动,减小稳态误差,保证系统的稳定性和可靠性.

电动钻机全数字电控系统发展现状与趋势

在介绍电动钻机电控系统发展历程的基础上,探讨了先进的电动钻机全数字电控系统的结构和特点,并介绍了全数字电控系统中发电控制单元,电气传动控制单元和配电控制单元的功能。结合国外在智能钻具系统、陆上操作系统及可配置自动钻机系统方面的研究成果,概括了未来电动钻机全数字电控系统智能化、网络化和开放化的内涵及发展趋势。最后针对目前国内电动钻机全数字电控系统的发展现状,提出亟待开发的技术和进一步研究的内容。

电动钻机动力系统功率均衡控制器的设计

针对电动钻机动力系统——柴油发电机组多台并联运行时功率分配不均衡问题,基于现有的钻机电气控制系统,设计了一种功率均衡控制器.该控制器以可编程控制器为控制中心,采用多输入多输出模糊控制算法,实现各机组有功功率和无功功率的均衡分配.实验结果表明:控制器简单、实用,提高了电动钻机动力系统的稳定性和可靠性.

基于单片机的三菱变频器开发应用

目的确定三菱变频器通讯协议的要素,提高其构成的工业化调速控制系统的可靠性。方法分析控制单元对变频器参数进行读写的通讯协议的过程,引用统一建模语言中的时序图描述与三菱变频器通讯的时序,结合AT89C51单片机和三菱变频器组成调速控制系统的开发,举例阐述其通讯过程。结果对三菱变频器通讯协议,归纳出参数初始化、通讯数据格式及通讯时序3个要素及其内容和过程。结论从3个要素理解三菱变频器通讯协议、明确通讯时序,利于开发可靠的调速控制系统。

用分布参数电路模型研究稠油油井加热功率问题

用分布参数电路模型对稠油油井中频加热功率沿井深的分布进行了深入研究.得出油井井筒加热过程中热功率随井深按非线性规律变化,越靠近井口发热功率越大.这正好弥补了稠油提升过程中温度的下降,从而提高了加热效率、降低加热成本,达到节能降耗的目的.

基于CPLD的抗快变脉动负载直流调速器开发

针对电动跑步机负载快变脉动的特点，设计了一种基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的抗快变脉动负载的直流调速器、以1～2kW直流电机驱动的运动装置为例，采用CPLD和速度、电流调节电路，产生PWM控制信号，实现对电动跑步机的精确控制、工业化试验结果表明，开发的直流调速器动态性能好，性价比高、同时该方法能应用于具有同类负载特征的小功率直流调速系统中．

电动钻机动力系统的功率检测及均衡

针对电动钻机动力系统即柴油发电机组的有功功率和无功功率的均衡问题,设计了一种简单实用的功率实时检测及均衡电路。利用功率检测电路的信号,发电机各控制单元可对其输出的电压和频率进行调节,从而保证发电机输出电压和频率的稳定。同时发电机多机组并网运行时,通过功率均衡电路实现各机组有功功率和无功功率的均衡分配。试验结果证明,设计的电路正确,用于钻机动力系统可降低系统故障率,提高机组的利用率,完全满足钻井作业的工况。

感应电动机两种非线性解耦控制方法的研究

针对感应电动机调速控制系统,研究了基于非线性状态反馈控制和Lyapunov积分控制的两种控制方法,两种控制方法均可实现感应电动机转速和磁链的完全动态线性解耦控制,但后者增加了积分控制及电流控制环节,使系统响应增强.仿真结果表明,他们均具有良好的调速控制性能.通过对两种方法的比较和分析,两种控制方法具有良好的稳态特性,但后者的动态特性更好,且对电阻参数的变化其鲁棒性更强.

脉动型负载的数字式直流调速器

针对脉冲型负载,以1~2 kW直流电机驱动的电动跑步机为例,设计了一种电动跑步机专用的数字式直流调速器.该调速器采用FUZZY-PID算法,自动调整PID参数,产生PWM信号,实现对跑步机速度的控制.该装置结构简单、性价比高,也可应用于其他具有同类负载特征的小功率直流调速系统.

健身运动装置的调速控制单元开发

以功率3～5kW的健身运动装置为对象，借鉴国外相关产品的技术，通过市场调研，保证控制单元的性能价格比的市场优势。该控制单元充分利用单片机的资源和交流变频调速装置，通过单片机控制变频器，实现对运动装置调速控制单元开发。该系统具有控制电路简单、调速精度高、成本低等优点。

FUZZY-PID在电动跑步机调速单元中的应用

针对电动跑步机的脉冲式负载转矩特性,以小功率直流电机驱动为例,利用PHILIPSP87LPC768单片机开发了一种电动跑步机专用的数字式速度调节单元.该调速单元充分利用单片机的资源,采用FUZZY-PID算法,通过对PID参数的自动调整产生PWM信号,实现对跑步机速度的控制.工业化试验结果表明:该单元结构简单,性价比高,能对电动跑步机的速度实现精确控制,同时该方法也可应用于其它同类运动装置的速度控制.

钢管生产线板材卷取机张力控制的实现

针对钢管生产线板材卷取需张力控制的工艺要求,采用英国欧陆590P 4Q全数字式直流调速器,设计了纵剪生产线卷取机张力控制系统。控制系统通过对590P调速器内部功能块的组态,实现了卷取时的恒张力控制。系统已成功应用于实际生产,生产状况表明,基于590P的卷取机张力控制系统能保持恒定的张力控制,减少电气故障,提高纵剪生产的工艺性能和产品品质。

基于P87LPC768的调速控制器的设计与应用

介绍了用Philips半导体公司推出的51LPC系列单片机P87LPC768设计的PWM方式直流电机调速控制器,详细地论述控制器的组成、控制原理和硬件与软件的设计,并设计了完善的故障保护电路:即利用单片机对系统实时监控,在系统过压、欠压、过载、超速等故障状态时发出报警信号,控制故障保护功能电路动作,实现系统的保护.该系统已应用于1～2 kW的直流电机调速系统中,实验结果表明系统动态性能好、控制精度高、结构简单、调速性能可靠,作为产品进行开发,具有性能价格比高的优点.

钻机恒钻压自动送钻系统模糊控制器的设计

针对钻机工作过程中钻压的时变和非线性的基本特性,提出一种基于模糊控制技术的钻机自动送钻技术。根据模糊控制理论和钻井现场司钻的操作经验,建立相应的模糊控制规则,同时结合送钻电机矢量控制技术,设计了恒钻压送钻系统模糊控制器。仿真实验表明控制效果良好,系统的响应速度提高,对实际的设计与应用具有一定的指导意义。

地理信息环境下配电网潮流实时计算与显示

分析了组件式地理信息系统(G IS)的特点和前推回带法的基本原理,在此基础上研究并开发了一个基于地理信息系统的配电网潮流管理软件。介绍了G IS环境下潮流计算数据库的总体结构,利用G IS的图层绑定功能实现了电压、功率在G IS上的实时显示。