ETD790系列直流调速器在石油行业中的应用

2013年08月29日

摘要:
 钻机上普遍采用电磁涡流刹车的控制柜以一套直流调速装置作为控制核心,通过改变励磁电流来调节制动力矩,以控制钻杆下放速度,使用直流调速装置后整个刹车的控制系统具备及时完善的联锁保护功能。

关键词:
 电磁涡流刹车;直流调速装置; 刹车控制系统

一、应用简介
 钻机上普遍采用电磁涡流刹车(简称涡流刹车),它是适用于海洋和陆地石油钻机上的辅助刹车。涡流刹车利用电磁感应原理进行无磨损制动,所以具有力矩大,无易损件,使用寿命长,操作维护简单的特点。应用涡流刹车可大幅度减少刹车块的磨损,延长刹车轮毂使用寿命,降低司钻人员的劳动强度,下钻时基本不用主刹车,仅通过改变励磁电流来调节制动力矩,以控制钻杆下放速度。电磁刹车柜为电磁刹车提供稳定、可靠、可随意调节(0~100%)的直流电源,而且保证刹车其他部分如风机、保护电磁阀等需要提供电源且实现连锁。

二、工艺流程介绍
 电磁刹车柜的作用是为电磁刹车提供稳定、可靠、可随意调节(0~100%)的直流电源,并为刹车其他部分如风机、电磁阀等提供电源且实现连锁。电磁涡流刹车的控制柜以一套直流调速装置作为控制核心。在司钻房操作台上采用指示灯(作为应急回路的一部分)来显示刹车的运行状态:绿色一只表示刹车运行,红色一只表示刹车故障;同时在触摸屏上不但显示刹车电流,刹车电压,也实时显示刹车运行和刹车故障报警。采用一个带零位开关的刹车手柄来调节刹车电流。操作流程参见图1。
刹车控制系统具备及时完善的联锁保护功能:
①刹车掉电抱闸保护;
②刹车失风保护(如有风压开关必须实现联锁);
③并实现声、光系统两方面报警。
 

 图1 电磁刹车的控制原理

三、ETD790直流调速器在石油钻机中的应用方案
 


图2. ETD790的控制端子接线
 电磁刹车系统,在设计中已考虑并提供了相应的保护措施,但合理的使用可以大大延长系统的使用寿命,减小不必要的故障,使电刹的运行更加安全、可靠。
 刹车柜内ETD790接线图参见图2所示,各端子的功能如下:
 端子X1、X2、X3:为电网电源进线从断路器引入,KM为主接触器。为了限制电源系统中的换相电压降,加装进线电抗器L。主回路短路保护采用快速熔断器。
 1U1、1V1、1W1:为直流调速装置电枢可控整流电路三相交流电源引入端。
 直流调速装置1,2端子,是电子板供电电源输入端。
 直流调速装置A+,A- 端子,输出至电磁刹车励磁绕组。
 直流调速装置21,18,25端子,为给定电压输入端,即给定手柄(又称司钻开关)输入端。
 直流调速装置26、27端子,为反馈速度模拟量输出到速度表;28、29实际电流模拟量输出到电流表。端子的最大输出范围±10V/2mA。
 直流调速装置开关量输出的14、3端子,控制继电器KA5,作为检测刹车运行指示;开关量输出13、3控制继电器KA4作为检测刹车故障报警指示。输出最大负载DC24V/100mA,有短路保护。

四、系统配置
 电磁刹车柜主要技术参数
 1. ETD790的技术参数
 额定电压:3AC400(+15%~-20%);
 额定输入电流:75A;
 额定频率:45Hz~62Hz;
 额定直流电压:485V;
 额定直流电流:90A;
 2.刹车柜技术参数
 输入电压: 三相交流380V/50HZ;
 输出电压: 直流0~310V可调;
 外形尺寸(H×W×D):600×600×2000;
 3.冷却风机技术参数
 类型:三相交流隔爆电机;
 功率:15KW;
 输入电压:三相交流380V/50HZ;
 输入电流:三相交流30A;

五、结论
 直流调速器的使用稳定可靠,操作方便,大大提升电磁刹车控制的精度。其丰富的应用软件以及功能模块编程和可组态I/O端口,使用户可以在单一的调速器内构成完整的传动系统,满足所有的调速应用。

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