[發明專利]基于公共直流母線的抽油機多機驅動裝置

無效

• 申請號: 201410138702.6
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103956942A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 姜向龍;陳志輝;牛斌;李順章
• 申請（專利權）人: 合康變頻科技（武漢）有限公司
• 主分類號: H02P5/74
• 分類號: H02P5/74
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及抽油機驅動變頻節能裝置，尤其涉及基于公共直流母線的抽油機多機驅動裝置。

背景技術

游梁式抽油機又名磕頭機，是目前各個油田應用最普遍的石油抽油設備，也是油田耗電大戶，抽油機用電量約占油田總用電量的40%，運行效率非常低，平均運行效率只有25%，功率因數低，電能浪費大。因此，抽油機節能潛力非常巨大，石油行業也是推廣電機系統節能的重點行業。

抽油機屬于位能性負載，尤其是在配重不平衡時，在抽油機的一個沖程周期中，會使電動機處于發電狀態。電動機由于位能或者慣性，其轉速會超過同步轉速，再生能量通過與變頻器逆變橋功率開關器件IGBT并聯的續流二極管的整流作用，反饋到直流母線。由于普通的兩象限的變頻器，其母線是通過普通二極管整流橋供電，不能向電網回饋電壓，所以反饋到直流母線的再生能量只能對濾波電容充電而使母線電壓升高。變頻器在設計時，為了保護器件，會設置一個母線過壓保護，當母線電壓值到達一定值時，會觸發此保護以保護變頻器中的器件。所以再生能量會將母線電壓充電到設定的過壓值，會保護停機。

一般，處理抽油機再生能量傳統的做法是普遍采用不控整流的兩象限變頻器與制動單元、制動電阻結合使用的方案，每個逆變單元都具有整流環節、直流環節和逆變環節，且整流環節一般為不控二極管整流器結構，這種方式是在母線電壓上并制動單元及制動電阻，將能量直接消耗在制動電阻上，這種做法的缺點是回饋能量被電阻消耗掉，對節能不利，且電網側的諧波電流比較大，功率因數低下。同時，每臺抽油機配一臺變壓器和變頻器，每個變頻器都具有整流環節，對于多臺抽油機相距較近的場合，資源浪費，系統成本增加。

發明內容

本發明提供一種基于公共直流母線的抽油機多機驅動裝置，解決現有抽油機驅動變頻節能裝置功率因數低，諧波電流大，能耗制動不節能的問題的技術問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種基于公共直流母線的抽油機多機驅動裝置，包括前端集成PWM整流器和后端處理裝置；所述前端集成PWM整流器用于將電網的交流電轉換為直流電或將電機的再生能量轉換為電能送回所述電網；所述后端處理裝置用于將所述前端集成PWM整流器輸出的直流電驅動電機負載；所述后端處理裝置包括短路保護及緩沖裝置、逆變器，所述短路保護及緩沖裝置的輸入端與所述前端集成PWM整流器的輸出端電連接，所述短路保護及緩沖裝置的輸出端與所述逆變器的輸入端電連接，所述逆變器的輸出端與所述電機負載的輸入端電連接。

本發明的有益效果是：為解決了現有技術中功率因數低，諧波電流大，能耗制動不節能的問題，并解決了多臺抽油機相距較近的場合，成本也比較高的問題。

進一步：所述保護及緩沖裝置包括直流斷路器、熔斷器(FU4、FU5;FU6、FU7)、接觸器、功率電阻，所述直流斷路器的輸入端與所述前端集成PWM整流器的輸出端電連接，所述直流斷路器的輸出端經所述熔斷器(FU4、FU5;FU6、FU7)與所述功率電阻的輸入端電連接，所述功率電阻的輸出端與所述逆變器的輸入端電連接，所述接觸器與所述功率電阻并聯連接；所述后端處理裝置至少設為兩個，一個所述后端處理裝置只與一個所述電機負載電連接。

進一步：所述前端集成PWM整流器包括第一熔斷器、第一斷路器QF、第一接觸器K1、第一電抗器和PWM整流器；所述第一熔斷器的輸入端與所述電網電連接；所述第一熔斷器的輸出端與所述第一斷路器QF的輸入端電連接；所述第一斷路器QF的輸出端與所述第一接觸器K1的輸入端電連接；所述第一接觸器K1的輸出端與所述第一電抗器輸入端電連接，所述第一接觸器K1上并聯第一功率電阻；所述第一電抗器的輸出端與所述PWM整流器輸入端電連接；所述PWM整流器輸出端與每個所述后端處理裝置中的所述直流斷路器輸入端電連接。

附圖說明

圖1為本發明的第一實施例的結構示意圖；

圖2為本發明的第二實施例的結構示意圖；

圖3為本發明的第二實施例的前端集成PWM整流器結構示意圖；

圖4為本發明的第二實施例的第一后端處理裝置結構示意圖；

圖5為本發明的第二實施例的第二后端處理裝置結構示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：