一种用于磕头机上的变频器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于磕头机上的变频器,属于变频器技术领域。它解决了现有的磕头机对抽油泵往复运动时产生的再生电能不能重复利用的问题。本用于磕头机上的变频器包括整流电路、充电回路电路、滤波电路一、逆变电路一、主控板、隔离驱动板/电源板和人机交换界面，整流电路具有与外界三相交流电源连接的输入端R端、S端和T端，该变频器上还具有直流母线的负极端DC-和正极端DC+，该变频器还包括电能回馈电路，电能回馈电路具有两输入端和三个输出端，两输入端分别与负极端DC-和正极端DC+连接，三个输出端分别与上述的输入端R端、S端和T端连接。本变频器具有能对抽油泵往复运动时产生的再生电能进行回收利用的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于变频器
，涉及一种变频器，特别是一种用于磕头机上的变频器。
技术介绍
磕头机是利用交流异步电动机通过皮带轮驱动抽油机架上减速传动装置，牵动柱塞泵中活塞往复运动，将渗透到柱塞中的原油提取出来。它作为一种传统的抽油设备，广泛应用于各类大中型油田开采场合。目前，磕头机在油田开采中普遍存在很多问题:其一，它的出油量与柱塞泵的冲次数、渗透情况和油井环境情况密不可分，任何一项问题的出现，都会导致出油效率的下降；其二:曲柄上带动配重平衡块，其带动抽油杆，驱动井下抽油泵做上下往复运动时，由于配重的不平衡，往复过程中势能将以再生反电势的形势对电网进行冲击，构成内耗，污染电网。其三:电机在启动的过程中，瞬间大电流会对电机造成巨大的冲击，而且电机的恒速运行，上下冲程时间相当，则会使得柱塞中液体饱和度下降，漏失度下降，影响产量，增加电耗。随着电力电子技术的发展，磕头机专用型变频器已逐渐开始在油田开采行业得到关注和使用，它凭借其优良的变频调速控制技术，很好的实现了电机的软启动、冲程次数的改变、各项过流过压等保护功能以及远程监控功能。但绝大部分变频器在对再生电能的处理上，都会通过外接制动单元或制动电阻，把磕头机下行过程中产生的电能消耗掉，这样采用的一大弊端便是:电机的故障率增加，而且节能效果也是大打折扣。因此，磕头机的变频节能改造方案也是势在必行。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能对磕头机中的抽油泵往复运动时产生的再生电能进行重复利用的用于磕头机上的变频器。本技术的目的可通过下列技术方案来实现:一种用于磕头机上的变频器，包括整流电路、充电回路电路、滤波电路一、逆变电路一、主控板、隔离驱动板/电源板和与主控板连接的人机交换界面，所述的整流电路、充电回路电路、滤波电路一和逆变电路一依次电连接，所述的整流电路具有与外界三相交流电源连接的输入端R端、S端和T端，该变频器上还具有直流母线的负极端DC-和正极端DC+，上述的滤波电路一的两输出端分别通过负极端DC-和正极端DC+与逆变电路一电连接，所述的主控板通过隔离驱动板/电源板与上述的逆变电路一电连接，其特征在于:该变频器还包括电能回馈电路，所述的电能回馈电路具有两输入端和三个输出端，两输入端分别与上述的负极端DC-和正极端DC+连接，所述的三个输出端分别与上述的输入端R端、S端和T端连接。在上述的一种用于磕头机上的变频器中，所述的电能回馈电路包括滤波电路二、逆变电路二和与上述主控板连接的隔离驱动板，所述的滤波电路二的两输入端其中一端通过接触器二与上述的直流母线的正极端DC+连接，另一端与上述直流母线的负极端DC-连接，滤波电路二的输出端与逆变电路二连接，所述的逆变电路二与隔离驱动板连接且其上引出分别与上述整流电路上的R端、S端和T端连接的三个输出端。逆变电路二主要负责将回馈至母线处的直流电转换为交流电送至电网端；滤波电路二用来对脉动的直流电进行滤波，使其变的平缓和稳定。在上述的一种用于磕头机上的变频器中，所述的滤波电路二由四组结构相同的滤波单元构成，每组滤波单元由一个电容C和电阻R并联而成，其中两组滤波单元串联连接后形成的电路与另外两组滤波单元串联连接后形成的电路并联设置，且电容C的正极通过上述的接触器二与正极端DC+连接，电容C的负极与上述的负极端DC-连接。在上述的一种用于磕头机上的变频器中，所述的逆变电路二包括三组结构相同且并联设置的逆变单元，每组逆变单元由两个结构相同的晶体管IGBT —和晶体管IGBT 二串联而成，每组逆变单元中的晶体管IGBT —的发射极与晶体管IGBT 二的集电极连接，晶体管IGBT —的发射极与晶体管IGBT 二的集电极之间引出有一个输出端且分别与上述的R端、S端和T端连接，每组逆变单元的晶体管IGBT —的集电极分别通过上述的滤波电路二与上述的接触器二连接，每组逆变单元的晶体管IGBT 二的发射极分别通过上述的滤波电路二与负极端DC-连接，每组逆变单元中的晶体管IGBT —和晶体管IGBT 二的门极相互连接后均与隔离驱动板连接。在上述的一种用于磕头机上的变频器中，所述的每组逆变单元上的输出端与上述的隔离驱动板连接。在上述的一种用于磕头机上的变频器中，所述的每组逆变单元上的输出端分别与上述的R端、S端和T端之间连接有电抗器。电抗器加在电能回馈电路的三相输出上，目的是防止谐波干扰和减小漏电流。在上述的一种用于磕头机上的变频器中，所述的隔离驱动板包括与上述主控板连接的驱动电路二和检测电路二，上述的每组逆变单元中的晶体管IGBT —和晶体管IGBT 二的门极相互连接后与驱动电路二连接，上述的每组逆变单元上的输出端与检测电路二连接。在上述的一种用于磕头机上的变频器中，所述的充电回路电路由充电电阻和接触器一并联连接而组成。与现有技术相比，本用于磕头机上的变频器具有如下几个优点:1、可以实现电机的软启动，减小瞬间大电流对电机的冲击以及消除对电网的巨大波动；2、可以通过调节变频器参数来改变磕头机冲程次数，提高抽油效率；3、变频器的过压、过流、过载、短路等多重保护功能及远程监控功能，电机运行的稳定性、可靠性得到保证；4、电能回馈电路将电机产生的电能通过回馈再加到变频器的输入端，加装电抗器，避免了谐波污染，使得功率因数大幅提升，实现了电能的高效利用率。附图说明图1是本技术中的主电气连接图。图2是本技术中电能回馈电路的电气连接图。图3是本技术的电气连接图。图中，1、整流电路；2、充电回路电路；3、滤波电路一 ；4、逆变电路一 ；5、接触器二 ；6、滤波电路二 ；7、逆变电路二。具体实施方式以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。如图1、2和3所示，本用于磕头机上的变频器，包括整流电路1、充电回路电路2、滤波电路一 3、逆变电路一 4、主控板、隔离驱动板/电源板和与主控板连接的人机交换界面，整流电路1、充电回路电路2、滤波电路一 3和逆变电路一 4依次电连接，整流电路I具有与外界三相交流电源连接的输入端R端、S端和T端，该变频器上还具有直流母线的负极端DC-和正极端DC+，上述的滤波电路一 3的两输出端分别通过负极端DC-和正极端DC+与逆变电路一 4电连接，主控板通过隔离驱动板/电源板与逆变电路一 4电连接。充电回路电路2由充电电阻和接触器一并联连接而组成。主控板主要在信号的运算处理及各项模拟量、开关量和温度检测的输出上完成变频器的各项控制功能。整流电路I与输入电源连接，将输入电源的工频交流电整流为脉动的直流电并输送给充电回路电路2 ;充电电阻用于在上电瞬间给储能电容充电，起到对冲击电流的抑制和缓冲作用，充电完毕后，接触器一会继而吸合，将充电电阻短路，完成变频器的上电；滤波电路一 3采用大容量电解电容，负责将脉动的直流电变得平缓；逆变部分由六个IGBT和六个反并联二极管组成，主要完成直流电转变为大小和频率可调的交流电这一过程。隔离驱动板/电源板上设有开关电源电路一和与开关电源电路一电连接的驱动电路一、检测电路一，主控板分别与驱动电路一、检测电路一和开关电源电路一电连接且能通过驱动电路一控制上述的逆变电路工作。检测电路一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磕头机上的变频器，包括整流电路（1）、充电回路电路（2）、滤波电路一（3）、逆变电路一（4）、主控板、隔离驱动板/电源板和与主控板连接的人机交换界面，所述的整流电路（1）、充电回路电路（2）、滤波电路一（3）和逆变电路一（4）依次电连接，所述的整流电路（1）具有与外界三相交流电源连接的输入端R端、S端和T端，该变频器上还具有直流母线的负极端DC?和正极端DC+，上述的滤波电路一（3）的两输出端分别通过负极端DC?和正极端DC+与逆变电路一（4）电连接，所述的主控板通过隔离驱动板/电源板与上述的逆变电路一（4）电连接，其特征在于：该变频器还包括电能回馈电路，所述的电能回馈电路具有两输入端和三个输出端，两输入端分别与上述的负极端DC?和正极端DC+连接，所述的三个输出端分别与上述的输入端R端、S端和T端连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于磕头机上的变频器，包括整流电路(I)、充电回路电路(2)、滤波电路一(3)、逆变电路一(4)、主控板、隔离驱动板/电源板和与主控板连接的人机交换界面，所述的整流电路(I)、充电回路电路(2)、滤波电路一(3)和逆变电路一(4)依次电连接，所述的整流电路(I)具有与外界三相交流电源连接的输入端R端、S端和T端，该变频器上还具有直流母线的负极端DC-和正极端DC+，上述的滤波电路一(3)的两输出端分别通过负极端DC-和正极端DC+与逆变电路一(4)电连接，所述的主控板通过隔离驱动板/电源板与上述的逆变电路一(4)电连接，其特征在于:该变频器还包括电能回馈电路，所述的电能回馈电路具有两输入端和三个输出端，两输入端分别与上述的负极端DC-和正极端DC+连接，所述的三个输出端分别与上述的输入端R端、S端和T端连接。2.根据权利要求1所述的一种用于磕头机上的变频器，其特征在于，所述的电能回馈电路包括滤波电路二(6)、逆变电路二(7)和与上述主控板连接的隔离驱动板，所述的滤波电路二(6)的两输入端其中一端通过接触器二(5)与上述的直流母线的正极端DC+连接，另一端与上述直流母线的负极端DC-连接，滤波电路二(6)的输出端与逆变电路二(7)连接，所述的逆变电路二(7)与隔离驱动板连接且其上引出分别与上述整流电路(I)上的R端、S端和T端连接的三个输出端。3.根据权利要求2所述的一种用于磕头机上的变频器，其特征在于，所述的滤波电路二(6)由四组结构相同的滤波单元构成，每组滤波单元由一个电容C和电阻R并联而成，其中两组滤波单元串联连接后形成的电路与另外两组滤波单元串联连接后形成的电路并联设...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄万攀，冯天顺，江挺，
申请(专利权)人：台州富凌电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：