一种异步或同步电机驱动的钻机动力系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种异步或同步电机驱动的钻机动力系统。本实用新型专利技术由主异步或同步电机、离合器、液力耦合器、多档位变速箱、软启动器、辅助启动电机、PLC控制器构成，主异步或同步电机、离合器和动力传递装置依次通过联轴器进行连接，所述动力传递装置由通过联轴器连接的液力耦合器和多档位变速箱组成；辅助启动电机通过机械装置或其他方式与主异步或同步电机进行连接；PLC控制器通过控制线分别与软启动器和多档位变速箱连接，软启动器通过电缆分别与主异步或同步电机、辅助启动电机连接。本实用新型专利技术采用了异步(同步)电机可大幅度降低成本，并且电机不再需要专门的冷却风机，因此大幅降低了噪音。电机的维护工作量大幅减少。

A Drilling Machine Power System Driven by Asynchronous or Synchronous Motor

【技术实现步骤摘要】
一种异步或同步电机驱动的钻机动力系统
本技术涉及一种可用于钻机动力系统，尤其适用于替代柴油机做为动力系统的钻井场所。
技术介绍
现有的钻机一般采用柴油机作为动力，通过液力耦合器和减速箱将动力输出至并车箱，再由并车箱将动力分配出去。由于近年来环保的要求越来越严，柴油机的排放受到了严格的限制，因此开始越来越多的采用电动机作为动力替换掉原有的柴油机，一方面可以减少排放污染，同时由于工业电价相对比较低，也可以降低钻井的成本。现有的电动机作为动力的钻井动力系统分为两种，一种是采用变频电机及变频器控制的动力系统(简称变频动力系统)，另一种是采用直流电机和直流调速器控制的动力系统(简称直流动力系统)，上述两种系统无论哪一种都存在系统复杂、故障频繁、造价昂贵等缺点，尤其是直流调速系统，由于其本身的工作特性，电路中会存在很多高次谐波分量，对无功补偿的损害很大，有时会造成无功补偿的电容损坏。由于系统比较复杂，一旦出现问题，现场的非专业人员很难恢复，延误了钻井进度，严重时甚至会导致井眼坍塌、卡钻等严重事故，造成巨大经济损失。
技术实现思路
为了解决变频动力系统和直流动力系统存在的问题，本技术提供了一种新的电机驱动的钻机动力系统，具有系统结构简单、运行可靠、大幅降低制造成本，运行时电路中几乎不存在高次谐波，能够有效避免变频动力系统和直流动力系统存在的问题，保证钻井动力系统的安全可靠运行。本技术是一种异步或同步电机驱动的钻机动力系统，所采用的技术方案是：由主异步或同步电机、离合器、液力耦合器、多档位变速箱、软启动器、辅助启动电机、PLC控制器构成，主异步或同步电机、离合器和动力传递装置依次通过联轴器进行连接，所述动力传递装置由通过联轴器连接的液力耦合器和多档位变速箱组成；辅助启动电机通过机械装置或其他方式与主异步或同步电机进行连接；PLC控制器通过控制线分别与软启动器和多档位变速箱连接，软启动器通过电缆分别与主异步或同步电机、辅助启动电机连接。所述离合器与液力耦合器或多档位变速箱通过联轴器连接。所述机械装置为皮带传动装置、链条传动装置或齿轮传动装置本技术系统启动后，PLC发送指令，辅助启动电机的接触器闭合，然后软启动器启动，辅助启动电机带动主异步或同步电机转动，当辅助启动电机达到正常转速后，辅助启动电机转入工频运转，软启动器退出辅助启动电机电路，同时返回信号给PLC，PLC发送指令，主异步或同步电机的接触器闭合，软启动器再次启动，主异步或同步电机运转，当主异步或同步电机达到正常转速后，主异步或同步电机转入工频运转，软启动器退出启动电路，主异步或同步电机完成启动过程。当PLC故障后，可采用手动方式进行启动，过程与PLC的过程相同。主异步或同步电机启动后，根据需要的转速选择不同的档位，PLC发送指令，换挡机构根据指令选择变速箱上的相应档位，然后合上离合器，主异步或同步电机通过离合器将动力输出给液力耦合器，再由液力耦合器传递给多档位变速箱，由多档位变速箱将动力输出给负载。或主者异步或同步电机通过离合器将动力输出给多档位变速箱，再由多档位变速箱传递给液力耦合器，由液力耦合器将动力输出给负载。当PLC发生故障时，换挡过程亦可手动操作，过程与PLC的过程相同。本技术具有如下有益效果：本技术采用了异步(同步)电机可大幅度降低成本，并且电机不再需要专门的冷却风机，因此大幅降低了噪音。电机的维护工作量大幅减少。本技术采用了多档位变速箱，省去了大功率变频器和直流调速器，大幅降低了电控系统的成本，维护简单方便。本技术采用了PLC为核心的控制系统，简化了控制系统电路，控制更加简单可靠，提高了该装置安全性。本技术采用了手动操作备用方式，解决了一旦PLC出现故障，可以采用手动方式继续运行，确保生产的安全、连续、稳定。附图说明图1是本技术动力系统组合方式一的原理框图；图2是本技术动力系统组合方式二的原理框图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明。本技术由主异步或同步电机1、离合器2、液力耦合器3、多档位变速箱4、软启动器5、辅助启动电机6、PLC控制器7组成；异步或同步电机、离合器和动力传递装置依次通过联轴器进行连接，所述动力传递装置由通过联轴器连接的液力耦合器和多档位变速箱组成；辅助启动电机通过机械装置或其他方式与异步或同步电机进行连接；PLC控制器通过控制线分别与软启动器和多档位变速箱连接，软启动器通过电缆分别与异步或同步电机、辅助启动电机连接。如图1所示，离合器与液力耦合器通过联轴器连接，如图2所示，离合器与多档位变速箱通过联轴器连接。其中主异步或同步电机1为动力部分，离合器2、液力耦合器3、多档位变速箱4为动力传递部分。辅助启动电机6为启动动力部分，软启动器5、PLC控制器7为电控部分。其中主异步或同步电机1、离合器2、液力耦合器3、多档位变速箱4依次通过联轴器进行连接；辅助启动电机6通过机械装置或其他方式与主异步或同步电机1进行连接；PLC控制器7通过控制线分别与软启动器5和多档位变速箱4连接，软启动器5通过电缆分别与主异步或同步电机1、辅助启动电机6连接。首先断开离合器2，按下启动按钮后PLC控制器7发送指令，辅助启动电机6的接触器闭合，然后软启动器5启动，辅助启动电机6带动主异步或同步电机1转动，当辅助电机6达到正常转速后，辅助电机6转入工频运转，软启动器5退出辅助启动电机6的电路，同时返回信号给PLC控制器7，PLC控制器7发送指令，主异步或同步电机1的接触器闭合，软启动器5再次启动，主异步或同步电机1运转，当主异步或同步电机1达到正常转速后，主异步或同步电机1转入工频运转，软启动器退出主异步或同步电机1的启动电路，主异步或同步电机1完成启动过程。当PLC控制器7故障后，可采用手动方式进行启动，过程与PLC控制器1的程序过程相同。主异步或同步电机1启动后，操作人员根据需要的转速在档位开关上选择相应的档位，PLC控制器7发送指令，多档位变速箱4上的换挡机构，根据指令选择变速箱上的相应档位，实现速度转换，然后合上离合器2，主异步或同步电机1通过离合器2将动力输出给液力耦合器3，再由液力耦合器3传递给多档位变速箱4，多档位变速箱4将动力输出给负载。或者主异步或同步电机1通过离合器2将动力输出给多档位变速箱4，再由多档位变速箱4传递给液力耦合器3，由液力耦合器3将动力输出给负载。当PLC控制器7发生故障时，换挡过程亦可手动操作，过程与PLC控制器7的过程相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异步或同步电机驱动的钻机动力系统，其特征是，由异步或同步电机、离合器、液力耦合器、多档位变速箱、软启动器、辅助启动电机、PLC控制器构成，异步或同步电机、离合器和动力传递装置依次通过联轴器进行连接，所述动力传递装置由通过联轴器连接的液力耦合器和多档位变速箱组成；辅助启动电机通过机械装置与异步或同步电机进行连接，PLC控制器通过控制线分别与软启动器和多档位变速箱连接，软启动器通过电缆分别与异步或同步电机、辅助启动电机连接。

【技术特征摘要】
1.一种异步或同步电机驱动的钻机动力系统，其特征是，由异步或同步电机、离合器、液力耦合器、多档位变速箱、软启动器、辅助启动电机、PLC控制器构成，异步或同步电机、离合器和动力传递装置依次通过联轴器进行连接，所述动力传递装置由通过联轴器连接的液力耦合器和多档位变速箱组成；辅助启动电机通过机械装置与异步或同步电机进行连接，PLC控制器通过控...

【专利技术属性】
技术研发人员：马东，高志和，雷先革，李贵宾，王福忠，张燕，米永强，闫金杰，
申请(专利权)人：天津市东睿泰合科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12