一种用于拖动石油转盘的变频一体机制造技术

本发明专利技术公开了一种用于拖动石油转盘的变频一体机。该变频一体机包括：变频器，其用于将来自外部的交流电进行频率转换并输出；电机，其用于接收所述变频器输出的交流电，并根据交流电频率的不同而执行不同的转速，以便拖动所述石油转盘运转；以及散热风机，其与所述变频器连接，并且用于对变频器和所述电机进行散热降温。本发明专利技术的变频一体机将散热风机布置到安全区域，并且通过风管将安全区域内的新鲜空气先输送到变频部分，然后再将散热空气送入电机部分，从而实现了通过一个散热风机同时给变频部分及电机部分进行散热。另外，本发明专利技术的变频一体机还具有体积较小，散热效果好，并且防爆性能优良等优点。性能优良等优点。性能优良等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于拖动石油转盘的变频一体机


[0001]本专利技术一般地涉及电机应用领域。更具体地，本专利技术涉及一种用于拖动石油转盘的变频一体机。

技术介绍

[0002]在石油钻井领域，作为八大系统中的转盘是一种重要的钻井设备。其用于驱动钻具旋转以破碎岩层，从而进行石油开采。目前，拖动转盘的动力设备一般为柴油机或者普通电机。若用柴油机进行驱动，则消耗的能源较多，且效率较低。而用普通电机进行驱动，则需要提供变频电源去控制电机的转速。为此，通常需要外接专用的变频装置，从而造成设备较多且安装复杂，设备移动不方便，设备之间匹配性能较差以及总体占地空间较大等诸多问题。
[0003]其次，在变频设备和电机工作的过程中，其发热量较大，严重影响了设备的运行性能和生产效率。而现有技术中对于上述设备的散热通常在每种设备中分别布置散热装置。这种散热方式散热效果不好，而且设计复杂，成本较高，占地面积较大。另外，由于转盘的作业区域距离井口较近，且该区域空间设备布局和人员较密集，因此该作业区域的设备一旦发生爆炸事故，则会造成严重的人员和财产损失。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
中的一个或多个问题，本专利技术提供了一种将变频器、电机和散热风机配合使用的变频一体机。该变频一体机通过控制单元控制变频器的逆变单元，进而将三相交流电进行频率转换并向电机进行输出，以便改变电机的转速，从而提高了石油转盘的工作效率。另外，本专利技术的变频一体机将变频器和电机结构组件进行优化布局，减少了设备的数量并且减小了一体机整体的体积，从而使得一体机拆卸和移动更加方便，并且运行更加稳定。
[0005]具体地，本专利技术公开了一种用于拖动石油转盘的变频一体机。该变频一体机包括：变频器，其用于将来自外部的交流电进行频率转换并输出；电机，其用于接收所述变频器输出的交流电，并根据所述交流电频率的不同而执行不同的转速，以便拖动所述石油转盘运转；以及散热风机，其与所述变频器连接，并且用于对所述变频器和所述电机进行散热降温。
[0006]在一个实施例中，本专利技术的所述变频一体机还包括：第一壳体，其内容纳有所述变频器；第二壳体，其与所述第一壳体连接，并且其内容纳有所述电机；以及第三壳体，其与所述第一壳体连接，并且其内容纳有所述散热风机。
[0007]在另一个实施例中，所述第一壳体内部包括：变频器散热腔，其两端分别与所述第一壳体和所述第三壳体连接，以便接收并向所述第二壳体发送来自所述散热风机的散热空气；变频器控制腔，其与所述变频器散热腔连通，并且其内容纳有所述变频器；以及变频器进线腔，其用于将来自外部的线缆引入所述变频一体机。
[0008]在又一个实施例中，本专利技术的所述变频一体机还包括风管。其两端分别连接所述变频器散热腔和所述第三壳体，以便通过所述风管形成从散热风机到变频器的空气流通的通道。
[0009]在一个实施例中，所述第二壳体包括：进风口，其与所述变频器散热腔连接，以用于接收来自所述散热风机的散热空气；电机内部散热通道，其用于将来自进风口的散热空气进行导流，以便对所述电机进行散热降温；以及端盖出风口，其用于将来自所述电机内部散热通道的散热空气排出所述变频一体机。
[0010]在另一个实施例中，所述电机内部散热通道包括轴向通道。进一步，所述轴向通道包括：机壳轴向通道，其位于所述第二壳体与电机定子之间，并且用于将散热空气沿电机轴向进行导流，以便对所述电机的定子进行散热；转轴轴向通道，其位于电机转轴外表面的辐筋之间，并且用于将散热空气沿电机轴向进行导流，以便对所述电机的转轴进行散热；以及定转子间轴向通道，其位于所述电机的定子和转子之间，并且用于将散热空气沿电机轴向进行导流，以便对所述电机的定子和转子进行散热。
[0011]在又一个实施例中，所述电机内部散热通道还包括径向通道。进一步，所述径向通道包括：定子径向通道，其位于所述电机的定子径向，并且用于将散热空气沿电机径向进行导流，以便对所述电机定子进行散热；以及转子径向通道，其位于所述电机的转子径向，并且用于将散热空气沿电机径向进行导流，以便对所述电机转子进行散热。
[0012]在一个实施例中，所述变频器包括：整流单元，其用于将来自外部的所述交流电转换成直流电；直流回路，其包括直流母线和储能电容，并且用于将所述整流单元输出的所述直流电进行缓冲和储能；逆变单元，其用于将经过所述直流回路处理后的所述直流电转变为与所述来自外部的交流电频率不同的交流电并进行输出；以及控制单元，其配置用于控制所述逆变单元的开关元件的通断，以便使得所述逆变单元输出不同频率的交流电。
[0013]在另一个实施例中，所述变频器进线腔引入的线缆间满足隔爆距离，所述电机定子上的绕组采用高防护的电磁线。
[0014]本专利技术的变频一体机将变频器腔体进行分隔，并且对变频器进线腔进行防爆设计，从而使得引入变频一体机的线缆间满足隔爆距离。同时，变频一体机采用高防护的电磁线作为电机定子上的绕组，从而保证了在正常或规定的异常条件下不产生危险温度、电弧及火花。上述这些设计和布置，使得本专利技术的变频一体机具有防爆性能好的优点，从而更加适合于石油勘探领域的应用。
[0015]另外，本专利技术的变频一体机将散热风机布置于距离变频器和电机较远的安全区域，并且通过风管将散热风机与变频器进行连通，进而通过散热风机将安全区域内的新鲜空气输送到变频器，以便对变频器内的发热元件进行散热。然后，再将散热空气送入到与变频器连通的电机腔体，通过在电机腔体内布置有多个轴向散热通道和径向散热通道，并使得散热空气流经上述通道，从而有效地对电机进行散热。本专利技术的变频一体机实现了通过一个散热风机同时给变频部分及电机部分进行散热，通过这样的散热设计，使得所述变频一体机具有良好的散热效果。
附图说明
[0016]通过参考附图阅读下文的详细描述，可以更好地理解本专利技术的上述特征，并且其
众多目的、特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图，其中:
[0017]图1是示出根据本专利技术实施例的变频一体机的组成示意图；
[0018]图2是示出根据本专利技术实施例的变频一体机的侧视图；
[0019]图3是示出根据本专利技术实施例的变频一体机的立体结构图；
[0020]图4是示出根据本专利技术实施例的变频一体机的第一壳体结构图；
[0021]图5是示出根据本专利技术实施例的变频一体机的电机内部散热通道的结构图；
[0022]图6是示出根据本专利技术实施例的变频器的组成框图；以及
[0023]图7是示出根据本专利技术实施例的逆变单元的电路原理图。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于拖动石油转盘的变频一体机，包括：变频器，其用于将来自外部的交流电进行频率转换并输出；电机，其用于接收所述变频器输出的交流电，并根据所述交流电频率的不同而执行不同的转速，以便拖动所述石油转盘运转；以及散热风机，其与所述变频器连接，并且用于对所述变频器和所述电机进行散热降温。2.根据权利要求1所述的变频一体机，还包括：第一壳体，其内容纳有所述变频器；第二壳体，其与所述第一壳体连接，并且其内容纳有所述电机；以及第三壳体，其与所述第一壳体连接，并且其内容纳有所述散热风机。3.根据权利要求2所述的变频一体机，其中所述第一壳体内部包括：变频器散热腔，其两端分别与所述第一壳体和所述第三壳体连接，以便接收并向所述第二壳体发送来自所述散热风机的散热空气；变频器控制腔，其与所述变频器散热腔连通，并且其内容纳有所述变频器；以及变频器进线腔，其用于将来自外部的线缆引入所述变频一体机。4.根据权利要求3所述的变频一体机，还包括风管，其两端分别连接所述变频器散热腔和所述第三壳体，以便通过所述风管形成从散热风机到变频器的空气流通的通道。5.根据权利要求3所述的变频一体机，其中所述第二壳体包括：进风口，其与所述变频器散热腔连接，以用于接收来自所述散热风机的散热空气；电机内部散热通道，其用于将来自进风口的散热空气进行导流，以便对所述电机进行散热降温；以及端盖出风口，其用于将来自所述电机内部散热通道的散热空气排出所述变频一体机。6.根据权利要求5所述的变频一体机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋承林，程传梅，姜占光，丁铮，
申请(专利权)人：青岛中加特电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：