專利名稱：降低變頻器直流母線電壓的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電氣機械技術領域，更具體的說是一種降低變頻器直流母線電壓的方法。
背景技術：
目前，游粱式抽油機(磕頭機)在我國采油設備中應用最為普遍，數量最多，大多采用工頻電源直接驅動，隨著變頻調速器的興起，現(xiàn)在已有部分抽油機采用變頻器驅動，采用變頻器驅動具有比較好的節(jié)能效果，游粱式抽油機工作時，游粱上的負荷是變化的，上沖程時，電機要付出很大的能量，下沖程時，抽油機桿柱轉為對電機做功，使電機處于發(fā)電運行狀態(tài)。在電機處于發(fā)電運行狀態(tài)時，產生的能量通過變頻器的逆變單元存儲到變頻器的電解電容中，由于較多的能量不能被消耗或釋放，電解電容中存儲的能量過多時，會使變頻器的直流母線電壓升高，直流母線電壓升高會直接壩壞變頻器。因此在解決直流母線電壓過高的問題上，目前，抽油機專用變頻器一般采用增加制動單元和制動電阻的方法來解決，在直流母線電壓超過一定閥值的時候，制動單元會打開，通過制動電阻消耗電解電容中過多的能量，以達到降低直流母線電壓的目的，這種方法使用簡單成本比較低，但是將過多的能量通過制動電阻以熱能的方式消耗掉了，不能加以回收利用；另有一種采用增加能量回饋單元，在直流母線電壓超過一定閥值的時候，將電解電容中的過多的能量通過能量回饋單元回饋到電網中，以達到降低直流母線電壓的目的，這種方法使用復雜，成本很高，大約相當于同規(guī)格的變頻器的價格，而且結構設計復雜，故障點相對較多，故障率較高。

發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明設計了一種降低變頻器直流母線電壓的方法，其原理是對抽油機工作過程和抽油機專用變頻器工作過程同時進行建模，從而得出抽油機桿柱對電機做功時，即電機處于發(fā)電機運行狀態(tài)時，產生的能量的大小和時間之間的關系，以及變頻器的電解電容中電量增加時，直流母線電壓升高量的大小和時間之間的關系；通過對模型的分析，找出兩者之間的關系，得出提高變頻器的運行頻率，可使電機的轉差率減小，縮短電機處于發(fā)電機運行狀態(tài)的時間，并可將變頻器的直流母線電壓控制在一個特定閾值，從而解決直流母線電壓過高的問題。本發(fā)明的具體方案為降低變頻器直流母線電壓的方法通過一個系統(tǒng)的硬件電路來實現(xiàn)，硬件電路由母線電壓檢測電路、母線電壓讀入電路、運算電路、輸出控制電路、電機五部分組成，其特征是由母線電壓檢測電路對變頻器直流母線電壓進行檢測，并將檢測到的電壓值轉換成O 5伏直流電壓值，再將O 5伏直流電壓值由母線電壓讀入電路轉換成O 1023之間的某一固定數值量輸送給運算電路，運算電路根據數值量的大小比較直流母線電壓值和過壓升頻開始電壓值大小，如果直流母線電壓值大于過壓升頻開始電壓值則、轉入升頻處理，如果直流母線電壓值不大于過壓升頻開始電壓值則轉入降頻處理，升頻和降頻由輸出控制電路控制，輸出控制電路將處理后的目標電壓值輸送給電機。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明減少了電機在發(fā)電狀態(tài)下產生的能量，提高了下沖程的運行速度，減少了單個循環(huán)時間，增加了電機的使用壽命，減少了故障率，降低了抽油機電氣驅動系統(tǒng)的成本，提高了生產效率。


附圖是本發(fā)明的原理示意圖；附圖中1.母線電壓檢測電路，2.母線電壓讀入電路，3.運算電路，4.輸出控制電路，5.電機。
具體實施例方式結合附圖對本發(fā)明進一步詳細描述，以便公眾更好地掌握本發(fā)明的實施方法，本發(fā)明的具體方案為降低變頻器直流母線電壓的方法的原理是對抽油機工作過程和抽油機專用變頻器工作過程同時進行建模，從而得出抽油機桿柱對電機做功時，即電機處于發(fā)電機運行狀態(tài)時，產生的能量的大小和時間之間的關系，以及變頻器的電解電容中電量增加時，直流母線電壓升高量的大小和時間之間的關系；通過對模型的分析，找出兩者之間的關系，得出提高變頻器的運行頻率，可使電機的轉差率減小，縮短電機處于發(fā)電機運行狀態(tài)的時間，并可將變頻器的直流母線電壓控制在一個特定閾值，從而解決直流母線電壓過高的問題。本發(fā)明的具體方案為降低變頻器直流母線電壓的方法通過一個系統(tǒng)的硬件電路來實現(xiàn)，硬件電路由母線電壓檢測電路I、母線電壓讀入電路2、運算電路3、輸出控制電路
4、電機5五部分組成，其特征是由母線電壓檢測電路I對變頻器直流母線電壓進行檢測，并將檢測到的電壓值轉換成O 5伏直流電壓值，再將O 5伏直流電壓值由母線電壓讀入電路2轉換成O 1023之間的某一固定數值量輸送給運算電路3，運算電路3根據數值量的大小比較直流母線電壓值和過壓升頻開始電壓值大小，如果直流母線電壓值大于過壓升頻開始電壓值則轉入升頻處理，如果直流母線電壓值不大于過壓升頻開始電壓值則轉入降頻處理，升頻和降頻由輸出控制電路4控制，輸出控制電路4將處理后的目標電壓值輸送給電機5。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明減少了電機在發(fā)電狀態(tài)下產生的能量，提高了下沖程的運行速度，減少了單個循環(huán)時間，增加了電機的使用壽命，減少了故障率，降低了抽油機電氣驅動系統(tǒng)的成本，提高了生產效率。
權利要求
1.降低變頻器直流母線電壓的方法，通過一個系統(tǒng)的硬件電路來實現(xiàn)，硬件電路由母線電壓檢測電路(I)、母線電壓讀入電路(2)、運算電路(3)、輸出控制電路(4)、電機(5)五部分組成，其特征是由母線電壓檢測電路(I)對變頻器直流母線電壓進行檢測，并將檢測到的電壓值轉換成O 5伏直流電壓值，再將O 5伏直流電壓值由母線電壓讀入電路(2)轉換成O 1023之間的某一固定數值量輸送給運算電路(3)，運算電路(3)根據數值量的大小比較直流母線電壓值和過壓升頻開始電壓值大小，如果直流母線電壓值大于過壓升頻開始電壓值則轉入升頻處理，如果直流母線電壓值不大于過壓升頻開始電壓值則轉入降頻處理，升頻和降頻由輸出控制電路⑷控制，輸出控制電路⑷將處理后的目標電壓值輸送給電機(5)。
全文摘要
降低變頻器直流母線電壓的方法，通過一個系統(tǒng)的硬件電路來實現(xiàn)，硬件電路由母線電壓檢測電路、母線電壓讀入電路、運算電路、輸出控制電路、電機五部分組成，其特征是由母線電壓檢測電路對變頻器直流母線電壓進行檢測，檢測到的電壓值由母線電壓讀入電路輸送給運算電路，運算電路比較直流母線電壓值和過壓升頻開始電壓值大小，如果直流母線電壓值大于過壓升頻開始電壓值則轉入升頻處理，如果直流母線電壓值不大于過壓升頻開始電壓值則轉入降頻處理，升頻和降頻由輸出控制電路控制，輸出控制電路將處理后的電壓值輸送給電機。
文檔編號H02M7/02GK102647095SQ20111004169
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權日2011年2月17日
發(fā)明者劉秀鋒, 張健 申請人:曲阜嘉信電氣有限公司