分析测井液压发电机电压控制模块的设计

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1、石油仪器·24·PETRoLEUMINSTRUMENIS2013年12月·开发设计·测井液压发电机电压控制模块的设计高东升陆敬武柏锐(大庆钻探工程公司测井公司黑龙江大庆)摘要：文章介绍了比例电磁阀的控制方法，研究了测井液压发电机电压控制模块的手动控制、自动控制及自动保护原理，提出了多用途液压系统控制模块的设计思想。关键词：液压控制；比例电磁阀；脉宽调制中图法分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1004—9134(2013)06-0024-03比例电磁阀与开关阀大部分结构相同，不同的之0引言处在于比例电磁阀采用了锥形止动器。当电磁阀中的线圈通过任何大小

2、电流时，线圈中产生相对应的磁场测井大车供电系统多用液压发电机，无论采用哪力，使柱塞移动，当达到与弹簧力平衡时，柱塞位置种液压发电机，基本原理大致相同：即由液压马达驱固定。柱塞移动不同的距离，锥形止动器开启不同的动发电机，并通过调节液压系统的流量、压力等参角度，从而控制流过不同大小的流量。产品设计是弹数，对输出电压和频率进行控制，现场将这种控制模簧定型后，线圈通过的电流大小将决定柱塞的行程和块称作速度控制盒。电压控制原理是由速度控制盒输椎体开启角度的大小，也就决定了流量的大小。理想出一定的电压值给比例电磁阀，控制液压系统的流量的比例电磁阀特性曲线为线性。根据

3、其基本原理，设和压力来控制发电机的输出电压。印尼基地的多台计一个电路，能够提供可调节的电流，即能够改变液EXCELL2000和LOGIQ系统的供电系统采用了这种压系统的流量和压力，达到控制输出电压的目的。目配置。但是，已有多个速度控制盒的电压控制模块坏前采用的比例电磁阀线圈电阻值6．34Q，最大驱动电掉，无法实现输出电压的稳定和调节，在无法找到该流2A。而能够满足该控制需求的基本器件就是场效产品的技术支持情况下，采用的临时处理办法是在比应管。例电磁阀后端焊接螺栓，通过螺栓的旋进来调节电1．2场效应管的工作特点压、停车和启动。这种方法虽然可以实现发电机工如图

4、2所示，场效应管的输出特性曲线可分为四作，但是无法实现稳压控制，并且这个螺栓的位置在个区域：非饱和区(可变电阻区)、饱和区(恒流区)、大车底盘下面，需要钻到车底来进行操作，这必将带截止区、击穿区。来很大的困难和危险。为此，我们设计了一个不依赖速度控制盒的电压区6控制模块，来实现对发电机的启动、运行和停车。≤i1比例电磁阀原理及控制电路原理1．1比例电磁阀结构与原理4812l62024—4—3—2—10sIVU~s／V比例电磁阀的结构如图1所示。图2场效应管输出特性曲线在非饱和区，漏极电流受栅·源电压UGs及漏一源，⋯勰电压s控制，当s为某一固定值时，受栅一

5、源电压s控制，表现为一种压控电阻特性，且具有近似线性关系；在饱和区，漏极电流受只受栅一源电压s控制，而与漏一源电压近似无关。即：第一作者简介：高东升，男，1963年生，工程师，1985年毕业于大庆石油学院测井专业，现在大庆钻探测井公司物资供应一分公司负责测井仪器及配件采购管理工作。邮编：16341220l3年第27卷第6期高东升等：测井液压发电机电压控制模块的设计·25·无论控制是开关电磁阀还是比例电磁阀，都可以／O：(％s一s(ch))用PWM信号作为输入控制信号，总体电路框图如图式中，为漏极电流；r／．为电子表面迁移率；Cox5所示。为单位面积氧化层电

6、容；为沟道耗尽层厚度；，为沟道的长度；s(m)为开启电压，即大于零时的Ucs值。l-3控制电路原理本文所设计的电路控制模块将在启动(或关闭)发电机以及发电机正常工作时分别利用场效应管的可变电阻区和饱和恒流区的特点，其控制重点就是通过控制栅一源电压s值来改变值，实现对比例电磁阀电源的输入电流大小调节电路原理如图3所示。车载电池电源图5总体电路原理框图单片机STC12C5410AD是51内核单片机，完全兼容C51系列单片机开发环境，同时内部集成l2位A／D转换器，具有4路可以边界捕获定时计数器PCA，具有PWM输出功能。STC12C5410AD单片机输出PWM

7、控制信号，通过磁保护／隔离器件ADuM1402和集成驱动芯片L8352B实现对电磁阀的控制。PWM信号的占空比控制集成驱动芯片的驱动电流。图3电压控制模块原理框图2软件设计综合考虑到测井大车上设计安装有复杂的液压系软件总体结构包括A／D程序模块、PWM程序模统，液压元件不仅包含比例电磁阀，也有开关电磁块，在程序初始化中，设置PCA端口、初始化PWM阀，所以在选择驱动场效应管，选择了一种集成驱动频率及初始占空比等。在发电机正常工作中，PWM芯片L9352B。该芯片集成了四路驱动，其中两路驱程序模块根据A／D采样值和状态采样值，实时修正动电流可达5A，可以用于

8、比例电磁阀驱动，其它两PWM的占空比，达到稳定输出电压的目的。软件