[实用新型]变频电机调速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变频电机调速装置。

背景技术

目前，抽油机是应用最普遍的石油开采机械设备之一，也是油田的耗电大户。全国各大油田均进入了二次开采、三次开采阶段，开采难度高，各型抽油机在配用电动机时，为了保证抽油机在各种工况下正常运行，也留有一定的功率余量；随着油井由浅入深的抽取，油井的产液量越来越少，抽油机的负荷也相应减小。由于上述原因，就造成了抽油机的实际负载率普遍偏低，大部分抽油机的效率在20％～30％之间，最高也不会超过50％，大马拉小车的现象比较严重，设备大多采用电容补偿、星角Y/△、可控硅调压、间抽控制等方法，这些设备自动化运行程度低，导致油田作业人员人工劳动强度大。由于油田机采井抽油机是一种大惯量变化负载，所采用的拖动设备是三相异步电机，普遍存在功率因数低，冲程不可调，反发电白白消耗，自动化程度低等弊端。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种变频电机调速装置，该变频电机调速装置是结合油田油井运行工况，将变频控制技术、电能回馈技术、时间控制技术、多功况选择技术合理的优化统一，适应于不同工况的油井，降低电机功率，提高了转矩，变频输出，使得启动电流大大降低，将反发电的能量经过逆变回馈到电网，提高功率因数到0.95以上，提升效率达到90％以上，在用电高峰时进行时间控制，在产量不降低的情况下，自动降低到合理的频率，大大减小电网的负荷，减少不必要的停电现象，保证用电安全，保证设备平稳运行，能始终保持油井的最优产量、最节能的方式运行，完全解决油田生产中的以上问题，大大降低人工的劳动强度、降低生产成本，实现油田的经济运营，自动化运行，在良好的平稳运行前提下最大限度的节约电能，有效的在不减产的情况下降低用电成本。

本实用新型的进线三相电源接端子，端子分别接浪涌保护器和断路器，断路器分别接电能表和能量回馈单元，电能表分别接变频控制单元和电磁接触器，变频控制单元分别接电磁接触器和能量回馈单元，电磁接触器接热继电器，另一端子分别接电磁接触器、热继电器和三相电动机，时间控制单元分别接中间继电器、中间继电器和中间继电器，中间继电器分别接转换开关和变频控制单元，中间继电器分别接转换开关和变频控制单元，中间继电器分别接转换开关和变频控制单元。

变频控制单元先把不可变的工频电，通过六个二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6整流变成直流电，次直流电为脉动的直流电，经过C1滤波得到一个平滑的直流电。RL为缓冲电阻，是在变频控制单元上电的瞬间限制滤波电容的充电电流，当电容C1充电完成后，开关K1闭合，将RL短路。由R1、R2、D7、D8、C2和V1共同组成的制动电路，为了防止电机在减速或者刹车时反发电造成的直流母线电压过高，当高到一定程度，会把回路里面的整流管或逆变管击穿，为防止设备被损坏，能量回馈单元解决了这个问题。VD1、VD2、VD3、VD4、VD5和VD6构成了逆变环节，通过直流母线的电流，将直流电变为可调的交流电，供电机使用。

为了有效的防止电机在减速或刹车产生的反发电对设备的影响，设计了能量反馈装置即能量回馈单元，将变频控制单元中的DC+、DC-分别接到能量回馈单元中的DC+、DC-，这样将电机在减速或刹车时产生的多余能量经过V1、V2、V3、V4、V5、V6和C3构成的逆变电路变为电网相同相位，相同电压，相同频率的交流电，再经过L1、L2、L3、C4、C5和C6构成的滤波电路进行滤波，得到很纯净的三相电回馈到电网，经测试回馈到电网的电能达到反发电电能的97％以上，有效节省电能。

本实用新型的有益效果是：

1、根据实际需要，可以任意调整发动机运转频率，本实用新型可广泛应用于抽油机等大惯性负载。

2、在抽油机上可降低电动机功率，提高功率因数达95％以上，起到缓起缓停的功能，减少对机械部位的损害。

3、在用电高峰进行时间控制，本实用新型会自动降低到合理频率，从而减小电网的负荷，减少不必要的停电，保证用电安全，保证产能，节省劳动成本。

4、将反发电能量转换成与电网同压同频同相的交流电压，回馈能力达到发电能量的97％以上，有效的节省电能。

附图说明

图1是本实用新型的原理方框图。

图2是本实用新型之变频控制单元的电路图。

图3是本实用新型之能量回馈单元的电路图。

具体实施方式