CN112177518B - 一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法，具体按照以下步骤实施：通过主动力驱动单元输出动力给主驱动电机，启动主驱动电机；电流互感器实时检测主驱动电机工作电流I实际，并将I实际传递给钻机PLC控制器；钻机PLC控制器根据I实际，控制变频驱动单元，从而控制辅助散热风机的转速；主驱动电机上安装有绕组温度传感器并实时检测电机绕组温度T实际，并将该温度值T实际实时传递给钻机PLC控制器。当T实际到达停机保护值时，相应停机信号将由钻机PLC控制器发送给司钻操作显示屏进行报警提示，并且控制主动力驱动单元实现停机。通过不同散热需求进行散热风机转速调整，大大降低了该长期高速运转风机的高噪音问题，并延长的设备的使用寿命。

Description

一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法
技术领域
本发明属于机械设备控制技术领域，涉及一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法。
背景技术
目前，石油钻机均配备了绞车、转盘、泥浆泵、顶驱等大功率设备，该类设备的驱动一般采用大功率电机进行驱动，同时该大功率电机自身均配有辅助风机用于主电机的散热。目前该类辅助散热风机一直采用高额定转速下长期定速运行的方式，并未真正根据主电机负载大小和发热量需求实现该风机给风量的定量化控制，往往造成风机长期处于高速运转状态导致其高耗能，而且产生噪音较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法，具有自动调整散热风机的旋转速度，从而实现不同状态下主电机发热量大小变化时辅助风机冷却风量的自动调整功能的特点。
本发明所采用的技术方案是，一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、通过主动力驱动单元输出动力给主驱动电机，启动主驱动电机；
步骤2、电流互感器实时检测主驱动电机工作电流I实际，并将I实际传递给钻机PLC控制器；
步骤3、钻机PLC控制器根据I实际，控制变频驱动单元，从而控制辅助散热风机的转速；
步骤4、主驱动电机上安装有绕组温度传感器并实时检测电机绕组温度T实际，并将该温度值T实际实时传递给钻机PLC控制器。
步骤5、当T实际到达停机保护值时，相应停机信号将由钻机PLC控制器发送给司钻操作显示屏进行报警提示，并且控制主动力驱动单元实现停机。
钻机PLC控制器在内部程序中分别预先设定报警温度点T报警和强制停机温度点T停机，当T停机＞T实际≥T报警时：钻机PLC控制器发送报警信号给司钻操作显示屏进行报警提示；当T实际≥T停机时，钻机PLC控制器发送停机命令给主动力驱动单元，同时发出报警信号给司钻操作显示屏进行提示。
钻机PLC控制器监测到主驱动电机工作电流I实际增加时，辅助散热风机速度给定增加；主驱动电机工作电流I实际减少时，辅助散热风机速度给定降低。
主动力驱动单元和变频驱动单元以及绕组温度传感器的状态参数实时传递给钻机PLC控制器，并在司钻操作显示屏中进行显示。
主动力驱动单元可以为交流变频器或晶闸管SCR直流调速装置。
主动力驱动单元外接交流电源后与主驱动电机连接，主驱动电机三相绕组上安装有绕组温度传感器，变频驱动单元外接交流电源后与辅助散热风机连接，对主驱动电机进行散热。
本发明的特点还在于：
本发明的有益效果是：
1、实现散热风机根据驱动电机主机的定量联动控制，解决了以往风机长期处于高速运转状态下的高耗能问题。
2、通过不同散热需求进行散热风机转速调整，大大降低了该长期高速运转风机的高噪音问题，并延长的设备的使用寿命。
附图说明
图1是本发明钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法的原理图；
图2是本发明钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法的流程图。
图中：1.主驱动电机，2.绕组温度传感器，3.辅助散热风机，4.变频驱动单元，5.主动力驱动单元，6.电流互感器，7.钻机PLC控制器，8.司钻操作显示屏。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1和图2所示，根据钻井作业工艺需求，司钻人员会不断调整泥浆泵、绞车、转盘、顶驱等设备的旋转速度，同时相应负载也随之发生变化。
一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、通过主动力驱动单元5输出动力给主驱动电机1，启动主驱动电机1；
步骤2、电流互感器6实时检测主驱动电机1工作电流I实际，并将I实际传递给钻机PLC控制器7；该工作电流I实际的大小直接反映了主驱动电机1输出负载的大小，同时也与主驱动电机1的自身工作产生电磁发热成正比关系。
步骤3、钻机PLC控制器7根据I实际，控制变频驱动单元4，该变频驱动单元4将根据钻机PLC控制器7给定的实时控制信号调整驱动输出从而控制辅助散热风机3的转速，进而达到散热风机3根据主驱动电机1发热量自动调整散热风机3给定通风量的目的；
步骤4、主驱动电机1上安装有绕组温度传感器2并实时检测电机绕组温度T实际，并将该温度值T实际实时传递给钻机PLC控制器7。
步骤5、当T实际到达停机保护值时，相应停机信号将由钻机PLC控制器7发送给司钻操作显示屏8进行报警提示，并且控制主动力驱动单元5实现停机。
所述钻机PLC控制器7在内部程序中分别预先设定报警温度点T报警和强制停机温度点T停机，当T停机＞T实际≥T报警时：钻机PLC控制器7发送报警信号给司钻操作显示屏8进行报警提示；当T实际≥T停机时，钻机PLC控制器7发送停机命令给主动力驱动单元5，同时发出报警信号给司钻操作显示屏8进行提示。
钻机PLC控制器7监测到主驱动电机1工作电流I实际增加时，主驱动电机1发热量增加，辅助散热风机3速度给定增加，冷却风量增加；主驱动电机1工作电流I实际减少时，主驱动电机1发热量降低，辅助散热风机3速度给定降低，冷却风量减少。
主动力驱动单元5和变频驱动单元4以及绕组温度传感器2的状态参数实时传递给钻机PLC控制器7，并在司钻操作显示屏8中进行显示。
主动力驱动单元5可以为交流变频器或晶闸管SCR直流调速装置。
主动力驱动单元5外接交流电源后与主驱动电机1连接，主驱动电机1三相绕组上安装有绕组温度传感器2，变频驱动单元4外接交流电源后与辅助散热风机3连接，对主驱动电机1进行散热。
司钻发出钻井主设备(绞车、泥浆泵、顶驱、转盘)的启动操作命令以及给定转速后，钻机PLC控制器7将实时开始检测主驱动电机1工作电流I实际，当该值不为零时，说明主驱动电机1已经启动并有负荷，此时钻机PLC控制器7给辅助散热风机3发出启动命令。辅助散热风机3启动后，钻机PLC控制器7实时检测电机三相绕组实时温度T实际，当T停机＞T实际≥T报警时，PLC发送报警信号给司钻操作显示屏8进行报警提示；当T实际≥T停机时，PLC发送停机命令给主动力驱动单元5，同时发出报警信号给司钻操作显示屏8进行提示。当未发生温度报警或停机事件时，钻机PLC控制器7实时检测主驱动电机1工作电流I实际的变化趋势，增加时钻机PLC控制器7输出加速信号给变频驱动单元4，令辅助散热风机3转速增加；反之则输出减速信号给变频驱动单元4，令辅助散热风机3风机转速降低。
本发明具有以下优点：
1、实现散热风机根据驱动电机主机的定量联动控制，解决了以往风机长期处于高速运转状态下的高耗能问题。
2、通过不同散热需求进行散热风机转速调整，大大降低了该长期高速运转风机的高噪音问题，并延长的设备的使用寿命。

Claims (4)

1.一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、通过主动力驱动单元(5)输出动力给主驱动电机(1)，启动主驱动电机(1)；
步骤2、电流互感器(6)实时检测主驱动电机(1)工作电流I实际，并将I实际传递给钻机PLC控制器(7)；
步骤3、钻机PLC控制器(7)根据I实际，控制变频驱动单元(4)，从而控制辅助散热风机(3)的转速；
步骤4、主驱动电机(1)上安装有绕组温度传感器(2)并实时检测电机绕组温度T实际，并将该温度值T实际实时传递给钻机PLC控制器(7)；
步骤5、当T实际到达停机保护值时，相应停机信号将由钻机PLC控制器(7)发送给司钻操作显示屏(8)进行报警提示，并且控制主动力驱动单元(5)实现停机；
所述钻机PLC控制器(7)在内部程序中分别预先设定报警温度点T报警和强制停机温度点T停机，当T停机＞T实际≥T报警时：钻机PLC控制器(7)发送报警信号给司钻操作显示屏(8)进行报警提示；当T实际≥T停机时，钻机PLC控制器(7)发送停机命令给主动力驱动单元(5)，同时发出报警信号给司钻操作显示屏(8)进行提示；
所述钻机PLC控制器(7)监测到主驱动电机(1)工作电流I实际增加时，辅助散热风机(3)速度给定增加；主驱动电机(1)工作电流I实际减少时，辅助散热风机(3)速度给定降低。
2.根据权利要求1所述的一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法，其特征在于，所述主动力驱动单元(5)和变频驱动单元(4)以及绕组温度传感器(2)的状态参数实时传递给钻机PLC控制器(7)，并在司钻操作显示屏(8)中进行显示。
3.根据权利要求1所述的一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法，其特征在于，所述主动力驱动单元(5)可以为交流变频器或晶闸管SCR直流调速装置。
4.根据权利要求1所述的一种钻井驱动电机主机与散热风机联动控制方法，其特征在于，所述主动力驱动单元(5)外接交流电源后与主驱动电机(1)连接，主驱动电机(1)三相绕组上安装有绕组温度传感器(2)，变频驱动单元(4)外接交流电源后与辅助散热风机(3)连接，对主驱动电机(1)进行散热。
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