钻机井场电网动态无功补偿控制器的研制

针对钻机井场电网钻井设备引起的电压闪变、谐波污染和功率因数低等电能质量问题，设计了TCR＋FC静止无功补偿控制器。该控制器采用TMS320F28027为主控芯片配合使用高精度电能计量芯片ATT7022B的方案，实现了对无功的动态补偿。试验结果表明：该控制器计算精度高，响应速度快，动态性能好，有效地改善了电网供电质量，提高功率因数，具有良好的节能降耗推广价值。

基于直接功率控制的钻机井场电网谐波抑制的研究

针对钻机自备电网的非线性负载产生的谐波,提出了基于直接功率控制的有源电力滤波方案.介绍了直接功率控制系统的控制方法、原理以及该系统的空间矢量调制控制策略,并进行了仿真实验.结果表明:基于直接功率控制的有源电力滤波器对井场电网有较好的谐波抑制和无功补偿的效果,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.控制系统结构简单,易于实现工程化.

石油钻机动态无功补偿与谐波抑制

针对钻机井场电网的非线性负载谐波使供电质量下降的问题,提出了对钻机变频驱动系统进行谐波抑制和无功补偿。分析系统谐波和无功产生的原因,提出APF+SVC的系统方案。研究过程中开发了混合谐波抑制和无功补偿单元,并在电驱动钻机控制系统实验平台模拟了该单元的运行情况。实验表明:此改方法可有效抑制交流变频系统产生的谐波和补偿系统中的无功功率,具有实际应用价值。

电动钻机电网有源电力滤波技术

分析和论述了电动钻机电网谐波的特点,应用并联型有源电力滤波器(SAPF)抑制电动钻机动力系统工作过程中电流谐波分量,使系统工作更趋安全稳定。在SAPF设计中,根据电动钻机电网三相四线制的供电方式,采用d-q-0谐波电流检测方法;由于起下钻工况时电网谐波电流变化速率较快,选用跟踪性强的滞环电流控制法;对SAPF容量的确定和电容器参数选择进行数学优化计算。仿真和试验结果证明,在电动钻机电网谐波电流动态抑制方面,SAPF取得了较好的效果。

基于自抗扰控制器的柴油机转速控制

当柴油机作为转速控制系统的被控对象时,是一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果,但是自抗扰控制理论设计的控制器,能够提高调速系统的精度、准确度和柴油机的抗扰动能力。本文主要介绍了自抗扰控制技术(Active Disturbance Rejection Control Technique,ADRC),并且根据自抗扰控制技术设计了切实可行的自抗扰控制器,通过与PID控制的仿真比较,显示出自抗扰控制器对转速控制的较小超调量和较短调节时间,反应出良好的动态性能和稳态特性。

基于粒子群算法的钻进参数多目标优化

为了使钻进过程达到最优,提出了基于机械钻速、钻头寿命和钻头比能的钻进参数多目标优化模型。参考典型的多目标优化进化算法NSGA-Ⅱ,提出了一种多目标粒子群算法(MOPSO)。采用一个钻进参数优化实例对优化模型和算法进行检验,得到分布均匀的Pareto最优解,一些最优解与传统的钻进参数单目标优化的解近似;讨论了算法中的种群规模、迭代次数和外部档案规模三个参数,得到一组兼顾解质量和计算时间的参数值,其计算时间的统计结果证明模型和算法满足钻进参数动态优化的要求。

井场电网动态无功补偿技术

论述了晶闸管控制电抗器动态无功补偿技术在钻机井场电网中的应用;分析了动态补偿装置的基本工作原理、组成及其控制系统,并进行了现场测试。试验结果表明:该装置可有效改善井场电网质量、提高功率因数、抑制电压波动,具有良好的推广应用价值。

一种无锁相环的i_p-i_q法的谐波检测方法

有源电力滤波器是对电力系统中谐波和无功功率补偿的重要装置,其关键环节之一就是能够实时准确地检测出谐波电流。在介绍传统的基于三相瞬时无功功率的i_p-i_q法基本原理的基础上,指出其检测到的基波电流出现误差的原因是由于电网的电压与其正序电压存在相位差。针对该问题提出一种无锁相环的i_p-i_q法,通过对称分量法提取电网电压的正序电压,最后用MATLAB仿真软件搭建仿真模型进行验证。

一种低压TSC的过零触发电路设计

设计了一种低压TSC触发电路,该电路能在晶闸管两端电压过零时刻触发晶闸管,从而实现TSC支路的无冲击投入。该电路采用隔离电源供电的电压比较器和二极管钳压电路组成电压过零检测模块,并加入一阶滤波环节。不但提高了过零检测的速度和精度,而且还解决了触发电路与主电路的电气隔离问题。通过实验证明该电路能应对复杂工况,并且取得了很好的触发效果。

SAPF两种谐波检测方法的分析和应用

介绍了基于瞬时功率理论的静止坐标和旋转坐标下的p-q法和ip-iq法两种谐波检测方法。通过matlab7.0建立仿真模型,并结合有电动钻机的电网中SAPF的试验加以分析。结果表明,p-q法只在电源电压无畸变情况下才能有效的检测电流谐波,而ip-iq法在电源电压有无畸变情况下都能准确的检测出谐波分量。

基于STM32的三相交流异步电机调速系统的设计

以芯片STM32F103ZET6微处理器为主控芯片心,采用恒压频比的变频调速方式设计了三相交流异步电动机的调速系统。详细介绍了该系统硬件电路,主要包括交-直-交电压型变频电路、电流/电压检测电路、辅助电源电路等。实现了交流电机的转速闭环控制,该系统体积较小、精度较高、操作简单方遍、可扩展性强。

基于STM32F103的三相SPWM软件设计

基于对三相鼠笼式异步电动机变频转速控制的目的,在阐述SPWM输出原理基础上进行软件设计。采用规则采样法数学模型,通过查表法及相序延迟120°完成三相拟合,获得三相互补SPWM输出信号,所得三相互补SPWM输出信号可以驱动三相鼠笼式异步电机。

基于Buck电路的直流调速系统设计

随着直流斩波技术的发展,直流传动系统已经广泛应用于Buck电路,且该电路控制手段灵活方便,抗干扰能力强。重点介绍Buck电路的工作原理,利用其可实现PWM直流脉宽调速系统对电动机转速的控制。仿真实验表明,该电路显示出连续调节能力以及良好的动态性能与稳态性能。

智能自寻迹焊缝探伤及信息采集机器人的设计

本文针对普通的石油长输管道焊缝探伤以及石化企业储料罐外壁检测及维护,设计了一款单片机控制的智能小车,该小车具有压力探针、超声波探伤传感器、机械臂、温湿度传感器、烟雾传感器、GPS等模块,极大提高了石油和石化领域的经济效益和社会效益。