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无刷直流电机具有效率高、调速范围宽、控制简单等优点，广泛应用于石油测井场合。随着测井深度的不断增加，工作环境温度不断提高，若进一步提高测井电机功率，考虑到电机和驱动器的损耗，在本就散热不便的环境中造成温升过高，现有驱动方案难以实现闭环稳速。本文为解决这一问题，确定测井电机驱动系统整体方案，完成系统设计，分析系统参数对电机运行的影响，提出井上调压调速的控制策略，实现电机的闭环稳速，保证系统在测井环境中可靠运行。
通过对现有测井无刷直流电机整体驱动方案的分析，以减小井下损耗为目标，兼顾电机稳态和动态特性，提出将调压调速运用在测井中，确定井上调压调速加井下逆变的驱动系统整体方案，包括井上调压电源、长电缆和井下逆变器三部分，其中井上电源通过调节母线电压进行调速，井下逆变器仅起到换相作用，在高温测井环境中，解决了中大功率的测井电机不易实现闭环稳速的问题。
为补偿长缆上的压降，确保电机顺利启动运行，井上电源需具有宽输出调压范围和大功率余量。确立针对性的电源技术指标和方案，采用两级式电路，包括APFC电路和DC/DC变换器，并设置辅助电源。DC/DC变换器采用基于二极管钳位的移相全桥ZVSPWM变换器，达到宽电压输出和抑制输出整流二极管电压尖峰的目的。APFC电路采用单级Boost拓扑结构和平均电流型控制方式，达到提高功率因数的目的。完成电路参数设计，并通过仿真验证方案和参数的合理性。
系统涉及电源、电缆、逆变器和无刷直流电机，结构复杂。建立系统电路模型，分析电缆参数对调速性能的影响。在电缆后母线电容取值较小时，由于电缆电感的存在，换相期间电容电压泵升，推导其电压泵升关系，优化电容值，实现换相升压，减小换相时相电流的跌落，抑制电机的换相转矩脉动。建立控制系统频域模型，完成PID闭环控制系统的校正，但其调节速度较慢、超调量大。进而结合系统的特点，将模糊自适应PID控制用在本系统中，通过仿真验证其控制性能优于传统PID控制器。井下电机转速需要实时反馈到井上电源端，实现转速闭环调节，需要长达数千米的通信线。为了解决井上井下通信的问题，提出基于换相信息的测井无刷直流电机测速算法，对转速的反馈途径进行研究。
在原理分析和仿真验证的基础上，完成测井用无刷直流电机驱动系统的软硬件设计及实验平台的搭建，通过实验验证驱动方案的可行性和系统性能。
通过对现有测井无刷直流电机整体驱动方案的分析，以减小井下损耗为目标，兼顾电机稳态和动态特性，提出将调压调速运用在测井中，确定井上调压调速加井下逆变的驱动系统整体方案，包括井上调压电源、长电缆和井下逆变器三部分，其中井上电源通过调节母线电压进行调速，井下逆变器仅起到换相作用，在高温测井环境中，解决了中大功率的测井电机不易实现闭环稳速的问题。
为补偿长缆上的压降，确保电机顺利启动运行，井上电源需具有宽输出调压范围和大功率余量。确立针对性的电源技术指标和方案，采用两级式电路，包括APFC电路和DC/DC变换器，并设置辅助电源。DC/DC变换器采用基于二极管钳位的移相全桥ZVSPWM变换器，达到宽电压输出和抑制输出整流二极管电压尖峰的目的。APFC电路采用单级Boost拓扑结构和平均电流型控制方式，达到提高功率因数的目的。完成电路参数设计，并通过仿真验证方案和参数的合理性。
系统涉及电源、电缆、逆变器和无刷直流电机，结构复杂。建立系统电路模型，分析电缆参数对调速性能的影响。在电缆后母线电容取值较小时，由于电缆电感的存在，换相期间电容电压泵升，推导其电压泵升关系，优化电容值，实现换相升压，减小换相时相电流的跌落，抑制电机的换相转矩脉动。建立控制系统频域模型，完成PID闭环控制系统的校正，但其调节速度较慢、超调量大。进而结合系统的特点，将模糊自适应PID控制用在本系统中，通过仿真验证其控制性能优于传统PID控制器。井下电机转速需要实时反馈到井上电源端，实现转速闭环调节，需要长达数千米的通信线。为了解决井上井下通信的问题，提出基于换相信息的测井无刷直流电机测速算法，对转速的反馈途径进行研究。
在原理分析和仿真验证的基础上，完成测井用无刷直流电机驱动系统的软硬件设计及实验平台的搭建，通过实验验证驱动方案的可行性和系统性能。