专利名称：降低变频器直流母线电压的方法
技术领域：
本发明涉及电气机械技术领域，更具体的说是一种降低变频器直流母线电压的方法。
背景技术：
目前，游粱式抽油机(磕头机)在我国采油设备中应用最为普遍，数量最多，大多采用工频电源直接驱动，随着变频调速器的兴起，现在已有部分抽油机采用变频器驱动，采用变频器驱动具有比较好的节能效果，游粱式抽油机工作时，游粱上的负荷是变化的，上冲程时，电机要付出很大的能量，下冲程时，抽油机杆柱转为对电机做功，使电机处于发电运行状态。在电机处于发电运行状态时，产生的能量通过变频器的逆变单元存储到变频器的电解电容中，由于较多的能量不能被消耗或释放，电解电容中存储的能量过多时，会使变频器的直流母线电压升高，直流母线电压升高会直接坝坏变频器。因此在解决直流母线电压过高的问题上，目前，抽油机专用变频器一般采用增加制动单元和制动电阻的方法来解决，在直流母线电压超过一定阀值的时候，制动单元会打开，通过制动电阻消耗电解电容中过多的能量，以达到降低直流母线电压的目的，这种方法使用简单成本比较低，但是将过多的能量通过制动电阻以热能的方式消耗掉了，不能加以回收利用；另有一种采用增加能量回馈单元，在直流母线电压超过一定阀值的时候，将电解电容中的过多的能量通过能量回馈单元回馈到电网中，以达到降低直流母线电压的目的，这种方法使用复杂，成本很高，大约相当于同规格的变频器的价格，而且结构设计复杂，故障点相对较多，故障率较高。
发明内容
为解决上述问题，本发明设计了一种降低变频器直流母线电压的方法，其原理是对抽油机工作过程和抽油机专用变频器工作过程同时进行建模，从而得出抽油机杆柱对电机做功时，即电机处于发电机运行状态时，产生的能量的大小和时间之间的关系，以及变频器的电解电容中电量增加时，直流母线电压升高量的大小和时间之间的关系；通过对模型的分析，找出两者之间的关系，得出提高变频器的运行频率，可使电机的转差率减小，缩短电机处于发电机运行状态的时间，并可将变频器的直流母线电压控制在一个特定阈值，从而解决直流母线电压过高的问题。本发明的具体方案为降低变频器直流母线电压的方法通过一个系统的硬件电路来实现，硬件电路由母线电压检测电路、母线电压读入电路、运算电路、输出控制电路、电机五部分组成，其特征是由母线电压检测电路对变频器直流母线电压进行检测，并将检测到的电压值转换成O 5伏直流电压值，再将O 5伏直流电压值由母线电压读入电路转换成O 1023之间的某一固定数值量输送给运算电路，运算电路根据数值量的大小比较直流母线电压值和过压升频开始电压值大小，如果直流母线电压值大于过压升频开始电压值则、转入升频处理，如果直流母线电压值不大于过压升频开始电压值则转入降频处理，升频和降频由输出控制电路控制，输出控制电路将处理后的目标电压值输送给电机。本发明的有益效果是本发明减少了电机在发电状态下产生的能量，提高了下冲程的运行速度，减少了单个循环时间，增加了电机的使用寿命，减少了故障率，降低了抽油机电气驱动系统的成本，提高了生产效率。
附图是本发明的原理示意图；附图中1.母线电压检测电路，2.母线电压读入电路，3.运算电路，4.输出控制电路，5.电机。
具体实施例方式结合附图对本发明进一步详细描述，以便公众更好地掌握本发明的实施方法，本发明的具体方案为降低变频器直流母线电压的方法的原理是对抽油机工作过程和抽油机专用变频器工作过程同时进行建模，从而得出抽油机杆柱对电机做功时，即电机处于发电机运行状态时，产生的能量的大小和时间之间的关系，以及变频器的电解电容中电量增加时，直流母线电压升高量的大小和时间之间的关系；通过对模型的分析，找出两者之间的关系，得出提高变频器的运行频率，可使电机的转差率减小，缩短电机处于发电机运行状态的时间，并可将变频器的直流母线电压控制在一个特定阈值，从而解决直流母线电压过高的问题。本发明的具体方案为降低变频器直流母线电压的方法通过一个系统的硬件电路来实现，硬件电路由母线电压检测电路I、母线电压读入电路2、运算电路3、输出控制电路
4、电机5五部分组成，其特征是由母线电压检测电路I对变频器直流母线电压进行检测，并将检测到的电压值转换成O 5伏直流电压值，再将O 5伏直流电压值由母线电压读入电路2转换成O 1023之间的某一固定数值量输送给运算电路3，运算电路3根据数值量的大小比较直流母线电压值和过压升频开始电压值大小，如果直流母线电压值大于过压升频开始电压值则转入升频处理，如果直流母线电压值不大于过压升频开始电压值则转入降频处理，升频和降频由输出控制电路4控制，输出控制电路4将处理后的目标电压值输送给电机5。本发明的有益效果是本发明减少了电机在发电状态下产生的能量，提高了下冲程的运行速度，减少了单个循环时间，增加了电机的使用寿命，减少了故障率，降低了抽油机电气驱动系统的成本，提高了生产效率。
权利要求
1.降低变频器直流母线电压的方法，通过一个系统的硬件电路来实现，硬件电路由母线电压检测电路(I)、母线电压读入电路(2)、运算电路(3)、输出控制电路(4)、电机(5)五部分组成，其特征是由母线电压检测电路(I)对变频器直流母线电压进行检测，并将检测到的电压值转换成O 5伏直流电压值，再将O 5伏直流电压值由母线电压读入电路(2)转换成O 1023之间的某一固定数值量输送给运算电路(3)，运算电路(3)根据数值量的大小比较直流母线电压值和过压升频开始电压值大小，如果直流母线电压值大于过压升频开始电压值则转入升频处理，如果直流母线电压值不大于过压升频开始电压值则转入降频处理，升频和降频由输出控制电路⑷控制，输出控制电路⑷将处理后的目标电压值输送给电机(5)。
全文摘要
降低变频器直流母线电压的方法，通过一个系统的硬件电路来实现，硬件电路由母线电压检测电路、母线电压读入电路、运算电路、输出控制电路、电机五部分组成，其特征是由母线电压检测电路对变频器直流母线电压进行检测，检测到的电压值由母线电压读入电路输送给运算电路，运算电路比较直流母线电压值和过压升频开始电压值大小，如果直流母线电压值大于过压升频开始电压值则转入升频处理，如果直流母线电压值不大于过压升频开始电压值则转入降频处理，升频和降频由输出控制电路控制，输出控制电路将处理后的电压值输送给电机。
文档编号H02M7/02GK102647095SQ20111004169
公开日2012年8月22日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者刘秀锋, 张健 申请人:曲阜嘉信电气有限公司