一種用于修井作業(yè)的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及修井作業(yè)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于修井作業(yè)的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]油田各型作業(yè)機(jī)目前普遍以柴油機(jī)為動力，柴油機(jī)工作效率僅為50%左右，不但能源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，作業(yè)成本高，而且還存在噪聲污染等一系列環(huán)保問題。在當(dāng)前國家大力推行清潔生產(chǎn)，實(shí)施環(huán)境評價的大環(huán)境下，有必要優(yōu)化目前的作業(yè)機(jī)驅(qū)動方式，使油田企業(yè)作業(yè)施工環(huán)節(jié)更加節(jié)能環(huán)保。
[0003]目前普遍推行電力驅(qū)動作業(yè)機(jī)。電驅(qū)作業(yè)機(jī)是以電動機(jī)作為驅(qū)動動力、模塊化設(shè)計(jì)的新型作業(yè)機(jī)。該作業(yè)機(jī)采用電機(jī)作為動力源，根據(jù)修井作業(yè)設(shè)備的技術(shù)要求，有必要將電動機(jī)、調(diào)速系統(tǒng)與作業(yè)操作控制系統(tǒng)有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、液一體化及智能自動化控制。在修井作業(yè)中，無論是提升作業(yè)還是下放作業(yè)，都需要有被吊物的裝卸時間。通過現(xiàn)場調(diào)研統(tǒng)計(jì)，修井機(jī)提升和下放作業(yè)時間與裝卸時間之比大約是1:2，電機(jī)將有66%左右時間處于空載或者低功率運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)功率利用率低，需要增加功率補(bǔ)償裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于修井作業(yè)的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種用于修井作業(yè)的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，它包括濾波電路A、可控整流器、濾波電路B、變頻器、雙向DC-DC變換器、超級電容控制器、超級電容模組、PLC控制器和變頻電動機(jī)。
[0007]三相電源通過濾波電路A與可控整流器的整流輸入端連接，可控整流器的整流輸出端通過直流母線依次與濾波電路B和變頻器連接，變頻器的輸出端與變頻電動機(jī)的電源輸入端連接，變頻電動機(jī)驅(qū)動絞車進(jìn)行修井作業(yè)，PLC控制器分別通過現(xiàn)場總線與超級電容控制器和可控整流器的控制輸入端連接。
[0008]雙向D C -D C變換器的高壓側(cè)正極與可控整流器的整流輸出端正極連接，雙向DC-DC變換器的高壓側(cè)負(fù)極與可控整流器的整流輸出端負(fù)極連接，雙向DC-DC變換器的低壓側(cè)正極與超級電容模組的正極連接，雙向DC-DC變換器的低壓側(cè)負(fù)極與超級電容模組的負(fù)極連接，超級電容模組的信號輸出端與超級電容控制器的信號采集輸入端連接，超級電容控制器的DC-DC控制輸出端與雙向DC-DC變換器的控制輸入端連接。
[0009]優(yōu)選的，所述超級電容控制器包括電容管理主板、電容管理從板和電流信號采集器。
[0010]優(yōu)選的，電容管理主板通過CAN總線與電容管理從板連接，電容管理從板的電流檢測端與電流信號采集器的信號輸出端連接，電流信號采集器接在超級電容模組的負(fù)極端，電容管理從板的總電壓/絕緣檢測端與超級電容模組的正極端連接，電容管理從板的電容信息采集端通過信號端子與超級電容模組的信號輸出端連接，電容管理從板的DC-DC控制輸出端與雙向DC-DC變換器的控制輸入端連接。
[0011]優(yōu)選的，所述電流信號采集器為電流傳感器或分流器。
[0012]優(yōu)選的，所述信號端子的電壓信號輸入端與超級電容模組的電壓信號輸出端連接，信號端子的過壓信號輸入端與超級電容模組的過壓信號輸出端連接，信號端子的溫度信號輸入端與超級電容模組的溫度信號輸出端連接，信號端子的輸出端與超級電容單元的信號輸出端連接，信號端子的信號輸出端與電容管理從板的電容信息采集端連接。
[0013]優(yōu)選的，所述濾波電路A包括濾波電感L1、濾波電感L2和濾波電感L3，三相電源的三個輸出端分別通過濾波電感L1、濾波電感L2和濾波電感L3與可控整流器的三個整流輸入端連接。
[0014]優(yōu)選的，所述濾波電量B包括濾波電容C1，濾波電容C1并聯(lián)在可控整流器的整流輸出端的正負(fù)極之間。
[0015]優(yōu)選的，所述雙向DC-DC變換器包括DC-DC輸出電路，DC-DC輸出電路包括直流輸出電容C2、預(yù)充電電阻、預(yù)充電繼電器和總正繼電器。
[0016]直流輸出電容C2的一端分別與雙向DC-DC變換器的低壓側(cè)正極、預(yù)充電電阻的一端和總正繼電器的一端連接。
[0017]直流輸出電容C2的另一端與超級電容模組的負(fù)極連接；預(yù)充電電阻的另一端與預(yù)充電繼電器的一端連接，預(yù)充電繼電器的另一端分別與總正繼電器的另一端和超級電容模組的正極連接。
[0018]優(yōu)選的，所述電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)還包括觸摸顯示器，觸摸顯示器與PLC控制器連接。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0020]1)、本實(shí)用新型采用超級電容儲能技術(shù)，采用變頻電動機(jī)驅(qū)動修井機(jī)絞車，在修井機(jī)油管下放作業(yè)時，超級電容能量管理系統(tǒng)吸收電網(wǎng)電能，提升油管作業(yè)時，超級電容能量管理系統(tǒng)與電網(wǎng)共同為變頻電動機(jī)供電，彌補(bǔ)電網(wǎng)變壓器功率不足的缺陷。
[0021]2)、本實(shí)用新型中，在使用超級電容做功率補(bǔ)償后，可實(shí)現(xiàn)使用小功率的網(wǎng)電，帶動大功率電機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)需要功率補(bǔ)償時，如進(jìn)行提升作業(yè)時，由PLC控制器控制雙向DC/DC變換器為升壓模式，由超級電容模組對直流母線放電，補(bǔ)充變頻電動機(jī)所需功率。當(dāng)系統(tǒng)處于待機(jī)、制動或小功率運(yùn)行時，如進(jìn)行卸管、下放作業(yè)時，由PLC控制器控制雙向DC/DC變換器為降壓模式，由直流母線對超級電容模組進(jìn)行充電，同時吸收部分制動功率。當(dāng)電網(wǎng)停電時，超級電容模組還可提供一定能量，使修井機(jī)能夠完成提升復(fù)位步驟。
[0022]3)、本實(shí)用新型通過變頻器驅(qū)動變頻電動機(jī)，從而驅(qū)動絞車，變頻電動機(jī)可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)無級調(diào)速，具有啟動力矩大、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保、操控性好及維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型一種用于修井作業(yè)的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型中超級電容管理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]請參閱圖1，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案:一種用于修井作業(yè)的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，它包括濾波電路A、可控整流器、濾波電路B、變頻器、雙向DC-DC變換器、超級電容控制器、超級電容模組、PLC控制器和變頻電動機(jī)。
[0027]三相電源通過濾波電路A與可控整流器的整流輸入端連接，可控整流器的整流輸出端通過直流母線依次與濾波電路B和變頻器連接，變頻器的輸出端與變頻電動機(jī)的電源輸入端連接，變頻電動機(jī)驅(qū)動絞車進(jìn)行修井作業(yè)，PLC控制器分別通過現(xiàn)場總線與超級電容控制器和可控整流器的控制輸入端連接。
[0028]雙向DC-DC變換器的高壓側(cè)正極與可控整流器的整流輸出端正極連接，雙向DC-DC變換器的高壓側(cè)負(fù)極與可控整流器的整流輸出端負(fù)極連接，雙向DC-DC變換器的低壓側(cè)正極與超級電容模組的正極連接，雙向DC-DC變換器的低壓側(cè)負(fù)極與超級電容模組的負(fù)極連接，超級電容模組的信號輸出端與超級電容控制器的信號采集輸入端連接，超級電容控制器的DC-DC控制輸出端與雙向DC-DC變換器的控制輸入端連接。
[0029]其中，高壓側(cè)電壓為400V?600V，低壓側(cè)電壓為230 V?460V。
[0030]本實(shí)用新型還可采用一個220VAC電源，為本實(shí)用新型中的器件提供輔助電源。
[0031]請參閱圖2，超級電容控制器包括電容管理主板、電容管理從板和電流信號采集器。
[0032]電容管理主板通過CAN總線與電容管理從板連接，電容管理從板的電流檢測端與電流信號采集器的信號輸出端連接，電流信號采集器接在超級電容模組的負(fù)極端，電容管理從板的總電壓/絕緣檢測端與超級電容模組的正極端連接，電容管理從板的電容信息采集端通過信號端子與超級電容模組的信號輸出端連接，電容管理從板的DC-DC控制輸出端與雙向DC-DC變換器的控制輸入端連接。
[0033]電容管理主板可采用EV02B，電容管理從板可采用EV04C。
[0034]電流信號采集器為電流傳感器或分流器。
[0035]信號端子的電壓信號輸入端與超級電容模組的電壓信號輸出端連接，信號端子的過壓信號輸入端與超級電容模組的過壓信號輸出端連接，信號端子的溫度信號輸入端與超級電容模組的溫度信號輸出端連接，信號端子的輸出端與超級電容單元的信號輸出端連接，信號端子的信號輸出端與電容管理從板的電容信息采集端連接。
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