石油钻机绞车永磁直驱电机智能送钻控制研究

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1、2016缸第45卷石油矿场机械第1期第1页0ILFIELDEQUIPMENT2016，45(1)：1-5Oo文章编号：1001—3482(2016)0I-0001—05石油钻机绞车永磁直驱电机智能送钻控制研究张炳义，刘凯，陈亚千，冯桂宏，刘家荣，李超(1．沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110870；2．北京探矿工程研究所，北京100083)摘要：针对石油钻机绞车自动送钻系统具有多变量、大时滞和难以建立数学模型等特点，分析送钻系统钻压控制不稳定的问题。将智能模糊控制算法应用到绞车自动送钻系统中，提出了基于永磁直驱电机绞车的新型

2、自动送钻系统结构的设计方案，并对永磁直驱电机进行现场试验，验证其送钻时低速带载能力。根据设计方案完成智能控制自动送钻系统的搭建，并将模糊理论与可编程逻辑控制器相结合应用到送钻系统中，给出智能模糊控制算法及基于可编程逻辑控制器的实现方法。结果表明：新型绞车永磁直驱电机能够为自动送钻系统的稳定运行提供保障；应用智能模糊控制算法能够克服传统算法下送钻钻压波动大的问题；智能控制送钻系统钻压控制效果良好。关键词：绞车；永磁直驱电机；智能控制；自动送钻中图分类号：TE928文献标识码：Adoi：io．3969／j．issn．1001-3

3、482．2016．01．001ResearchingonIntelligentDrillingControlofPetroleumDrillingRigWinchPermanentMagnetDirect—driveMotorZHANGBingyi，LIUKai，CHENYaqian，FENGGuihong，LIUJiarong。，LIChao。(1．SchoolofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China；2．Beij

4、ingInstituteofExplorationEngineering，Beijing100083，China)Abstract：Withrespecttothefeaturesofpetroleumrigwinchautomaticdrillingsystem’Smultiplevariables，largetimedelayanddifficulttoestablishmathematicalmodel，theunstableproblemofthedrillingpressure’Scontrolisanalyzed

5、．Anintelligentfuzzycontrolmethodisproposedforwinchautomaticdrillingsystem．Thenovelwinchsystem’SdesignschemebasedonPermanentMagnetDirect—driveMotor(PMDM)isdesigned．FortestingtheoperationperformanceofthePMDM，theexperimentisexecutedonitunderlowspeedwithload．Accordingt

6、hedesignscheme，theintelligentautomaticdrillingsystemisfounded．ThecombinationoffuzzylogicandProgrammableLogicController(PLC)isappliedtoautomaticdrillingsystem．Animplementa—tionmethodofintelligentfuzzycontrolalgorithmbasedonPLCispresented．Theresultsconfirmthatthenove

7、lwinchPMDMcanguaranteethestableoperationofautomaticdrillingsystem．Theautomaticdrillingsystemwithapplicationofintelligentfuzzycontrolalgorithmperformswellatdrillingpressure’Scontro1．Keywords：drawworks；PMDM；intelligentcontrol；automaticdrilling收稿日期：2015—07—16基金项目：国家重大

8、科学仪器设备开发专项(2012YQ050242)作者简介：张炳义(1954一)，男，辽宁沈阳人，教授，博士生导师，主要从事特种电机及其控制和电子电气机械一体化研究，E-mail：zby541108@vip．sina．corn。石油矿场机械21世纪以来，全球油气勘探难度越来越大，勘鉴于传统算