油田修井机用开关磁阻电机调速系统技术方案

本发明专利技术公开了油田修井机用开关磁阻电机调速系统，包括用户操作系统、电机控制系统、电机检测系统以及修井机修井系统，所述用户操作系统包括操作终端，所述操作终端电性连接有第一信号接收模块以及第一信号发射模块；所述电机控制系统包括控制器控制模块与电源模块，所述控制器控制模块电性连接有第二信号接收模块与第二信号发射模块，所述第一信号发射模块与第二信号接收模块配合，所述第一信号接收模块与第二信号发射模块配合，所述控制器控制模块与电源模块电性连接，所述电源模块外接电源组。本发明专利技术结构合理，其能够进行远程操控，能够实时监测电机的温度进行降温，并能够根据钻杆的钻井过程进行自动调速。

Speed control system of switched reluctance motor for oil field workover rig

【技术实现步骤摘要】
油田修井机用开关磁阻电机调速系统
本专利技术涉及油田修井机
，尤其涉及油田修井机用开关磁阻电机调速系统。
技术介绍
修井机或通井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源。按其运行结构分为履带式和轮胎式两种形式。目前油田的修井机已经开始应用开关磁阻电机与柴油机的组合形式进行钻井作业了，开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。但是现有的开关磁阻电机的调速系统存在一些不足之处：1、现有的调速系统无法进行远程操控。2、无法实时对电机的温度进行监测，从而进行补偿降温。3、不能根据钻杆的钻杆深度以及钻杆遇到的阻力自行的调速。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的油田修井机用开关磁阻电机调速系统，其能够进行远程操控，能够实时监测电机的温度进行降温，并能够根据钻杆的钻井过程进行自动调速。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：油田修井机用开关磁阻电机调速系统，包括用户操作系统、电机控制系统、电机检测系统以及修井机修井系统，所述用户操作系统包括操作终端，所述操作终端电性连接有第一信号接收模块以及第一信号发射模块；所述电机控制系统包括控制器控制模块与电源模块，所述控制器控制模块电性连接有第二信号接收模块与第二信号发射模块，所述第一信号发射模块与第二信号接收模块配合，所述第一信号接收模块与第二信号发射模块配合，所述控制器控制模块与电源模块电性连接，所述电源模块外接电源组，所述控制器控制模块电性连接有转速计算模块、功率模块、电流检测模块以及位置检测模块；所述电机检测系统包括电机控制模块，所述电机控制模块电性连接有辅助散热模块、温度检测模块以及磁电编码模块，所述磁电编码模块与位置检测模块电性连接，所述电机控制模块与功率模块、转速计算模块以及电流检测模块电性连接，所述电机控制模块电性连接有开关磁阻电机；所述修井机修井系统包括修井模块，所述修井模块电性连接有高度检测模块以及压力检测模块，所述高度检测模块与压力检测模块均与控制器控制模块电性连接，所述开关磁阻电机与修井模块电性连接。优选地，所述控制器控制模块电性连接有接口模块，所述接口模块与操作终端电性连接，所述接口模块采用RS485通讯接口。优选地，所述电流检测模块采用磁电隔离磁敏元件，所述磁敏元件为霍尔元件，所述霍尔元件包括四根引线，其中两根作为控制电流的输入端，另外两根作为电压输出端。优选地，所述位置检测模块采用角位移传感器，其型号为WDD35D-4。优选地，所述功率模块采用IGBT模块，所述IGBT模块兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。优选地，所述温度检测模块采用温度传感器，用来实时监测开关磁组电机的工作温度，所述辅助散热模块由散热风扇以及冷却液系统组成，所述散热风扇安装在开关磁阻电机的壳体内部，用以将外界空气吹入内部，所述冷却液系统设置在开关磁阻电机的壳体内，用以快速降温。优选地，所述高度检测模块由多个小型触碰传感器组成，多个所述触碰传感器分别等间距嵌设在修井模块的钻杆表面，用以反馈钻井的深度。优选地，所述压力检测模块由压力传感器组成，所述压力传感器安装在修井机的钻头位置，用以监测钻头承受的压力。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：1、通过设置信号发射器与信号接收器，能够进行远程的操作，下达指令，并且将实时的监测数据反馈到操作终端上，能够远程进行调速。2、通过设置温度检测模块以及辅助散热模块，能够实时监测到开关磁阻电机的工作温度，并将温度通过控制器控制模块反馈至操作终端，当温度过高时，可下达指令，启动辅助散热风扇以及冷却液系统进行工作，达到快速降温的效果。3、通过设置高度检测模块以及压力检测模块，当钻杆触碰到坚硬物体时，达到钻杆的承受极限时，通过压力检测模块能够检测到压力值，从而使电机停止转动，并随着钻杆的钻杆深度变化自动提高电机的转速。附图说明图1为本专利技术提出的油田修井机用开关磁阻电机调速系统的结构示意图；图2为本专利技术提出的油田修井机用开关磁阻电机调速系统的修井模块示意图；图3为本专利技术提出的油田修井机用开关磁阻电机调速系统的控制器控制模块示意图；图4为本专利技术提出的油田修井机用开关磁阻电机调速系统的电机控制模块示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。参照图1-4，油田修井机用开关磁阻电机调速系统，包括用户操作系统、电机控制系统、电机检测系统以及修井机修井系统，用户操作系统包括操作终端，操作终端电性连接有第一信号接收模块以及第一信号发射模块，指令通过第一信号发射器发射到第二信号接收器上，控制器控制模块接收到命令后通过IGBT模块将信号传递至电机控制模块中，IGBT模块兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，从而对开关磁阻电机进行速度的调控；电机控制系统包括控制器控制模块与电源模块，控制器控制模块电性连接有第二信号接收模块与第二信号发射模块，第一信号发射模块与第二信号接收模块配合，第一信号接收模块与第二信号发射模块配合，控制器控制模块与电源模块电性连接，电源模块外接电源组，控制器控制模块电性连接有转速计算模块、功率模块、电流检测模块以及位置检测模块。电流检测模块采用磁电隔离磁敏元件，磁敏元件为霍尔元件，霍尔元件包括四根引线，其中两根作为控制电流的输入端，另外两根作为电压输出端，采用零磁通霍尔元件电流传感器来检测绕组电流A将霍尔元件输出的小电流信号首先变换为电压信号，再经放大滤波后进入A/D转换通道；位置检测模块采用角位移传感器，其型号为WDD35D-4，采用角位移传感器来保证开关磁阻电机的正常工作，将转子转动适当位置时导通适当的相绕组，并在转动过程中始终正确切换各相绕组，在电机运行过程中随时知道转子的瞬间位置。电机检测系统包括电机控制模块，电机控制模块电性连接有辅助散热模块、温度检测模块以及磁电编码模块，磁电编码模块与位置检测模块电性连接，电机控制模块与功率模块、转速计算模块以及电流检测模块电性连接，电机控制模块电性连接有开关磁阻电机，温度检测模块采用温度传感器，用来实时监测开关磁组电机的工作温度，辅助散热模块由散热风扇以及冷却液系统组成，散热风扇安装在开关磁阻电机的壳体内部，用以将外界空气吹入内部，冷却液系统设置在开关磁阻电机的壳体内，用以快速降温，当电机持续工作时，内部产生大量得热量，通过温度传感器能够实时监测到内部的温度竖直，并将竖直传至操作终端内，当温度达到一定高度时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.油田修井机用开关磁阻电机调速系统，其特征在于，包括用户操作系统、电机控制系统、电机检测系统以及修井机修井系统，所述用户操作系统包括操作终端，所述操作终端电性连接有第一信号接收模块以及第一信号发射模块；/n所述电机控制系统包括控制器控制模块与电源模块，所述控制器控制模块电性连接有第二信号接收模块与第二信号发射模块，所述第一信号发射模块与第二信号接收模块配合，所述第一信号接收模块与第二信号发射模块配合，所述控制器控制模块与电源模块电性连接，所述电源模块外接电源组，所述控制器控制模块电性连接有转速计算模块、功率模块、电流检测模块以及位置检测模块；/n所述电机检测系统包括电机控制模块，所述电机控制模块电性连接有辅助散热模块、温度检测模块以及磁电编码模块，所述磁电编码模块与位置检测模块电性连接，所述电机控制模块与功率模块、转速计算模块以及电流检测模块电性连接，所述电机控制模块电性连接有开关磁阻电机；/n所述修井机修井系统包括修井模块，所述修井模块电性连接有高度检测模块以及压力检测模块，所述高度检测模块与压力检测模块均与控制器控制模块电性连接，所述开关磁阻电机与修井模块电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.油田修井机用开关磁阻电机调速系统，其特征在于，包括用户操作系统、电机控制系统、电机检测系统以及修井机修井系统，所述用户操作系统包括操作终端，所述操作终端电性连接有第一信号接收模块以及第一信号发射模块；
所述电机控制系统包括控制器控制模块与电源模块，所述控制器控制模块电性连接有第二信号接收模块与第二信号发射模块，所述第一信号发射模块与第二信号接收模块配合，所述第一信号接收模块与第二信号发射模块配合，所述控制器控制模块与电源模块电性连接，所述电源模块外接电源组，所述控制器控制模块电性连接有转速计算模块、功率模块、电流检测模块以及位置检测模块；
所述电机检测系统包括电机控制模块，所述电机控制模块电性连接有辅助散热模块、温度检测模块以及磁电编码模块，所述磁电编码模块与位置检测模块电性连接，所述电机控制模块与功率模块、转速计算模块以及电流检测模块电性连接，所述电机控制模块电性连接有开关磁阻电机；
所述修井机修井系统包括修井模块，所述修井模块电性连接有高度检测模块以及压力检测模块，所述高度检测模块与压力检测模块均与控制器控制模块电性连接，所述开关磁阻电机与修井模块电性连接。


2.根据权利要求1所述的油田修井机用开关磁阻电机调速系统，其特征在于，所述控制器控制模块电性连接有接口模块，所述接口模块与操作终端电性连接，所述接口模块采用RS485通讯接口。


3.根据权利要求1所述的油田修井机用开...

【专利技术属性】
技术研发人员：董义鹏，李明贤，徐伟，郭源生，石光峰，
申请(专利权)人：淄博京科电气有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37