[實用新型]油田注水站高頻PWM斬波調(diào)速系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320436918.1
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN203326949U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙子峰;李瑞東;李濤;趙嶺杰;高野
• 申請（專利權(quán)）人: 大慶市福萬通石油科技有限公司;東莞市騰裕節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: H02P27/00
• 分類號: H02P27/00;E21B43/20
• 代理公司: 大慶知文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23115
• 代理人: 陳可鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于油田采油領(lǐng)域，涉及油田注水設(shè)備，具體是油田注水站高頻PWM斬波調(diào)速系統(tǒng)。

背景技術(shù)

油田采油設(shè)備中，注水站也是一個不可或缺的組成部分，注水站的作用是把供水系統(tǒng)送來符合注水水質(zhì)要求的低壓水通過水泵加壓變成油田開發(fā)需要的高壓水，經(jīng)過高壓閥組分別送到注水干線，再經(jīng)配水間送往注水井，注入油層；為了讓注水效果更好，傳統(tǒng)的注水站均對機泵進(jìn)行了改進(jìn)，原有的電機大都改成離心式注水泵，然而這種傳統(tǒng)的注水站卻存在電機硬啟動、控制不智能、電機保護(hù)功能低以及無法采集和顯示電機相關(guān)數(shù)據(jù)的問題，導(dǎo)致注水站電機啟動后經(jīng)常瞬時停機，或啟動后發(fā)現(xiàn)泵波動較大、整機震動或有其他機械摩擦，電機控制無法達(dá)到智能化，電機經(jīng)常壞損嚴(yán)重，一些相關(guān)必要數(shù)據(jù)無從得知等。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為解決傳統(tǒng)的注水站存在電機硬啟動、控制不智能、電機保護(hù)功能低以及無法采集和顯示電機相關(guān)數(shù)據(jù)的問題，而提出的油田注水站高頻PWM斬波調(diào)速系統(tǒng)，包括電機，電機的電源輸入端連接電源，所述電機上連接有軟啟動器，軟啟動器與整流器連接，整流器的輸出端與斬波器連接，斬波器的輸出端與逆變器連接，逆變器的輸出端與電機連接，軟啟動器與整流器之間連接有數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)輸出端與控制器連接，控制器的控制輸出端與調(diào)制驅(qū)動器連接，調(diào)制驅(qū)動器的輸出端與斬波器連接，控制器的逆變輸出端與逆變驅(qū)動器連接，逆變驅(qū)動器的輸出端與逆變器連接，控制器的數(shù)據(jù)輸出端與顯示器連接，控制器的控制輸入端與輸入模塊連接。

所述數(shù)據(jù)采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器以及數(shù)據(jù)采集處理器，其中溫度傳感器設(shè)在電機上。

所述控制器為PLC。

所述整流器與斬波器之間連接有過壓保護(hù)器。

所述斬波器與逆變器之間連接有顛覆保護(hù)器。

所述軟啟動器為液態(tài)軟啟動器。

本實用新型的有益效果：通過該系統(tǒng)可以對電機進(jìn)行有效的智能化控制，采集電機電壓、電流及溫度等必要數(shù)據(jù)，通過控制器分析和處理，軟啟動器控制電機軟啟動，當(dāng)電機軟啟動達(dá)到工頻時，轉(zhuǎn)至整流器工頻運行，控制斬波器的占空比，從而通過逆變器控制電機轉(zhuǎn)速，并且系統(tǒng)中設(shè)有過壓保護(hù)器及顛覆保護(hù)器；系統(tǒng)使得電機軟啟動、智能化、電機保護(hù)功能高，并且具有采集和顯示電機相關(guān)數(shù)據(jù)等功能，使用方便、操作簡單、功能強大且實用性強。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1對本實用新型作進(jìn)一步說明，油田注水站高頻PWM斬波調(diào)速系統(tǒng)，包括電機，電機的電源輸入端連接電源，所述電機上連接有軟啟動器，控制電機軟啟動，以去除電機硬啟動對電機造成的損傷，軟啟動器與整流器連接，當(dāng)電機軟啟動結(jié)束后，即電機達(dá)到工頻、額定速度后，電機與整流器連接，控制電機正常運行，整流器的輸出端與斬波器連接，電機轉(zhuǎn)子電流經(jīng)整流器整流后變換成脈動直流電流后送到斬波器，斬波器中的IGBT元件作周期性導(dǎo)通和關(guān)斷動作，當(dāng)IGBT導(dǎo)通時，電機轉(zhuǎn)速上升，當(dāng)IGBT關(guān)斷時,電機轉(zhuǎn)速下降，斬波器的輸出端與逆變器連接，將電流重新變換成交流電，逆變器的輸出端與電機連接，以便于將交流電反饋到電機定子的附加繞組，以上過程屬于調(diào)節(jié)占空比控制電機轉(zhuǎn)速的過程，軟啟動器與整流器之間連接有數(shù)據(jù)采集單元，采集電機必要的相關(guān)數(shù)據(jù)，以便于控制器處理和分析，從而通過對斬波器的調(diào)節(jié)，智能化控制電機轉(zhuǎn)速，數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)輸出端與控制器連接，控制器的控制輸出端與調(diào)制驅(qū)動器連接，調(diào)制驅(qū)動器的輸出端與斬波器連接，調(diào)制驅(qū)動器用于處理控制器輸出的信號，即數(shù)據(jù)處理，具體的說是PLC輸出PWM數(shù)字信號到調(diào)制驅(qū)動器，調(diào)制驅(qū)動器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為光電信號后傳送到斬波器，控制器的逆變輸出端與逆變驅(qū)動器連接，逆變驅(qū)動器的輸出端與逆變器連接，同理，逆變驅(qū)動器用于數(shù)據(jù)處理，控制器的數(shù)據(jù)輸出端與顯示器連接，用于必要數(shù)據(jù)的顯示，控制器的控制輸入端與輸入模塊連接，以便于工作人員通過輸入模塊對控制器進(jìn)行控制。

所述數(shù)據(jù)采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器以及數(shù)據(jù)采集處理器，其中溫度傳感器設(shè)在電機上，從而采集電壓、電流及溫度數(shù)據(jù)。

所述控制器包括PLC。

所述整流器與斬波器之間連接有過壓保護(hù)器，對系統(tǒng)元器件起到保護(hù)作用。

所述斬波器與逆變器之間連接有顛覆保護(hù)器，起到保護(hù)逆變器的作用。

所述軟啟動器為液態(tài)軟啟動器，以便于有效的實現(xiàn)平滑啟動。

本實施方式的有益效果：利用軟啟動器使電機在啟動時進(jìn)行軟啟動，保護(hù)電機的同時也加大了工作效果，通過數(shù)據(jù)采集單元采集電機必要數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器，控制器分析和處理之后調(diào)節(jié)斬波器的占空比及逆變器，從而調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，達(dá)到對電機智能化控制的目的，同時將數(shù)據(jù)顯示在顯示器讓，讓工作人員觀察顯示的數(shù)據(jù)之后，通過輸入模塊控制控制器工作，并且系統(tǒng)中設(shè)有元器件的保護(hù)器；有效的解決了傳統(tǒng)的注水站存在電機硬啟動、控制不智能、電機保護(hù)功能低以及無法采集和顯示電機相關(guān)數(shù)據(jù)的問題。