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修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置的制作方法

文檔序號:7417681閱讀:188來源:國知局
專利名稱:修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及油田修井機的動力驅(qū)動系統(tǒng),具體涉及修井機蓄能式電控驅(qū)動 裝置。
背景技術(shù)
柴油機作為修井機的動力驅(qū)動已經(jīng)是成熟技術(shù),現(xiàn)場應(yīng)用幾十年了。我們發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)有的柴油機驅(qū)動存在如下缺點1、效率很低,油耗費用成本非常高;2、調(diào)速范 圍小, 一般調(diào)速比在1: 8范圍為內(nèi);3、起動力矩低,比額定轉(zhuǎn)速下的力矩低得多, 這和實際作業(yè)鉤載起吊時要大扭矩的要求不相符! 4、除了主傳動箱外,還要配一
個造價昂貴的可分檔位的分動箱和變矩器,才能解決重載時的高力矩和常規(guī)工作時 的快繩速問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種節(jié)省空 間、節(jié)約材料、降低成本的修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)。
本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)修井機蓄能式電控驅(qū)動裝 置,其特征在于,該系統(tǒng)包括永磁電機、永磁電機控制器組件、蓄能組件,所述的 永磁電機控制器組件分別連接永磁電機和蓄能組件。 所述的永磁電機采用錯相位雙三相繞組結(jié)構(gòu)。 所述的錯相位雙三相繞組結(jié)構(gòu)為錯3(T相位角的雙三相繞組結(jié)構(gòu)。
所述的永磁電機為稀土永磁電機。
所述的永磁電機控制器組件包括第一斷路器、三相可控整流橋、平波電抗器、
電容器組、第一IGBT三相橋、第二IGBT三相橋、限流電阻、IGBT模i央,所述 的第一斷路器的輸入接三相交流輸入電源,其輸出接三相可控整流橋的交流輸入端 子,所述的三相可控整流橋的共陰極接平波電抗器的輸入端,其共陽極接共用直流母線負極,所述的平波電抗器的輸出端接共用直流母線正極,所述的電容器組的正
極接共用直流母線正極,其負極接共用直流母線負極,所述的第一IGBT三相橋的 共集電極分別接共用直流母線正極,其共發(fā)射極分別接共用直流母線負極,第一 IGBT三相橋的三相交流輸出分別接永磁電機的三相繞組,所述的第二 IGBT三相 橋的共集電極分別接共用直流母線正極,其共發(fā)射極分別接共用直流母線負極,第 二 IGBT三相橋的三相交流輸出分別接永磁電機的三相繞組,所述的IGBT模塊的 上管集電極接共用直流母線正極,其下管發(fā)射極接第二斷路器的輸入,所述的限流 電阻的一端接共用直流母線正極,另一端接IGBT模塊的上管與下管的共用端。
所述的蓄能組件包括蓄電池組和第二斷路器,該第二斷路器的輸出端分別接蓄 電池組相對應(yīng)的正極和負極。
本實用新型修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)將永磁電機、永磁電機電機控制器和蓄 電池組綜合設(shè)計制造在一起,構(gòu)成一個完整的修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng),并將永 磁電機及其控制器設(shè)計制造成錯30。相位角的雙三相結(jié)構(gòu),實現(xiàn)12脈波逆變輸出, 同時將永磁電機電機控制器的整流電路同時設(shè)計成蓄電池組的智能充電器,減小了 體積,節(jié)約了成本。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的主要優(yōu)點在于
1. 本實用新型修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)與柴油機動力系統(tǒng)相比,修井機的 動力效率可提高60%!
在柴油機動力系統(tǒng)中,柴油機的效率一般在28 40%,機械傳動效率一般在70% (變矩器、主傳動箱、分傳動箱、大鉤滑輪組),因此綜合效率一般不到28%。在 本實用新型修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)方案中,永磁電機電機及其控制器的效率達 85% 90%以上,機械傳動效率在81%以上(沒有變矩器,沒有分動箱),其綜合效 率為68.8%以上,比柴油機動力系統(tǒng)高40%。由于本實用新型修井機蓄能式電控驅(qū) 動系統(tǒng)中具有蓄電池儲能組件,所以,可以把修井機下管作業(yè)時的勢能轉(zhuǎn)為電能存 儲到蓄電池儲能組件中,此項功能又可以節(jié)約電能20%。因此本實用新型修井機 蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)的效率要比柴油機動力系統(tǒng)至少高60%!
2. 本實用新型修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)有效的解決了重載時修井機對電網(wǎng) 的大沖擊和下管作業(yè)時將勢能轉(zhuǎn)為電能儲存再利用的節(jié)能問題,可使供電容量比沒 有蓄電池組時的方案降低50%。
3. 本實用新型修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)省去了昂貴的變矩器和分動箱,提高了機械傳動效率,減小了體積和重量,節(jié)約了國家的鋼材,降低了機械傳動的制 造成本。
4. 柴油機的調(diào)速比為1: 8,本實用新型修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)速比 為l: 100,非常方便的實現(xiàn)了大范圍的無級調(diào)速,現(xiàn)場操作更加方便容易。
5. 修井機下管作業(yè)時,柴油機動力系統(tǒng)依靠水剎車來控制下管作業(yè),下管時 的勢能白白的浪費。本實用新型修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)利用電動機的發(fā)電制動 功能可以很方便的實現(xiàn)下管作業(yè)時的速度控制,既完成了下管作業(yè)的速度控制,又 實現(xiàn)了將機械勢能轉(zhuǎn)換為電能儲存再用的功能,蓄能節(jié)電20%以上。
6. 修井機作業(yè)時,柴油機動力系統(tǒng)不能停止柴油機的運行,不但浪費電能, 作業(yè)的起停還必須操作離合器,離合器頻繁遭磨損,壽命短。本實用新型修井機蓄 能式電控驅(qū)動系統(tǒng)可以根據(jù)作業(yè)的需要,隨時起停電機,不必每次操作離合器,大 大減少了離合器的磨損,延長了離合器的壽命,還節(jié)約電能。


圖1為本實用新型的修井機蓄能式電控驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。 實施例1
如圖l所示,修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置,該裝置包括永磁電機組件、永磁電 機控制器組件、蓄能組件,所述的永磁電機控制器組件分別連接永磁電機組件和蓄 能組件。永磁電機組件包括永磁電機7,該永磁電機7為稀土永磁電機,采用錯30' 相位角的雙三相繞組結(jié)構(gòu),當(dāng)永磁電機控制器組件采用有位置信號調(diào)速控制方案 時,永磁電機7需安裝位置信號編碼器或位置信號傳感器,永磁電機可以無刷啟動, 同步運行。
永磁電機控制器組件主要由斷路器1、三相可控整流橋2、平波電抗器3、電 容器組4、 IGBT三相橋5、 IGBT三相橋6、限流電阻8、 IGBT模塊9組成;蓄能 組件由蓄電池組11和斷路器10組成。
斷路器1的輸入接三相交流輸入電源,斷路器1的輸出接三相可控整流橋2 的交流輸入端子,三相可控整流橋2的共陰極接平波電抗器3的輸入端,三相可控整流橋2的共陽極接共用直流母線負極,平波電抗器3的輸出端接共用直流母線正 極,電容器組4的正極接共用直流母線正極,電容器組4的負極接共用直流母線負. 極,IGBT三相橋5的共集電極接共用直流母線正極,IGBT三相橋5的共發(fā)射極 接共用直流母線負極,IGBT三相橋5的三相交流輸出接永磁電機的Al、 Bl、 Cl 三相繞組,IGBT三相橋6的共集電極接共用直流母線正極,IGBT三相橋6的共 發(fā)射極接共用直流母線負極,IGBT三相橋6的三相交流輸出接永磁電機的A2、 B2、 C2三相繞組,以實現(xiàn)12脈波逆變輸出。IGBT模塊9的上管集電極接共用直 流母線正極,IGBT模塊9的下管發(fā)射極接斷路器10的輸入,限流電阻8的一端 接共用直流母線正極,限流電阻8的另一端接IGBT模塊9的上管與下管的共用端, 斷路器10的輸入端另一點接共用直流母線負極,斷路器10的輸出端分別接蓄電池 組11相對應(yīng)的正極和負極;三相可控整流橋2、限流電阻8和IGBT模塊9實現(xiàn) 對蓄電池組11的充電電流和穩(wěn)壓浮充控制,當(dāng)永磁電機運行在重載高力矩大電流 或修井機下管作業(yè)發(fā)電時,限流電阻8和IGBT模塊9實現(xiàn)大電流供電和發(fā)電時的 蓄能控制。
權(quán)利要求1. 修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置,其特征在于,該系統(tǒng)包括永磁電機、永磁電機控制器組件、蓄能組件,所述的永磁電機控制器組件分別連接永磁電機和蓄能組件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置,其特征在于,所述的 永磁電機采用錯相位雙三相繞組結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置,其特征在于,所述的 錯相位雙三相繞組結(jié)構(gòu)為錯30。相位角的雙三相繞組結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置,其特征在于,所述的 永磁電機為稀土永磁電機。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置,其特征在于,所述的 永磁電機控制器組件包括第一斷路器、三相可控整流橋、平波電抗器、電容器組、 第一IGBT三相橋、第二IGBT三相橋、限流電阻、IGBT模塊,所述的第一斷路 器的輸入接三相交流輸入電源,其輸出接三相可控整流橋的交流輸入端子,所述的 三相可控整流橋的共陰極接平波電抗器的輸入端,其共陽極接共用直流母線負極, 所述的平波電抗器的輸出端接共用直流母線正極,所述的電容器組的正極接共用直 流母線正極,其負極接共用直流母線負極,所述的第一IGBT三相橋的共集電極分 別接共用直流母線正極,其共發(fā)射極分別接共用直流母線負極,第一IGBT三相橋 的三相交流輸出分別接永磁電機的三相繞組,所述的第二 IGBT三相橋的共集電極 分別接共用直流母線正極,其共發(fā)射極分別接共用直流母線負極,第二IGBT三相 橋的三相交流輸出分別接永磁電機的三相繞組,所述的IGBT模塊的上管集電極接 共用直流母線正極,其下管發(fā)射極接第二斷路器的輸入,所述的限流電阻的一端接 共用直流母線正極,另一端接IGBT模塊的上管與下管的共用端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置,其特征在于,所述的 蓄能組件包括蓄電池組和第二斷路器,該第二斷路器的輸出端分別接蓄電池組相對 應(yīng)的正極和負極。
專利摘要本實用新型涉及修井機蓄能式電控驅(qū)動裝置,該系統(tǒng)包括永磁電機、永磁電機控制器組件、蓄能組件,所述的永磁電機控制器組件分別連接永磁電機和蓄能組件。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有修井機的動力效率高,機械傳動效率高,體積小、重量輕、節(jié)約鋼材、成本低等特點。
文檔編號H02P6/08GK201263134SQ200820152420
公開日2009年6月24日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者葉光輝, 譚雪開 申請人:譚雪開
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