连接。
[0033]滤波电路A包括滤波电感L1、滤波电感L2和滤波电感L3，三相电源的三个输出端分别通过滤波电感L1、滤波电感L2和滤波电感L3与可控整流器的三个整流输入端连接。
[0034]滤波电量B包括滤波电容Cl，滤波电容Cl并联在可控整流器的整流输出端的正负极之间。
[0035]双向DC-DC变换器包括DC-DC输出电路，DC-DC输出电路包括直流输出电容C2、预充电电阻、预充电继电器和总正继电器。
[0036]直流输出电容C2的一端分别与双向DC-DC变换器的低压侧正极、预充电电阻的一端和总正继电器的一端连接。
[0037]直流输出电容C2的另一端与超级电容模组的负极连接；预充电电阻的另一端与预充电继电器的一端连接，预充电继电器的另一端分别与总正继电器的另一端和超级电容模组的正极连接。
[0038]电动机驱动系统还包括触摸显示器，触摸显示器与PLC控制器连接。可采用一个5.6寸的触摸显示屏。
[0039]在本发明中，变频电动机可选用至少满足以下多个参数指标的防爆抗震变频电动机:
1、额定功率:90KW；
2、额定电压:380VAC；
3、额定转速:59Irpm ；
4、恒功率转速:1800rpm；
5、最高转速:2200rpm；
6、冷却方式:风冷。
[0040]在本发明中，双向DC/DC变换器可选用至少满足以下多个参数指标的双向DC/DC变换器:
1、低压端工作电压范围:220~480VAC ；
2、低压端电流:110A ；
3、低压端最大功率:50KW；
4、高压端工作电压范围:400~600VDC ；
5、尚压端电流:110A ；
6、高压端最大功率:50KW；
7、最大效率:94；
8、宽负载范围:92;
9、控制及保护特性:具有两侧过压、欠压保护，具有两侧过留、短路保护。
[0041]本发明中的超级电容模组的外壳可采用铝合金材料，其表面做阳极氧化处理，其外形尺寸(L*W*H)可设计为416*190*205mm，其重量最好小于14.5Kg。
[0042]本发明中，可采用十个50.4V166F的超级电容模组，采用一个EV04C从控盒，采用一个EV02B主控盒，采用一台300A/75mV的电流传感器，采用一个LEV100预充电继电器，采用一个DM400M2300R315ADC750V的断路器，采用一个100欧姆/200W的预充电电阻，采用一个220VAC/DC24V-50W开关电源，采用一个400A/600V熔断器，采用一台标准柜体，采用一个EV200不带辅助触点的接触器。
[0043]本发明中，在使用超级电容做功率补偿后，可实现使用小功率的网电，带动大功率电机。如使用110KVA的电网变压器，在超级电容补偿50KW功率的情况下，可以带动功率为150KW的电机。
[0044]当系统需要功率补偿时，如进行提升作业时，由PLC控制器控制双向DC/DC变换器为升压模式，由超级电容模组对直流母线放电，补充变频电动机所需功率。
[0045]当系统处于待机、制动或小功率运行时，如进行卸管、下放作业时，由PLC控制器控制双向DC/DC变换器为降压模式，由直流母线对超级电容模组进行充电，同时吸收部分制动功率。
[0046]当电网停电时，超级电容模组还可提供一定能量，使修井机能够完成提升复位步骤。
[0047]尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于修井作业的电动机驱动系统，它包括滤波电路A、可控整流器、滤波电路B、变频器、双向DC-DC变换器、超级电容控制器、超级电容模组、PLC控制器和变频电动机，其特征在于: 三相电源通过所述滤波电路A与所述可控整流器的整流输入端连接，所述可控整流器的整流输出端通过直流母线依次与所述滤波电路B和所述变频器连接，所述变频器的输出端与所述变频电动机的电源输入端连接，所述变频电动机驱动绞车进行修井作业，所述PLC控制器分别通过现场总线与所述超级电容控制器和所述可控整流器的控制输入端连接； 所述双向DC-DC变换器的高压侧正极与可控整流器的整流输出端正极连接，所述双向DC-DC变换器的高压侧负极与所述可控整流器的整流输出端负极连接，所述双向DC-DC变换器的低压侧正极与所述超级电容模组的正极连接，所述双向DC-DC变换器的低压侧负极与所述超级电容模组的负极连接，所述超级电容模组的信号输出端与所述超级电容控制器的信号采集输入端连接，所述超级电容控制器的DC-DC控制输出端与所述双向DC-DC变换器的控制输入端连接。2.根据权利要求1所述一种用于修井作业的电动机驱动系统，其特征在于:所述超级电容控制器包括电容管理主板、电容管理从板和电流信号采集器； 电容管理主板通过CAN总线与电容管理从板连接，电容管理从板的电流检测端与电流信号采集器的信号输出端连接，电流信号采集器接在超级电容模组的负极端，电容管理从板的总电压/绝缘检测端与超级电容模组的正极端连接，电容管理从板的电容信息采集端通过信号端子与超级电容模组的信号输出端连接，电容管理从板的DC-DC控制输出端与双向DC-DC变换器的控制输入端连接。3.根据权利要求2所述一种用于修井作业的电动机驱动系统，其特征在于:所述电流信号采集器为电流传感器或分流器。4.根据权利要求2所述一种用于修井作业的电动机驱动系统，其特征在于:所述信号端子的电压信号输入端与超级电容模组的电压信号输出端连接，信号端子的过压信号输入端与超级电容模组的过压信号输出端连接，信号端子的温度信号输入端与超级电容模组的温度信号输出端连接，信号端子的输出端与超级电容单元的信号输出端连接，信号端子的信号输出端与电容管理从板的电容信息采集端连接。5.根据权利要求1所述一种用于修井作业的电动机驱动系统，其特征在于:所述滤波电路A包括滤波电感L1、滤波电感L2和滤波电感L3，三相电源的三个输出端分别通过滤波电感L1、滤波电感L2和滤波电感L3与可控整流器的三个整流输入端连接。6.根据权利要求1所述一种用于修井作业的电动机驱动系统，其特征在于:所述滤波电量B包括滤波电容Cl，滤波电容Cl并联在可控整流器的整流输出端的正负极之间。7.根据权利要求1所述一种用于修井作业的电动机驱动系统，其特征在于:所述双向DC-DC变换器包括DC-DC输出电路，DC-DC输出电路包括直流输出电容C2、预充电电阻、预充电继电器和总正继电器； 直流输出电容C2的一端分别与双向DC-DC变换器的低压侧正极、预充电电阻的一端和总正继电器的一端连接； 直流输出电容C2的另一端与超级电容模组的负极连接；预充电电阻的另一端与预充电继电器的一端连接，预充电继电器的另一端分别与总正继电器的另一端和超级电容模组的正极连接。8.根据权利要求1所述一种用于修井作业的电动机驱动系统，其特征在于:所述电动机驱动系统还包括触摸显示器，触摸显示器与所述PLC控制器连接。
【专利摘要】一种用于修井作业的电动机驱动系统，其三相电源通过滤波电路A与可控整流器连接，可控整流器的整流输出端通过直流母线依次与滤波电路B和变频器连接，变频器的输出端与变频电动机的电源输入端连接，PLC控制器分别通过现场总线与超级电容控制器和可控整流器的控制输入端连接；双向DC-DC变换器的高压侧正极与可控整流器的整流输出端正极连接，双向DC-DC变换器的高压侧负极与可控整流器的整流输出端负极连接，双向DC-DC变换器的低压侧正极与超级电容模组的正极连接。本发明通过变频器驱动变频电动机，从而驱动绞车，变频电动机可实现正反转无级调速，具有启动力矩大、结构简单、节能环保、操控性好及维护费用低等特点。
【IPC分类】H02P27/04
【公开号】CN105227038
【申请号】CN201510661562
【发明人】鲁月娥, 刘林, 鲁少军, 张鑫, 王毅
【申请人】三峡大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月15日