[實用新型]修井機蓄能式電控驅動裝置

無效

• 申請號: 200820152420.1
• 申請日: 2008-08-28
• 公開（公告）號: CN201263134Y
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 譚雪開;葉光輝
• 申請（專利權）人: 譚雪開
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P27/00;H02J7/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本實用新型涉及油田修井機的動力驅動系統，具體涉及修井機蓄能式電控驅動裝置。

背景技術

柴油機作為修井機的動力驅動已經是成熟技術，現場應用幾十年了。我們發現現有的柴油機驅動存在如下缺點：1、效率很低，油耗費用成本非常高；2、調速范圍小，一般調速比在1：8范圍為內；3、起動力矩低，比額定轉速下的力矩低得多，這和實際作業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工作時的快繩速問題。

發明內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種節省空間、節約材料、降低成本的修井機蓄能式電控驅動系統。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：修井機蓄能式電控驅動裝置，其特征在于，該系統包括永磁電機、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構。

所述的錯相位雙三相繞組結構為錯30相位角的雙三相繞組結構。

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的正極和負極。

本實用新型修井機蓄能式電控驅動系統將永磁電機、永磁電機電機控制器和蓄電池組綜合設計制造在一起，構成一個完整的修井機蓄能式電控驅動系統，并將永磁電機及其控制器設計制造成錯30°相位角的雙三相結構，實現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計成蓄電池組的智能充電器，減小了體積，節約了成本。

與現有技術相比，本實用新型的主要優點在于：

1.本實用新型修井機蓄能式電控驅動系統與柴油機動力系統相比，修井機的動力效率可提高60％！

在柴油機動力系統中，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動系統方案中，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，比柴油機動力系統高40％。由于本實用新型修井機蓄能式電控驅動系統中具有蓄電池儲能組件，所以，可以把修井機下管作業時的勢能轉為電能存儲到蓄電池儲能組件中，此項功能又可以節約電能20％。因此本實用新型修井機蓄能式電控驅動系統的效率要比柴油機動力系統至少高60％！

2.本實用新型修井機蓄能式電控驅動系統有效的解決了重載時修井機對電網的大沖擊和下管作業時將勢能轉為電能儲存再利用的節能問題，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動系統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.柴油機的調速比為1：8，本實用新型修井機蓄能式電控驅動系統的調速比為1：100，非常方便的實現了大范圍的無級調速，現場操作更加方便容易。

5.修井機下管作業時，柴油機動力系統依靠水剎車來控制下管作業，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動系統利用電動機的發電制動功能可以很方便的實現下管作業時的速度控制，既完成了下管作業的速度控制，又實現了將機械勢能轉換為電能儲存再用的功能，蓄能節電20％以上。