碳氫化合物泵送設(shè)備、模塊和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于泵送碳氫化合物的設(shè)備(1)，其包括浸入井(W)中的泵(P)和用于驅(qū)動泵(P)的電機(M)，所述電機(M)連接到在正常工作下由外部電網(wǎng)(A)供電的變頻器(2)，變頻器(2)包括控制器(8)、對DC總線(11)供電的整流器(4)以及由DC總線(11)供電且連接到電機(M)的逆變器(3)，所述設(shè)備(1)的特征在于，其還包括經(jīng)由雙向DC?DC變換器(6)連接到DC總線(11)的電力儲存元件(5)，設(shè)備(1)被布置成在經(jīng)由外部電網(wǎng)(A)供電中斷的情況下確保變頻器(2)由儲存元件(5)供電。
【專利說明】碳氫化合物泵送設(shè)備、模塊和方法
[0001]本發(fā)明涉及碳氫化合物栗送設(shè)備。
[0002]本發(fā)明更具體地涉及包括栗的碳氫化合物栗送設(shè)備，該栗例如是浸入井中且通過電機經(jīng)由栗的驅(qū)動桿從井的地面驅(qū)動的螺桿栗、離心栗或搖臂栗，該電機連接到在正常工作下由外部電網(wǎng)供電的變頻器。
[0003]這種栗在正常工作下以兩種形式儲存勢能，即一種是在栗的圍繞自身扭轉(zhuǎn)變形的驅(qū)動桿中的扭轉(zhuǎn)能量，另一種是與井中的流體柱相對應(yīng)的流體靜力學(xué)能量。
[0004]在對電機的電能供應(yīng)失效、特別是由于供電故障而失效的情況下，該勢能可能會突然地驅(qū)動栗的驅(qū)動桿以相反方向高速旋轉(zhuǎn)(“回旋”現(xiàn)象)并且會引起超速運行，超速運行的后果對于人員和材料來說是危險的。因此，必須等待直到流體液位在井中取得平衡以重新開始栗送，這極大地損失了產(chǎn)量。
[0005]申請US2011/050144公開了一種用于檢測反向旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。
[0006]專利US 5234319公開了一種用于栗送系統(tǒng)的供電系統(tǒng)，其包括由充電器供電的電池，該供電系統(tǒng)位于整流器的輸出端與逆變器的輸入端之間。
[0007]專利US 4728808公開了一種不間斷電源系統(tǒng)，其包括連接在DC-DC(直流-直流)變換器與充電器之間的電池。
[0008]申請EP0169756公開了一種用于通過利用直流電對栗的電機供電來終止反向旋轉(zhuǎn)的方法。
[0009]專利US 5198734公開了一種穩(wěn)定供電裝置，其包括與連接到電網(wǎng)的電池充電器相關(guān)聯(lián)的電池。
[0010]申請FR2891960公開了一種切換系統(tǒng)，其能夠在電網(wǎng)故障的情況下以及在電機的輸出軸被驅(qū)動反向旋轉(zhuǎn)的情況下，向消耗負載排放由電機生成的電能。該方案僅能用于栗的電機是同步型電機的情況，而已安裝系統(tǒng)中只有極少一部分是這樣。對于絕大多數(shù)情況的異步感應(yīng)電機，對于這種無源負載制動所必須的殘壓在幾百毫秒內(nèi)就消失了。
[0011]申請US2005/0281681A1描述了一種系統(tǒng)，其電機由變頻器驅(qū)動，該變頻器在電網(wǎng)供電掉線的情況下回收可能儲存在正常工作期間的電機和栗送的流體柱中的動能和勢能，以恢復(fù)其供電并且將栗的速度控制在一個較小的值。由于這種可回收的機械能的存在的條件本身的隨機性，這種操作是有問題的。
[0012]為了能夠回收旋轉(zhuǎn)部件的能量并且繼續(xù)對變頻器供電，應(yīng)兼?zhèn)淠承C械條件:特別應(yīng)使該能量大于位于變頻器下游的整個系統(tǒng)(栗、管等)的損失。根據(jù)井的狀態(tài)和工作條件，特別是電機在斷開電網(wǎng)時的轉(zhuǎn)速，這些條件可能并不兼?zhèn)?，因此無法確保工作的持續(xù)性。
[0013]即使在上述機械條件兼?zhèn)涞那闆r下，由于工作的持續(xù)性需要從變頻器對栗的電機供電的正常工作模式快速切換到從機械部件回收部分能量以對變頻器供電的工作模式，因此無法確保栗送。這種切換由于其復(fù)雜性而無法總是實現(xiàn)。
[0014]最終，如果在該機械能無法回收的時刻、或者在這種機械能回收操作失敗的情況下突然發(fā)生電網(wǎng)故障，則容易產(chǎn)生回旋現(xiàn)象。
[0015]本發(fā)明的目的之一是提出一種解決方案，其能夠通過使得碳氫化合物栗送設(shè)備免受電網(wǎng)擾動的影響來確保該設(shè)備的工作的更大可用性。本發(fā)明降低了回旋的風(fēng)險，并且通過改善工作連續(xù)性而使得運轉(zhuǎn)損失最小化。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的另一目的是一種碳氫化合物栗送設(shè)備，其包括浸入井中的栗和該栗的驅(qū)動電機，該電機連接到在正常工作下由外部電網(wǎng)供電的變頻器，該變頻器包括控制器、對直流總線供電的整流器以及由直流總線供電且連接到電機的逆變器，該設(shè)備的特征在于，其還包括通過雙向DC-DC變換器連接到直流總線的電力儲存元件，設(shè)備被布置成在經(jīng)由外部電網(wǎng)的供電擾動的情況下確保由儲存元件對變頻器供電。
[0017]由于本發(fā)明，可以以相對較低的成本來提供對栗的不間斷供電，這是因為可以在通常為三相的電網(wǎng)的正常工作情況下、以及在電網(wǎng)出故障的情況下通過預(yù)先提取儲存元件中的能量，使用同一個變頻器。此外，本發(fā)明使得能夠避免在電網(wǎng)出故障的情況下求助于位于整流器上游的UPS來代替電網(wǎng)，由于UPS的大小應(yīng)被調(diào)整成遞送直流電動變頻器的所有功率，該裝置特別昂貴。而在本發(fā)明框架內(nèi)的能量儲存元件的大小僅關(guān)于期望的自主性、針對通常不超過幾分鐘的持續(xù)時間而被調(diào)整，這相對于功能優(yōu)化了成本。同樣，如US 5234319中所描述的位于整流器和逆變器之間的供電系統(tǒng)，是在UPS的框架內(nèi)而不能夠僅關(guān)于期望的自主性來調(diào)整儲存元件的大小。
[0018]本發(fā)明還使得設(shè)備的工作更加可靠。
[0019]電網(wǎng)擾動是指例如電網(wǎng)掉線或電網(wǎng)的電壓和/或相位不穩(wěn)定。
[0020]儲存元件包括例如至少一個電池或超級電容器?！半姵亍笔侵敢患壔蚨嗉壊⒙?lián)和/或串聯(lián)的蓄電池。
[0021]優(yōu)選地，變頻器具有接入直流總線的接入端子和用于與外部交換數(shù)據(jù)的總線，以特別用于傳輸與電網(wǎng)供電狀態(tài)以及電機和/或逆變器的工作參數(shù)交換有關(guān)的信息。
[0022 ]優(yōu)選地，設(shè)備包括雙向DC-DC變換器的控制系統(tǒng)，其與變頻器經(jīng)由數(shù)據(jù)交換總線交換數(shù)據(jù)。
[0023]本發(fā)明通過幾乎完全消除電網(wǎng)掉線所造成的危害而實現(xiàn)了最佳的生產(chǎn)，這是因為栗送操作是以根據(jù)與設(shè)備和電網(wǎng)狀態(tài)有關(guān)的所有可用信息而被優(yōu)化的速度來進行的。
[0024]變頻器可以包括在其存儲器中的已被編程的多個速度定值。
[0025]在變型中，這些定值可以包含在外部元件中，例如USB密鑰卡或SD存儲卡，其可以直接或間接地連接到控制系統(tǒng)和/或變頻器的數(shù)據(jù)交換總線。
[0026]變頻器可以被布置成在外部電網(wǎng)擾動的情況下在已被編程的速度定值之中選擇一個速度定值。因此，設(shè)備可以被容易地配置成在電網(wǎng)中斷的情況下遵循預(yù)定義的工作。選擇可以基于由控制系統(tǒng)傳輸?shù)闹辽僖粭l信息來執(zhí)行。例如，來自控制系統(tǒng)的信息取決于儲存元件的電荷狀態(tài)。
[0027]優(yōu)選地，在正常工作下，控制器根據(jù)電機側(cè)的逆變器的輸出電流來計算DC-DC變換器的充電電流的極限以避免整流器的過載并將該極限傳送至控制系統(tǒng)，其中整流器遞送用于電機的電流和儲存元件的充電電流。
[0028]在變型中，控制器可以向控制系統(tǒng)直接傳輸與電機負載水平有關(guān)的信息，并且對DC-DC變換器的電流極限的計算可以由控制系統(tǒng)執(zhí)行，控制系統(tǒng)接著調(diào)整儲存元件的充電電流。
[0029]優(yōu)選地，在電網(wǎng)擾動的情況下，控制系統(tǒng)在直流總線端子處調(diào)節(jié)電壓值以避免變頻器面臨直流總線欠壓的安全問題。
[0030]本發(fā)明的另一目的是一種用于碳氫化合物栗送設(shè)備的外部安全模塊，該碳氫化合物栗送設(shè)備包括栗，該栗浸入井中且由連接到通過外部電網(wǎng)供電的電機所驅(qū)動，該變頻器包括在連接到電網(wǎng)的整流器與逆變器之間的直流總線和控制器，變頻器包括用于接入直流總線的接入端子和與外部交換數(shù)據(jù)的總線，使得傳輸與速度定值接收和外部電網(wǎng)狀態(tài)有關(guān)的信息。模塊包括電能儲存元件、雙向DC-DC變換器和變換器控制系統(tǒng)、連接到變頻器的直流總線的端子以及與變頻器通信的總線以獲知電網(wǎng)狀態(tài)且向變頻器傳輸至少一條信息，該至少一條信息用于在電網(wǎng)擾動時處于應(yīng)急工作的情況下選擇速度定值和/或向變頻器通知儲存元件的電荷狀態(tài)。
[0031]只要變頻器的直流總線端子是可接入的并且變頻器配備有包括數(shù)據(jù)交換總線的與外部設(shè)備的通信接口，則模塊可以可選地添加到最初沒有設(shè)置該模塊的現(xiàn)有設(shè)備中。
[0032]該模塊使得能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的栗送設(shè)備。
[0033]本發(fā)明的另一目的是一種用于管理對電機的供電的方法，該電機驅(qū)動用于栗送碳氫化合物的栗，該栗浸入井中且屬于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，其中，在外部電網(wǎng)擾動、特別是外部電網(wǎng)中斷的情況下，變頻器的直流總線由儲存元件經(jīng)由DC-DC變換器供電，以控制電機的旋轉(zhuǎn)，特別是為了避免反向旋轉(zhuǎn)或者以降低的速度保持栗送，并且在由電網(wǎng)正常供電的情況下，使用同一個DC-DC變換器來對儲存元件充電。
[0034]優(yōu)選地，根據(jù)栗的功率而向控制系統(tǒng)通知電機的負載水平，以避免過載，其中整流器在電網(wǎng)正常工作的情況下在直流總線上進行傳輸。
[0035]優(yōu)選地，在電網(wǎng)擾動的情況下并且當(dāng)儲存元件的電荷狀態(tài)小于給定閾值時，向變頻器通知儲存元件的電荷狀態(tài)，使得電機反向工作以提取機械能。
[0036]參考附圖，通過閱讀以下對本發(fā)明的非限制性實施方式的詳細描述，將更好地理解本發(fā)明，其中:
[0037]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備示例的示意圖；
[0038]-圖2a_2c是雙向DC-DC變換器的示例；和
[0039]-圖3示出了利用根據(jù)本發(fā)明的外部模塊而實施的試驗。
[0040]圖1以示意性的方式示出了石油井W，栗P浸入該井的底部，栗P優(yōu)選地為螺桿栗且由電機M借助于驅(qū)動桿T和減速器R從地面驅(qū)動，該減速器特別為齒輪減速器。
[0041 ]具有動態(tài)高度的流體柱通過栗送而被保持在井W中。
[0042]變頻器2包括整流器4和連接到電機M的逆變器3，整流器4對于所謂的“適當(dāng)?shù)摹弊冾l器而言例如為功率晶體管整流器或二極管整流器并且連接到外部電網(wǎng)A。整流器4對直流總線11供電，直流總線11上接有電容器C，例如極化電容器，并且可選地如所示那樣接有用于減少諧波電流的線路電感(inductance de ligne)I。
[0043]在正常工作情況下，也就是說存在電網(wǎng)A的情況下，直流總線11又對逆變器3供電。
[0044]電網(wǎng)A例如是三相的，特別是400V、575V或690V+/-10%，并且在50Hz至60Hz之間。在變型中，電網(wǎng)A可以比三相更多，是多相的。
[0045]逆變器3例如是具有IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)的三相自主型逆變器，其特別地利用“脈寬調(diào)制(MLI )”、直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)或能夠基于直流電源以可變電壓和頻率對電機供電的任何其他技術(shù)而工作。
[0046]變頻器2還包括變頻器控制器8。該控制器例如是控制電路板的形式。
[0047]變頻器控制器8例如包括控制單元，該控制單元根據(jù)由操作員提供的指令(運轉(zhuǎn)命令、運轉(zhuǎn)方向、速度定值)和電氣量值測量結(jié)果(電網(wǎng)電壓、電機電流)而向IGBT或任何其他適當(dāng)類型的晶體管提供命令。
[0048]在如圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示例中，外部安全模塊9連接到變頻器2。該模塊9包括雙向直流-直流(DC-DC)變換器6和連接到DC-DC變換器6的電力儲存元件5，該DC-DC變換器6的端子11接到逆變器3的直流總線11的端子30。
[0049]模塊9還包括用于控制變換器6的控制系統(tǒng)7和用于與變頻器2通信的總線，以能夠通過有線或無線鏈路L進行數(shù)據(jù)交換。
[0050]控制系統(tǒng)7例如是電路板的形式。在變頻器2的控制器8也是電路板的形式的情況下，控制系統(tǒng)7和控制器8可以是兩個分開的電路板，或者在變型中，屬于同一個電路板。
[0051]控制系統(tǒng)7可以被布置成除了控制變換器6之外，還確保處理與變頻器2交換的數(shù)據(jù)。在相關(guān)示例中，是變頻器2的控制器8首先具有電網(wǎng)A是否存在的信息，而非不與電網(wǎng)A相連的控制系統(tǒng)7?？刂葡到y(tǒng)7具有與儲存元件5的電荷狀態(tài)和相應(yīng)的可用電量有關(guān)的信息，該信息被控制器8用以優(yōu)選地在根據(jù)井W而被規(guī)劃的定值列表中選出降級模式下的速度定值。
[0052]在變型中，對來自安全模塊9和/或變頻器2的數(shù)據(jù)的處理可以通過變頻器2的控制器8來實現(xiàn)，或者以聯(lián)合的方式通過區(qū)別于控制器8和控制系統(tǒng)7的處理系統(tǒng)來實現(xiàn)。在聯(lián)合實現(xiàn)的情況下，控制系統(tǒng)7和控制器8響應(yīng)于由所述處理系統(tǒng)發(fā)送的信號，分別確保對于變換器6和變頻器2的相應(yīng)控制。當(dāng)要采取的決策取決于關(guān)于整個系統(tǒng)的其他信息時，并且在沒有任何控制器知道例如全局控制API (應(yīng)用編程接口)的存在的情況下，這樣的外部監(jiān)視器是恰當(dāng)?shù)摹?br>[0053]在電網(wǎng)A存在的情況下，變頻器2—方面確保對用于栗送的電機M的供電功能，另一方面確保經(jīng)由雙向DC-DC變換器6對電力存儲元件5的充電，理想情況下將其充電至最大電能儲存容量，其中變換器6例如用作降壓器。用于對電機M供電的電能經(jīng)過整流器4和逆變器
3。用于對儲存元件5充電的電能經(jīng)過整流器4和DC-DC變換器6:控制器8向控制系統(tǒng)7指示電機的負載水平，并且控制系統(tǒng)7調(diào)整儲存元件5的充電電流以避免整流器4過載。
[0054]通常，只要電網(wǎng)A存在且系統(tǒng)9的最大容量還沒有達到，就進行這種充電。
[0055]在變頻器2上游和/或在直流總線11處檢測到電網(wǎng)4擾動的情況下，雙向DC-DC變換器6從儲存元件5回收電能以對逆變器3的直流總線11供電，同時逆變器3從“正常開采栗送”模式切換到“無電網(wǎng)工作”模式。
[0056]該“無電網(wǎng)工作”模式或者可以將流體柱保持在停止?fàn)顟B(tài)或以極低速度下降的狀態(tài)，或者可以繼續(xù)工作。在繼續(xù)工作的情況下，以預(yù)先設(shè)定的速度定值來進行栗送，該速度定值優(yōu)選地小于正常開采定值以最小化耗電量并且優(yōu)化在這種獨立于電網(wǎng)A的模式下的工作持續(xù)時間。
[0057]在安全模塊9與變頻器2之間的信息交換使得能夠確保根據(jù)所有信息(電網(wǎng)A的狀態(tài)、儲存元件5的電荷狀態(tài)、在無電網(wǎng)情況下的速度定值和直流總線電壓等等)來調(diào)節(jié)變頻器2的輸出電壓和頻率和/或雙向DC-DC變換器6的電壓定值或電流定值。因此，可以按照井W的開采期待，以魯棒的方式或者在停止時保持流體柱的重量，或者在逆變器2的不同工作模式下以低速繼續(xù)進行栗送。
[0058]在“正常開采栗送”模式下的變頻器2的輸出電壓，按照井的開采速度定值并且按照電機的(遵循電壓/頻率法則的)特性而優(yōu)選地在O至電網(wǎng)電壓之間。“無電網(wǎng)工作”模式下的頻率或電壓例如在以低速繼續(xù)栗送的情況下，取決于在井W中栗送的流體柱的高度，為標(biāo)稱電壓或頻率的約5%至20%，特別地在流體柱停止的情況下約為O至5%。
[0059]儲存元件5的端子電壓通常從幾伏到儲存元件5被充電至其最大容量時優(yōu)選的約300-400伏。
[0060]當(dāng)儲存元件的端子電壓在通過調(diào)節(jié)而被預(yù)先定義且宣告所存儲的電能幾乎耗盡的臨界閾值以下時，如果繼續(xù)汲取電能，則變頻器選擇具有與正常栗送方向相反的方向的小速度定值，這使得栗的電機作為發(fā)電機、特別是異步發(fā)電機工作，這在井的條件允許的情況下使得能夠回收機械能并且因而在無電網(wǎng)的情況下延長工作時間。與典型的解決方案相反，該電能輸送方向的改變由于儲存元件的存在而變得更加便利，其中電能輸送方向的改變僅在所儲存的電能幾乎耗盡的情況下才會作為最后的手段而在本發(fā)明的框架內(nèi)實施。這是因為，專利US 2005/0281681 Al所提出的解決方案的若干困難之一正是對要回收的電能定量而不會使變頻器默認地經(jīng)歷過壓。
[0061]本發(fā)明不限于上述實現(xiàn)示例。
[0062]例如，變頻器的逆變器3可以具有除了IGBT晶體管以外的晶體管。
[0063]模塊9包括DC-DC變換器6，并且儲存元件5可以不是變頻器2的外部模塊。該模塊9可以例如在制造變頻器2時作為變頻器2的電路的組成部分。
[0064]電機M可以在栗制動的情況下、特別是在井W排空的情況下作為發(fā)電機工作。在該情況下，由電機M提供的電能可以由變頻器2回收并且被發(fā)送回DC-DC變換器6以對儲存元件5充電。如果井的開采包括這種工序，則系統(tǒng)利用該工序來取回電能以對儲存元件充電，而不是提取電網(wǎng)的電能:優(yōu)點是節(jié)約充電電能。
[0065]雙向DC-DC變換器6可以以多種方式實現(xiàn)。
[0066]變換器6可以是如圖2a所示的簡單的單臂變換器。變換器包括兩個具有電容器的直流總線12和13。直流總線12和13各自的端子10和17分別接到儲存元件5的端子19和直流總線11的端子30。
[0067]直流總線12和13經(jīng)由橋相連，該橋包括由兩個電子開關(guān)15構(gòu)成的臂16以及將臂16連接到電容器12的+端子的扼流圈14。電子開關(guān)15可以是IGBT型、雙極型、MOSFET型等的開關(guān)。
[0068]在變型中，變換器6可以如圖2b所示那樣是三相的，其中直流總線12和13經(jīng)由包括三個交錯的臂16的橋相連，每個臂16都經(jīng)由扼流圈14連接到電容器12的+端子。
[0069]更一般地，如圖2c所示，DC-DC變換器6可以具有多個交錯的臂16，以特別地優(yōu)化扼流圈14的大小。
[0070]當(dāng)然，可以在不脫離本發(fā)明范圍的前提下使用其他類型的、能夠確保雙向DC-DC變換功能的雙向DC-DC變換器。
[0071]^\\
[0072]下面描述利用根據(jù)本發(fā)明的外部模塊所進行的試驗。
[0073]在該試驗中，所使用的電機的功率約為90kW。儲存元件包括160V的超級電容器模塊。圖3示出了該試驗的結(jié)果。
[0074]從上往下:
[0075]第一條曲線表示在變頻器上游的電網(wǎng)電壓，其有效值為400V。
[0076]第二條曲線表示儲存元件端子處的電壓。
[0077]第三條曲線表示為電機供電的逆變器的端子處的直流電壓。該電壓為580V。
[0078]第四條曲線即最后一條曲線表示電機的轉(zhuǎn)速。
[0079]這些曲線基于以下時刻而被繪制:其始于電網(wǎng)正常工作的時刻，隨后是電網(wǎng)約25秒的擾動，直至電網(wǎng)恢復(fù)正常后的時刻。
[0080]在曲線開始時，變頻器對電機供電，該電機在該示例中以100rpm的正常工作速度轉(zhuǎn)動。
[0081]在電網(wǎng)消失的時刻to，參見由第一條曲線表示的上游電壓測量結(jié)果，DC-DC變換器被控制成提取儲存元件中的電能以繼續(xù)從直流總線供電，該直流總線因而具有保持恒定的端子電壓，如第三條曲線所示。
[0082]在這個電網(wǎng)消失階段，電機速度降低并且保持在使消耗功率最小化以增加自主性的水平。
[0083]由于是由儲存元件在電網(wǎng)消失后提供電能，因此造成其端子處的電壓降低，如第二條曲線所示。儲存元件的端子電壓從電網(wǎng)消失階段開始時的100V下降到該階段結(jié)束時的50V，如第二條曲線所示。在電網(wǎng)恢復(fù)的時刻，儲存元件不再提供電能而是由電網(wǎng)提供電能，這使其電壓穩(wěn)定，如第二條曲線末尾處所示。
[0084]電機速度因而例如以可規(guī)劃的斜率而恢復(fù)至其擾動前的定值，如最后一條曲線末尾處所示。
[0085]在該記錄的整個擾動期間，沒有停止對電機供電。
[0086]當(dāng)然，可以使用具有不同功率的電機和具有不同的有效電壓的電網(wǎng)。
[0087]可以根據(jù)供電需求而選擇不同的電壓儲存元件。
【主權(quán)項】
1.一種用于栗送碳氫化合物的設(shè)備(I)，其包括浸入井(W)中的栗(P)和用于驅(qū)動所述栗(P)的電機(M)，所述電機(M)連接到在正常工作下由外部電網(wǎng)(A)供電的變頻器(2)，所述變頻器(2)包括控制器(8)、對直流總線(11)供電的整流器(4)以及由所述直流總線(11)供電且連接到所述電機(M)的逆變器(3)，所述設(shè)備(I)的特征在于，其還包括經(jīng)由雙向DC-DC變換器(6)連接到所述直流總線(11)的電力儲存元件(5)，所述設(shè)備(I)被布置成在經(jīng)由所述外部電網(wǎng)(A)的供電擾動的情況下確保由所述儲存元件(5)對所述變頻器(2)供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述變頻器(2)具有用于接入所述直流總線(11)的接入端子(30)和與外部交換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換總線，以特別地傳輸與所述電網(wǎng)(A)的狀態(tài)以及所述逆變器(3)和/或所述電機(M)的工作參數(shù)交換有關(guān)的信息，并且所述設(shè)備包括用于控制所述雙向DC-DC變換器(6)的控制系統(tǒng)(7)，所述控制系統(tǒng)經(jīng)由所述數(shù)據(jù)交換總線與所述變頻器(2)交換數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，所述儲存元件(5)包括至少一個電池或超級電容器。4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中的任一項所述的設(shè)備，所述變頻器包括已被編程在其存儲器中的多個速度定值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，所述變頻器(2)被布置成在所述外部電網(wǎng)(A)擾動的情況下，在已被編程的速度定值之中選擇一個速度定值。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，所述選擇是基于由所述控制系統(tǒng)(7)傳輸?shù)闹辽僖粭l信息而進行的。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，來自所述控制系統(tǒng)(7)的所述信息取決于所述儲存元件(5)的電荷狀態(tài)。8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項所述的設(shè)備，其中，在所述電網(wǎng)(A)擾動的情況下，所述控制系統(tǒng)(7)調(diào)整所述直流總線(11)的端子處的電壓值以避免所述變頻器(2)面臨所述直流總線(11)的欠壓安全問題。9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項所述的設(shè)備，其中，在所述電網(wǎng)(A)的正常供電情況下，所述控制器(8)根據(jù)所述電機(M)側(cè)的所述逆變器(3)的輸出電流來計算所述DC-DC變換器(6)的電流極限以避免所述整流器(4)過載，并且將所述極限傳送至所述控制系統(tǒng)(7)，其中所述整流器(4)遞送用于所述電機(M)的電流和所述儲存元件(5)的充電電流。10.—種外部安全模塊(9)，其用于特別是根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的用于栗送碳氫化合物的設(shè)備(I)，所述設(shè)備包括浸入井(W)中的栗(M)，所述栗是由連接到由外部電網(wǎng)(A)供電的變頻器(2)的電機(M)來驅(qū)動的，所述變頻器(2)包括控制器(8)、對直流總線(11)供電的整流器(4)以及由所述直流總線(11)供電且連接到所述電機(M)的逆變器(3)，所述變頻器(2)包括用于接入所述直流總線(11)的接入端子(30)和用于與外部交換數(shù)據(jù)的總線，使得能夠傳輸與所述外部電網(wǎng)(A)的狀態(tài)和速度定值的接收有關(guān)的信息，所述模塊(9)包括電能儲存元件(5)、雙向DC-DC變換器(6)和用于控制所述變換器(6)的控制系統(tǒng)(7)，連接到所述變頻器(2)的所述直流總線(11)的端子(10)，以及用于與所述變頻器(2)通信的總線，以獲知所述電網(wǎng)(A)的狀態(tài)并且向所述變頻器(2)傳輸用于在所述電網(wǎng)(A)擾動時的應(yīng)急工作情況下選擇速度定值的至少一個信息和/或向所述變頻器通知所述儲存元件的電荷狀態(tài)。11.一種用于管理電機(M)的供電的方法，所述電機驅(qū)動用于栗送碳氫化合物的栗(P)，所述栗浸入井(W)中且屬于根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的設(shè)備(I)，其中，在外部電網(wǎng)(A)擾動，特別是所述外部電網(wǎng)(A)中斷的情況下，變頻器(2)的直流總線(11)經(jīng)由雙向DC-DC變換器(6)由儲存元件(5)供電，使得控制所述電機(M)的旋轉(zhuǎn)，以特別地避免反向旋轉(zhuǎn)或者以降低的速度保持栗送，并且在由所述電網(wǎng)(A)正常供電的情況下，所述變換器(6)用于對所述儲存元件(5)充電。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，根據(jù)所述栗(P)的功率而向所述控制系統(tǒng)(7)通知所述電機(M)的負荷水平以避免過載，整流器(4)在所述電網(wǎng)(A)的正常工作情況下向所述直流總線(11)饋電。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，在所述電網(wǎng)(A)擾動的情況下，并且當(dāng)所述儲存元件(5)的電荷狀態(tài)小于給定閾值時，向所述變頻器(2)通知所述儲存元件(5)的電荷狀態(tài)，使得所述電機(M)反向工作以提取機械能。
【文檔編號】E21B47/00GK105940220SQ201580006689
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年1月21日
【發(fā)明人】馬蒂亞斯·蒂恩切夫-亞麻德, 讓-馬里·安德烈亞克, 盧多維克·布利耶, 丹尼爾·埃漢諾
【申請人】利萊森瑪電機公司