专利名称：一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机控制系统。
背景技术：
钻井勘探作为油田开发的一个重要组成部分，打造绿色钻井，节能、清洁、高效生产成为钻井行业发展的新目标，对钻机的节能和环保性能提出了更高要求。利用网电钻井是由高压电网替代传统的柴油发电机给钻井系统提供动力，实现“油改电”的转换。网电钻井通过地方高压电网供电，经供电房将高压(IOkV)变为690 (600)V低压，向控制房提供电能，再经过控制房变频器驱动油改电专用变频电机，进而带动并车箱替代柴油机实现钻井动力的提供。相同工况下，网电钻机的能耗成本至少可以节约50%以上，7000米电动钻机使用柴油发电机做动力每月消耗柴油200吨左右，改用网电后，电耗约为每月46.53万千瓦时，这样一来，每台网电钻机每月可节约费用90多万元。钻井现场许多位于人口密集区域，柴油机组运转时产生巨大动力的同时，也产生了超过122dB的噪音和月排放10余吨的碳烟及氮氧化物，网电钻机利用工业电网替代柴油发电机作为钻井动力，环保效果显著:噪声有效降低，油烟实现零排放，经过改造后噪声降低20% (低于IOOdB),月碳烟排放和氮氧化物排放，分别由12吨和3吨直接变成零排放，力口之未使用柴油机，杜绝了老化柴油机跑、冒、滴、漏现象，防止了对环境的污染。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用手轮和脚踏开关给定电机转速，实时检测电机转速，并由控制器调节电机转速的基于手轮和脚踏开关的交流变频电机控制系统。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机控制系统，包括手轮和脚踏开关、交流变频电机、电机房操作箱、PLC控制系统和司钻操作箱，手轮和脚踏开关安装在司钻操作箱上或与司钻操作箱相连，交流变频电机的非传动端安装有编码器，编码器上设有编码器护罩；手轮和脚踏开关与交流变频电机相连，编码器的输出与PLC控制系统连接，PLC控制系统通过Prof ibus-DP网络与司钻操作箱相连，PLC控制系统通过多芯控制电缆与电机房操作箱连接，电机房操作箱和司钻操作箱分别与交流变频电机相连；交流变频电机为增安型电机。交流变频电机的机座内安装有防潮加热器。交流变频电机配置有冷却通风机，冷却通风机进风口安装有砂尘过滤装置。防潮加热器和冷却通风机电机动力电缆均通过防爆管引至电机接线盒内的接线端子。本发明的优点在于:[0012]1.通过手轮和脚踏开关给定电机转速，手轮和脚踏开关可以根据具体情况进行选择使用，操作方便。2.电机自带防潮加热器和冷却通风机，防止电机由于环境的温湿度和使用是发热引起的损坏。3.电机配套风压检测开关和检修开关、测温传感器，可以实时检测电机的运行状态，方便出现问题时及时进行检修。4.通过安装编码器，实时采集电机转速，实现闭环控制。5.按照柴油机额定转速设计电机额定转速，可完全替代柴油机作为油田钻井的动力系统。
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型的技术方案，但本实用新型所保护的内容不局限于以下所述。如图1所示，一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机控制系统，包括手轮和脚踏开关、交流变频电机、电机房操作箱、PLC控制系统和司钻操作箱，手轮和脚踏开关安装在司钻操作箱上或与司钻操作箱相连，交流变频电机的非传动端安装有编码器，编码器上设有编码器护罩；手轮和脚踏开关与交流变频电机相连，编码器的输出与PLC控制系统连接，PLC控制系统通过Profibus-DP网络与司钻操作箱相连，PLC控制系统通过多芯控制电缆与电机房操作箱连接，电机房操作箱和司钻操作箱分别与交流变频电机相连；交流变频电机为增安型电机，在交流变频电机的机座内安装有防潮加热器。交流变频电机配置有冷却通风机，冷却通风机进风口安装有砂尘过滤装置。防潮加热器和冷却通风机电机动力电缆均通过防爆管引至电机接线盒内的接线端子。本实用新型的工作原理为:(I)电机启动:在司钻房控制箱上进行通道选择，在电机房控制箱复位，无故障显示后，按启动按钮，电机运行后，运行状态显示在司钻房和电机房控制箱上；(2)电机转速给定:利用手轮或脚踏开关给定速度，将交流变频电机调节到合适的转速，手轮和脚踏开关通过司钻房控制箱旋钮切换使用，手轮一般根据泥浆泵的泵冲要求调节，脚踏开关一般根据钩速的要求调节；选择手轮模式时，只有手轮给定起作用，选择脚踏模式时，依据速度设定高的输出电机转速，即在钻机模式切换到起下钻模式时，当脚踏开关的转速给定大于手轮转速给定时，依据脚踏的给定为准，反之，脚踏开关松开转速给定小于手轮转速给定时，按照手轮给定为准；(3)电机转速采集:利用编码器采集电机实际转速后，将采集到的数据反馈到控制器，形成闭环的速度控制；(4)电机转速的调节:控制器通过内部程序对电机的转速进行调节，并通过手轮或脚踏开关实现调节过程；[0028](4)电机的停止和急停:a)电机的停止可以在司钻房控制箱和电机房控制箱操作，控制启停继电器实现正常停机；b)如果遇到紧急情况，可以在司钻房控制箱和电机房控制箱直接按下电机对应的急停开关，直接控制电机主控板的DI中，使变频器停止运行。
权利要求1.一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机控制系统，其特征在于:它包括手轮和脚踏开关、交流变频电机、电机房操作箱、PLC控制系统和司钻操作箱，手轮和脚踏开关安装在司钻操作箱上或与司钻操作箱相连，交流变频电机的非传动端安装有编码器，编码器上设有编码器护罩；手轮和脚踏开关与交流变频电机相连，编码器的输出与PLC控制系统连接，PLC控制系统通过Profibus-DP网络与司钻操作箱相连，PLC控制系统通过多芯控制电缆与电机房操作箱连接，电机房操作箱和司钻操作箱分别与交流变频电机相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机，其特征在于:所述的交流变频电机为增安型。
3.根据权利要求1所述的一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机，其特征在于:所述交流变频电机的机座内安装有防潮加热器。
4.根据权利要求1所述的一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机，其特征在于:交流变频电机配置有冷却通风机，冷却通风机进风口安装有砂尘过滤装置。
5.根据权利要求3或4所述的一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机，其特征在于:所述的防潮加热器和冷却通风机电机动力电缆均通过防爆管引至电机接线盒内的接线端子。
专利摘要本实用新型公开了一种基于手轮和脚踏开关的交流变频电机控制系统，包括手轮和脚踏开关、交流变频电机、电机房操作箱、PLC控制系统和司钻操作箱，交流变频电机的非传动端安装有编码器，手轮和脚踏开关与交流变频电机相连，编码器的输出与PLC控制系统连接，PLC控制系统分别与司钻操作箱和电机房操作箱相连，电机房操作箱和司钻操作箱分别与交流变频电机相连。本实用新型的手轮和脚踏开关可根据具体情况选择使用，在电机上安装编码器实时采集检测电机的转速，并通过控制系统进行调节和控制，可完全替代柴油机作为油田钻井的动力系统。
文档编号H02P27/04GK203039640SQ20122060538
公开日2013年7月3日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者谢伟, 王亮, 王晓龙 申请人:成都宏天电传工程有限公司