專利名稱：一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鉆井勘探作為油田開發(fā)的一個重要組成部分，打造綠色鉆井，節(jié)能、清潔、高效生產(chǎn)成為鉆井行業(yè)發(fā)展的新目標，對鉆機的節(jié)能和環(huán)保性能提出了更高要求。利用網(wǎng)電鉆井是由高壓電網(wǎng)替代傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機給鉆井系統(tǒng)提供動力，實現(xiàn)“油改電”的轉(zhuǎn)換。網(wǎng)電鉆井通過地方高壓電網(wǎng)供電，經(jīng)供電房將高壓(IOkV)變?yōu)?90 (600)V低壓，向控制房提供電能，再經(jīng)過控制房變頻器驅(qū)動油改電專用變頻電機，進而帶動并車箱替代柴油機實現(xiàn)鉆井動力的提供。相同工況下，網(wǎng)電鉆機的能耗成本至少可以節(jié)約50%以上，7000米電動鉆機使用柴油發(fā)電機做動力每月消耗柴油200噸左右，改用網(wǎng)電后，電耗約為每月46.53萬千瓦時，這樣一來，每臺網(wǎng)電鉆機每月可節(jié)約費用90多萬元。鉆井現(xiàn)場許多位于人口密集區(qū)域，柴油機組運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生巨大動力的同時，也產(chǎn)生了超過122dB的噪音和月排放10余噸的碳煙及氮氧化物，網(wǎng)電鉆機利用工業(yè)電網(wǎng)替代柴油發(fā)電機作為鉆井動力，環(huán)保效果顯著:噪聲有效降低，油煙實現(xiàn)零排放，經(jīng)過改造后噪聲降低20% (低于IOOdB),月碳煙排放和氮氧化物排放，分別由12噸和3噸直接變成零排放，力口之未使用柴油機，杜絕了老化柴油機跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，防止了對環(huán)境的污染。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用手輪和腳踏開關(guān)給定電機轉(zhuǎn)速，實時檢測電機轉(zhuǎn)速，并由控制器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機控制系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機控制系統(tǒng)，包括手輪和腳踏開關(guān)、交流變頻電機、電機房操作箱、PLC控制系統(tǒng)和司鉆操作箱，手輪和腳踏開關(guān)安裝在司鉆操作箱上或與司鉆操作箱相連，交流變頻電機的非傳動端安裝有編碼器，編碼器上設(shè)有編碼器護罩；手輪和腳踏開關(guān)與交流變頻電機相連，編碼器的輸出與PLC控制系統(tǒng)連接，PLC控制系統(tǒng)通過Prof ibus-DP網(wǎng)絡(luò)與司鉆操作箱相連，PLC控制系統(tǒng)通過多芯控制電纜與電機房操作箱連接，電機房操作箱和司鉆操作箱分別與交流變頻電機相連；交流變頻電機為增安型電機。交流變頻電機的機座內(nèi)安裝有防潮加熱器。交流變頻電機配置有冷卻通風(fēng)機，冷卻通風(fēng)機進風(fēng)口安裝有砂塵過濾裝置。防潮加熱器和冷卻通風(fēng)機電機動力電纜均通過防爆管引至電機接線盒內(nèi)的接線端子。本發(fā)明的優(yōu)點在于:[0012]1.通過手輪和腳踏開關(guān)給定電機轉(zhuǎn)速，手輪和腳踏開關(guān)可以根據(jù)具體情況進行選擇使用，操作方便。2.電機自帶防潮加熱器和冷卻通風(fēng)機，防止電機由于環(huán)境的溫濕度和使用是發(fā)熱引起的損壞。3.電機配套風(fēng)壓檢測開關(guān)和檢修開關(guān)、測溫傳感器，可以實時檢測電機的運行狀態(tài)，方便出現(xiàn)問題時及時進行檢修。4.通過安裝編碼器，實時采集電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)閉環(huán)控制。5.按照柴油機額定轉(zhuǎn)速設(shè)計電機額定轉(zhuǎn)速，可完全替代柴油機作為油田鉆井的動力系統(tǒng)。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型所保護的內(nèi)容不局限于以下所述。如圖1所示，一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機控制系統(tǒng)，包括手輪和腳踏開關(guān)、交流變頻電機、電機房操作箱、PLC控制系統(tǒng)和司鉆操作箱，手輪和腳踏開關(guān)安裝在司鉆操作箱上或與司鉆操作箱相連，交流變頻電機的非傳動端安裝有編碼器，編碼器上設(shè)有編碼器護罩；手輪和腳踏開關(guān)與交流變頻電機相連，編碼器的輸出與PLC控制系統(tǒng)連接，PLC控制系統(tǒng)通過Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)與司鉆操作箱相連，PLC控制系統(tǒng)通過多芯控制電纜與電機房操作箱連接，電機房操作箱和司鉆操作箱分別與交流變頻電機相連；交流變頻電機為增安型電機，在交流變頻電機的機座內(nèi)安裝有防潮加熱器。交流變頻電機配置有冷卻通風(fēng)機，冷卻通風(fēng)機進風(fēng)口安裝有砂塵過濾裝置。防潮加熱器和冷卻通風(fēng)機電機動力電纜均通過防爆管引至電機接線盒內(nèi)的接線端子。本實用新型的工作原理為:(I)電機啟動:在司鉆房控制箱上進行通道選擇，在電機房控制箱復(fù)位，無故障顯示后，按啟動按鈕，電機運行后，運行狀態(tài)顯示在司鉆房和電機房控制箱上；(2)電機轉(zhuǎn)速給定:利用手輪或腳踏開關(guān)給定速度，將交流變頻電機調(diào)節(jié)到合適的轉(zhuǎn)速，手輪和腳踏開關(guān)通過司鉆房控制箱旋鈕切換使用，手輪一般根據(jù)泥漿泵的泵沖要求調(diào)節(jié)，腳踏開關(guān)一般根據(jù)鉤速的要求調(diào)節(jié)；選擇手輪模式時，只有手輪給定起作用，選擇腳踏模式時，依據(jù)速度設(shè)定高的輸出電機轉(zhuǎn)速，即在鉆機模式切換到起下鉆模式時，當腳踏開關(guān)的轉(zhuǎn)速給定大于手輪轉(zhuǎn)速給定時，依據(jù)腳踏的給定為準，反之，腳踏開關(guān)松開轉(zhuǎn)速給定小于手輪轉(zhuǎn)速給定時，按照手輪給定為準；(3)電機轉(zhuǎn)速采集:利用編碼器采集電機實際轉(zhuǎn)速后，將采集到的數(shù)據(jù)反饋到控制器，形成閉環(huán)的速度控制；(4)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié):控制器通過內(nèi)部程序?qū)﹄姍C的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，并通過手輪或腳踏開關(guān)實現(xiàn)調(diào)節(jié)過程；[0028](4)電機的停止和急停:a)電機的停止可以在司鉆房控制箱和電機房控制箱操作，控制啟停繼電器實現(xiàn)正常停機；b)如果遇到緊急情況，可以在司鉆房控制箱和電機房控制箱直接按下電機對應(yīng)的急停開關(guān)，直接控制電機主控板的DI中，使變頻器停止運行。
權(quán)利要求1.一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括手輪和腳踏開關(guān)、交流變頻電機、電機房操作箱、PLC控制系統(tǒng)和司鉆操作箱，手輪和腳踏開關(guān)安裝在司鉆操作箱上或與司鉆操作箱相連，交流變頻電機的非傳動端安裝有編碼器，編碼器上設(shè)有編碼器護罩；手輪和腳踏開關(guān)與交流變頻電機相連，編碼器的輸出與PLC控制系統(tǒng)連接，PLC控制系統(tǒng)通過Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)與司鉆操作箱相連，PLC控制系統(tǒng)通過多芯控制電纜與電機房操作箱連接，電機房操作箱和司鉆操作箱分別與交流變頻電機相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機，其特征在于:所述的交流變頻電機為增安型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機，其特征在于:所述交流變頻電機的機座內(nèi)安裝有防潮加熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機，其特征在于:交流變頻電機配置有冷卻通風(fēng)機，冷卻通風(fēng)機進風(fēng)口安裝有砂塵過濾裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機，其特征在于:所述的防潮加熱器和冷卻通風(fēng)機電機動力電纜均通過防爆管引至電機接線盒內(nèi)的接線端子。
專利摘要本實用新型公開了一種基于手輪和腳踏開關(guān)的交流變頻電機控制系統(tǒng)，包括手輪和腳踏開關(guān)、交流變頻電機、電機房操作箱、PLC控制系統(tǒng)和司鉆操作箱，交流變頻電機的非傳動端安裝有編碼器，手輪和腳踏開關(guān)與交流變頻電機相連，編碼器的輸出與PLC控制系統(tǒng)連接，PLC控制系統(tǒng)分別與司鉆操作箱和電機房操作箱相連，電機房操作箱和司鉆操作箱分別與交流變頻電機相連。本實用新型的手輪和腳踏開關(guān)可根據(jù)具體情況選擇使用，在電機上安裝編碼器實時采集檢測電機的轉(zhuǎn)速，并通過控制系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)和控制，可完全替代柴油機作為油田鉆井的動力系統(tǒng)。
文檔編號H02P27/04GK203039640SQ20122060538
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者謝偉, 王亮, 王曉龍 申請人:成都宏天電傳工程有限公司