石油钻机电控系统RHC交流模块电路仿真分析和数字化.pdf

石 油 仪 器 ·3O · PETRoLEUM INSTRUMENIS · 仪器设备 · 石油钻机电控系统RHC交流模块的 电路仿真分析和数字化 徐 伟 (宝石电气设备有限责任公司 北京) 摘 要 ：RossHillSCRDriveSystem 因其产品稳定可靠而广受好评，占据 了石油电控市场的很大份额 随着数字化技术 不断地发展和 突破 ，产品数字化改造成为必然趋势。文章针对 RHC交流模块的两个主要控制 电路进行详细分析，并以计 算机仿真加以验证，深入阐释 了模块的原理并总结 了输入、输出信号的基本要求和特性 ，为后续改进工作打下基础 ；根据 “以尽可能小的改动达到数字化控制 目的”思想，提 出了数字化控制的整体思路和方案 ；给 出了部分硬件 实现方法和 电路 以及 软件 流程 。 关 键 词：石油电控 ；仿真分析 ；柴油发电机控制；数字化 中图法分类号：TE927 文献标识码：B 文章编号：1004—9134(2013)03—0030—06 分软件流程。 0 引 言 1 电动钻机柴油机控制原理与实王见[、] RossHillSCRDriveSystem诞生于 20世纪 70年 代 ，直到今天仍在散发着活力，发挥着巨大的作用。 一 套电动钻机的动力系统，一般 由多台柴油发电 然而，随着电子技术的发展，其产品还存在着很多不 机组组成。每台柴油发电机组又由柴油机、三相同步 足 。 发电机 、励磁 回路 、控制系统等组成 。为了保证钻机 主要体现在以下几个方面 ：1)系统由于早期技 供电的可靠性和经济性，电动钻机一般配置两台以上 术 的限制 ，在某些方面 ，过于陈旧落后 ，影响了其性 的发电机组 ，各发电机并网运行 ，通过发电机输出电 能，并且无谓地提高了对元件的要求；2)有些元件 缆，断路器连接到交流汇流母排，为各种负载供电。 型号过老，甚至大量停产。货源的不充足使得制造和 为使发电机能够正常并网，同时保证负载中交流 维修的成本大幅提高；3)进行数字化改造后，可以 设备运行正常，必须严格控制发电机输出端电压的频 去除大量模拟元件和分压，限流的电阻，系统的体积 率 ，由于 一 ，其中，为电机转子转速 ，P为电机 和功耗会大为减小，也无需过多的不同等级电压；4) 极对数，厂为输出电压频率 。而且发电机与柴油机 同 与数字化产品相比，模拟产品的缺陷主要体现在人机 轴相连 ，所以，控制柴油机的转速即控制了发电机转 互动性差 、数据传输记录能力差、调试 困难 、参数修 子的转速 ，进而控制了发电机输出端电压的频率 。当 改麻烦等 ，因此需要对产品控制部分进行必要的数字 频率一定时，从某种意义上说，就控制了输出的有功 化改造。 功率 。 本文通过产品ACModule中的控制部分，主要完 同时，为使发电机能够正常并网，同时保证负载 成了两项工作 ： 中设备的正常运行，必须严格控制发电机输出端 电压 一 是结合 Tina—Ti软件 ，对原有