[实用新型]一种用于井下控制执行系统的步进电机驱动电路

说明书

一种用于井下控制执行系统的步进电机驱动电路。其包括电机控制单元、功率驱动单元、电流检测单元和电源管理单元；电机控制单元连接功率驱动单元，功率驱动单元连接步进电机，步进电机连接井下执行机构，电流检测单元连接功率驱动单元和电机控制单元，电源管理单元连接电机控制单元、功率驱动单元和电流检测单元。本实用新型效果：由电机控制单元设置电机的工作频率，由功率驱动单元驱动电机对应相线的接通与关断，通过设计电流检测单元进行步进电机转速控制，位置精度高，运动重复性好，在井下智能工具的导向驱动、开关控制过程中具有良好的应用前景。

技术领域

本实用新型属于石油天然气钻井技术领域，特别是涉及一种用于井下控制执行系统的步进电机驱动电路。

背景技术

在石油钻井领域中，智能钻井、完井设备的控制执行系统通过安装在其上的传感器进行井下工具参数、环境变量、地层信息的测量、采集、存储和传输，同时与地面设备间进行双向数据通信，根据测量结果和地面指令驱动执行机构执行指定的动作，达到预期的目的。如在导向钻井过程中，由传感器测量井斜和方位信息，控制执行系统驱动执行机构使钻井工具沿设计井眼轨迹方向钻进，在地层测试过程中，井下测试阀中的控制执行系统接收地面指令，驱动执行机构打开/关闭测试阀，实现开关井过程中压力、温度信息的测量。

井下智能工具通常采用电机作为驱动机构，由电机输出需要的转矩，带动对应的执行机构完成指定的动作，需要实现对电机转速、位置的精确控制。步进电机作为一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制元件，电机的转速、起停只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，无需复杂的转子位置检测，且不受负载变化的影响，具有较好的位置精度和运动重复性，将其作为井下控制执行系统的执行机构，易于实现位置、速度控制，稳定性好，可靠性高。因此研究一种步进电机驱动电路，用于在井下复杂工作环境下准确驱动井下执行机构，具有重要的意义和实用价值。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于井下控制执行系统的步进电机驱动电路。

为了达到上述目的，本实用新型提供的用于井下控制执行系统的步进电机驱动电路包括：电机控制单元、功率驱动单元、电流检测单元和电源管理单元；其中，所述电机控制单元连接所述功率驱动单元，所述功率驱动单元连接步进电机，所述步进电机连接井下执行机构，所述电流检测单元连接所述功率驱动单元和所述电机控制单元，所述电源管理单元连接所述电机控制单元、功率驱动单元和电流检测单元；所述步进电机为两相四线步进电机，四根输出线分别记为第一正输出线A、第一负输出线A-、第二正输出线B、第二负输出线B-，其中第一正输出线A与第一负输出线A-为a相，第二正输出线B、第二负输出线B-为b相。