一種基于can總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)、CAN通訊卡、主控板、驅(qū)動板、濾波板、電源系統(tǒng)和被控電機(jī)系統(tǒng)，它們之間采用CAN總線相互連接，主控板由PC機(jī)、SPWM輸出模塊、電機(jī)溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測模塊、電機(jī)電壓檢測模塊、電機(jī)電流檢測模塊和CAN通訊模塊組成，PC機(jī)通過SPWM輸出模塊與驅(qū)動板相連，驅(qū)動板通過濾波板與被控電機(jī)系統(tǒng)相連，PC機(jī)通過電機(jī)溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測模塊、電機(jī)電壓檢測模塊、電機(jī)電流檢測模塊與被控電機(jī)系統(tǒng)相互連接，PC機(jī)與CAN通訊模塊相連并通過CAN通訊卡接受上位機(jī)的控制，電源系統(tǒng)提供系統(tǒng)所需的各種工作電源。本系統(tǒng)具有極高的高溫可靠性，能夠確保系統(tǒng)在高溫150℃井下環(huán)境可靠工作。
【專利說明】—種基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型尤其涉及到一種基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]海海洋石油鉆井平臺要對海底石油進(jìn)行探測取樣，所用的探測器是一個長達(dá)數(shù)十米的管型探測裝置，即地層測試評價儀(Format1n Evaluat1n Tool)。地層測試評價儀由多種電氣部件組成，其中液壓泵驅(qū)動電機(jī)是其關(guān)鍵性部件，用于驅(qū)動儀器液壓泵，提供液壓動力完成儀器的各項(xiàng)機(jī)械動作。液壓泵驅(qū)動電機(jī)的可靠性是非常重要的，它的良好運(yùn)行是確保FET裝置正常運(yùn)行的重要保證。
[0003]目前，國內(nèi)外對液壓泵驅(qū)動電機(jī)的控制多采用地面電源供電方式來完成，這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是:技術(shù)傳統(tǒng)、簡單、直觀，成本低。但該種控制方式的缺點(diǎn)也是十分明顯的，如體積大，重量重，效率低，調(diào)節(jié)電壓需要人工干預(yù)，自動調(diào)節(jié)功能差等。石油勘測的實(shí)際應(yīng)用背景，迫切需要開發(fā)一種井下150°C環(huán)境下可靠運(yùn)行的電機(jī)控制系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)的交流變頻調(diào)速控制，提高電機(jī)運(yùn)行效率，降低損耗，延長壽命。
[0004]本系統(tǒng)是基于這一實(shí)際應(yīng)用背景和需求而進(jìn)行立項(xiàng)開發(fā)的，可以在井下150°C環(huán)境下對液壓泵驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定、可靠的控制，有效的保證儀器的可靠運(yùn)行。同時作為一個滿足現(xiàn)場作業(yè)要求，非常實(shí)用的電機(jī)控制系統(tǒng)，可望在全行業(yè)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，有比較看好的市場前景。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，它采用SPWM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的變頻調(diào)速控制，很好地解決了 150°C高溫環(huán)境下電機(jī)的控制與運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測問題，有效的保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)、CAN通訊卡、主控板、驅(qū)動板、濾波板、電源系統(tǒng)和被控電機(jī)系統(tǒng)，它們之間采用CAN總線相互連接，所述主控板由PC機(jī)、SPWM輸出模塊、電機(jī)溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測模塊、電機(jī)電壓檢測模塊、電機(jī)電流檢測模塊和CAN通訊模塊組成，所述PC機(jī)通過SPWM輸出模塊與驅(qū)動板相連，所述驅(qū)動板通過濾波板與被控電機(jī)系統(tǒng)相連，所述PC機(jī)通過電機(jī)溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測模塊、電機(jī)電壓檢測模塊、電機(jī)電流檢測模塊與被控電機(jī)系統(tǒng)相互連接，所述PC機(jī)與CAN通訊模塊相連并通過CAN通訊卡接受上位機(jī)的控制，所述電源系統(tǒng)提供系統(tǒng)所需的各種工作電源。
[0007]進(jìn)一步的，所述PC機(jī)為微處理器DSPIC30F6010A。
[0008]優(yōu)選的，所述電源系統(tǒng)為控制電源模塊和AC220V主電源輸入。
[0009]進(jìn)一步的，所述AC220V主電源輸入為驅(qū)動板提供電源。
[0010]優(yōu)選的，所述控制電源模塊提供+5V、+15V、-15V三種電源參數(shù)。
[0011]進(jìn)一步的，所述控制電源模塊為主控板提供電源。
[0012]進(jìn)一步的，還包括顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)，所述顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)分別與上位機(jī)相連。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:(I)控制系統(tǒng)采用全數(shù)字化設(shè)計，以DSPIC30F6010A高速微型計算機(jī)為核心，通過工業(yè)現(xiàn)場總線(CAN)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信和共享，能夠?qū)崟r地檢測和傳遞數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多CPU之間的互通互聯(lián)與數(shù)據(jù)共享，檢測、控制、顯示的實(shí)時性好，可靠性高；(2)控制系統(tǒng)采用馬達(dá)電機(jī)電流(力矩)自動跟蹤等智能化控制算法軟件，實(shí)現(xiàn)馬達(dá)電機(jī)的聞性能運(yùn)行。具有損耗小、效率聞、噪首小、運(yùn)行平穩(wěn)、動態(tài)響應(yīng)快等特點(diǎn)。(3)控制系統(tǒng)具有極高的高溫可靠性，確保系統(tǒng)在高溫150°C井下環(huán)境可靠工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型溫度檢測電路原理圖。
[0017]具體實(shí)施效果
[0018]如圖1所示。一種基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)、CAN通訊卡、主控板、驅(qū)動板、濾波板、電源系統(tǒng)和被控電機(jī)系統(tǒng)，它們之間采用CAN總線相互連接，主控板由PC機(jī)、SPWM輸出模塊、電機(jī)溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測模塊、電機(jī)電壓檢測模塊、電機(jī)電流檢測模塊和CAN通訊模塊組成，PC機(jī)通過SPWM輸出模塊與驅(qū)動板相連，驅(qū)動板通過濾波板與被控電機(jī)系統(tǒng)相連，PC機(jī)通過電機(jī)溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測模塊、電機(jī)電壓檢測模塊、電機(jī)電流檢測模塊與被控電機(jī)系統(tǒng)相互連接，PC機(jī)與CAN通訊模塊相連并通過CAN通訊卡接受上位機(jī)的控制，電源系統(tǒng)提供系統(tǒng)所需的各種工作電源。
[0019]如圖2所示。PT100與電機(jī)表面充分接觸，當(dāng)電機(jī)溫度發(fā)生變化時，PT100的阻值也隨之變化，利用圖2所示的電路可以測得阻值的變化，從而測得電機(jī)溫度。電路分析:IC6A，R97，R98組成一個200mA恒流源電路；利用恒流源將PT100的阻值轉(zhuǎn)換為電壓信號；再利用IC7采集并將信號送給單片機(jī)；最后單片機(jī)再根據(jù)溫度曲線計算電機(jī)溫度。
[0020]本實(shí)用新型的工作原理:控制板是整個電機(jī)控制系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)根據(jù)上位機(jī)以CAN通訊形式傳來的指令產(chǎn)生SPWM波，控制電機(jī)的啟動/停止，同時檢測液壓泵驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并將參數(shù)，如電壓，電流，溫度，轉(zhuǎn)速，及故障信息通過CAN通訊傳給上位機(jī)進(jìn)行顯示。驅(qū)動板采用整流、逆變二合一模塊設(shè)計，實(shí)現(xiàn)AC220V輸入，三相電壓、頻率可調(diào)電源輸出。驅(qū)動板負(fù)責(zé)根據(jù)控制板SPWM波控制整流與逆變，實(shí)現(xiàn)電源輸出等。濾波板將IGBT輸出的SPWM波形濾為正弦波，為電機(jī)供電。
[0021]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實(shí)施方式】僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)、CAN通訊卡、主控板、驅(qū)動板、濾波板、電源系統(tǒng)和被控電機(jī)系統(tǒng)，它們之間采用CAN總線相互連接，所述主控板由PC機(jī)、SPWM輸出模塊、電機(jī)溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測模塊、電機(jī)電壓檢測模塊、電機(jī)電流檢測模塊和CAN通訊模塊組成，所述PC機(jī)通過SPWM輸出模塊與驅(qū)動板相連，所述驅(qū)動板通過濾波板與被控電機(jī)系統(tǒng)相連，所述PC機(jī)通過電機(jī)溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測模塊、電機(jī)電壓檢測模塊、電機(jī)電流檢測模塊與被控電機(jī)系統(tǒng)相互連接，所述PC機(jī)與CAN通訊模塊相連并通過CAN通訊卡接受上位機(jī)的控制，所述電源系統(tǒng)提供系統(tǒng)所需的各種工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PC機(jī)為微處理器DSPIC30F6010A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電源系統(tǒng)為控制電源模塊和AC220V主電源輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述AC220V主電源輸入為驅(qū)動板提供電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電源模塊提供+5V、+15V、-15V三種電源參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電源模塊為主控板提供電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線設(shè)計的液壓泵驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)，所述顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)分別與上位機(jī)相連。
【文檔編號】H02P27/08GK204190664SQ201420685287
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月15日
【發(fā)明者】張全柱, 趙立永, 鄧永紅 申請人:華北科技學(xué)院