直流电驱动控制系统采用西门子6RA70系列直流调速装置,它是将恒压恒频的交流电源通过6脉动(或12脉动)整流装置,变成连续可调的直流电压,从而驱动直流电机来满足对石油钻机的绞车、转盘和泥浆泵的控制;采用“一对一”或“一对二”控制方式。系统运行稳定、可靠、安全,具有完善的保护功能。
直流电驱动控制系统技术参数
•额定输入电压:AC600V 50HZ/60HZ 3相
•额定输出电压:DC0~750V连续可调
•持续输出电流:2300A (“一对一”系统1150A)
•短时最大电流:2800A(60S)(1800A)
直流电驱动控制系统技术特点
•绞车/转盘:“一对一”或“一对二”控制方式
•泥浆泵:“一对二”控制方式
•进口主断路器,抽屉式结构,手动储能合闸
•大容量、模块化、风冷型功率单元,散热效果好,更换方便。
•采用进口全数字调速控制器
•强大的运算及控制功能
•所有参数均可由键盘修改
•具有完善的故障自诊断、自保护功能
•有多个DI/DO,AI/AO端口可编程选用
•可通过现场总线与PLC实现通讯
•绞车电机可实现能耗制动
•转盘具有软扭矩功能
•泥浆泵可实现软泵运行
保护功能
•交流输入电压失压保护
•SCR桥过流保护
•功率单元内部短路保护
•最大输出电流
•直流电机失风保护
•双电机失步
•直流母线接地保护
ZJ50D/ZJ70D型SCR传动控制柜
每套直流传动系统包括晶闸管整流桥、直流控制模块、冷却风机、浪涌抑制电路、接触器控制电路和皮带轮防滑保护电路等装置,均安装在一个驱动柜中。该柜性能优越、可靠性高、操作和维修简便。SCR柜输出可调电压0-750VDC,电流可达1950ADC。柜子的上端装有2000A的断路器,具有欠压脱扣线圈和辅助触点。面板上安装电压表(0-1000VDC)、电流表(0-2000ADC)和通电指示灯等装置。SCR整流桥下用风机强制冷却。在整流桥的每相输入端装有熔断器,附有微动开关,它与温度传感器和进线断路器的脱扣线圈互锁。微动开关断开表示主熔断器损坏。温度过高时,温度传感器断开,常闭触点,无论主熔断器损坏或柜内温度过高都可使断路器脱扣跳闸。柜中安装的浪涌抑制电路,可减弱危害SCR元件的任何尖脉冲。
每个SCR柜都能驱动泥浆泵、绞车和转盘。所驱动的电机可以是串励,也可以是并励。用串励电动机驱动泥浆泵时配有皮带轮防滑保护装置。
1、ROSS HILL (ZJ70D) DC控制模块
DC控制模块是控制直流电动机转速和转矩的核心部件。既可控制串励电动机,也可控制并励电动机。它能输出强触发脉冲,确保SCR快速可靠导通,能使同轴驱动同一负荷
的两台电动机负荷均衡分配。每个钻井功能都有的电流,转盘电流限定可平滑调节。电流给定具有渐增特性,可使电动机转矩平稳增加。所有钻井功能的速度调节器均与指配接触器相连锁,转盘过电流的封门阀值设定为最大电流值的150%。设有零位连锁保护装置,以防其指
配时电动机突然高速转动。自动检测和控制能耗制动的投入和退出。可手动调节组件的电位器,以试验SCR桥的输出电压。各柜中的模块均能互相置换。
主要功能:
● 根据速度给定手轮的大小,确定SCR导通的相位角,实现电机的无级调速。
● 根据负荷的大小,自动调节电流的大小,以维持电机转速的稳定。
● 满足控制电路的零位锁定要求。
● 提供控制回路所需的电压。
● 能耗制动的检测和控制。
2、防滑电路板
主要功能:
当两台串励电动机由一台SCR柜供电而并联驱动同一负荷时,由于链轮故障可能使其中一台或两台电动机失去负载而超速,泥浆泵驱动就属于这种情况。
链轮防滑板的作用就是检测串励电动机的转速和负载是否正常,当转速和负载比率超过阀值时,即判断为皮带滑动事件发生。
当链轮滑动发生时,断开指配接触器,切断两台电动机电源,同时接通面板上的链轮滑动指示灯。
系统元件组成:防滑电路检测板、霍尔器件、变压器。
3、电源板
主要功能:
● 直流柜电流表的解调和匹配。
● 为DC模块提供SCR柜输出实时电流的反馈信号,参与速度调节。
● 为接触器提供所需60VDC电源。
4、电压反馈板
在SCR柜输出直流正负母排之间通过15:1的比率分压,模拟整流桥的输出电压,参与速度调节。
同时,驱动直流电压表。
5、固态继电器板
四位固态继电器板也就是四通道固态继电器板。
主要功能:
将PLC控制回路与控制接触器回路进行光电隔离,达到互不影响的效果,确保控制系统的安全性。
将DC模块产生的 -14VDC直接引入控制回路,这样一方面减少了DC模块电源的负载,另一方面,确保了接触器闭合/断开时对功率的要求。同时,减少了控制回路的故障率。