石油钻机VFD电驱动系统的谐波抑制.pdf

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1、第46卷第5期电力电子技术Vo1．46．No．52012年5月PowerElectronicsMav2O12石油钻机VFD电驱动系统的谐波抑制姜一达，鄢家财，潘国英(1．洛阳师范学院，河南洛阳471022；2．西安微电机研究所自动化工程部，陕西西安710077；3．纽科伦(新乡)起重机有限公司，河南新乡460035)摘要：分析了石油钻机VFD电驱动系统工作原理，给出了变频器常见的两种接入方案：6脉动方案和12脉动方案。由于12脉动方案无需滤波器，故对6脉动方案进行谐波计算可知，其谐波含量大，需要

2、增加滤波器。对6脉动方案滤波系统进行了设计，实测滤波前后波形进行对比，说明所设计的方案滤波效果良好，解决了石油钻机VFD电驱动系统(小电网)谐波的问题，具有十分重要的工程前景。关键词：电驱动系统；变频器；谐波抑制中图分类号：TP333-3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)05—0009—03OilRigVFDElectricDriveSystemofHarmonicSuppressionJIANGYi-da，YANJia—cai，PANGuo-ying。(1．LuoyangN

3、ormalUniversity，Luoyang471022，China)Abstract：TheoilrigVFDelectricdrivesystemworkingprincipleisanalysedandthetwoaccessschemes：6-pulseand12一pulseprogramoftheprogramaregiven．The12一pulseprogramdoesnotrequirefilters．Theharmonicof6-pulseprogramiscalculated

4、andtheharmoniccontentislargeanditneedstoincreasethefilters．6一pulsefiltersystemandtheprogramayedesigned，comparingthemeasuredwaveformbeforeandafterfiltering，theprogramisdesignedtoil—lustratethefilteringeffectisgood．ThiscansolvetheoilrigVFDelectricdrive

5、system(smallgrid)harmonicproblemsandhasaveryimportantprojectprospect．Keywords：electricdrivesystem；inverter；harmonicsuppressionFoundationProject：SupportedbyFundedProjectsoftheSocialScienceFederationandtheEconomicOrganization0fHenanProvince(No．SKL．2011

6、—2283)1引言2VFD电驱动系统组成及工作原理目前．我国在石油钻采工程上大量使用电驱ZJ50DB石油钻机电驱动系统结构框图如图1动钻机替代效率低下的机械钻机．而石油钻机系所示(6脉动)。统通常应用于公共电网所不及的沙漠、海洋和陆地，其动力配备主要由柴油发电机组来提供【”。晶闸管装置和变频器的存在使得石油钻机电驱动系麓莲浆泵统含有大量谐波，而工业区、辅助设备和生活楼照tA结构圈i。明需要良好的正弦波．所以对石油钻机电驱动系曼二浆泵：：：：：：：：统(小电网)的谐波进行分析和抑制显得尤为重一B一

7、结一一构一一一一一一一一’一一一一一一’i绞车要。石油钻机电驱动系统可分为SCR(直流)传动：：：：：：：：_三_转盘系统和VFD(交流)传动系统，此处主要针对VFD：：：：：：：：3(直流)电驱动系统进行谐波分析【z-。。lZ)UKVA0U0V／斗UUV图1VFD电驱动控制系统框图Fig．1BlockdiagramofVFDelectricdrivecontrolsystem基金项目：河南省社科联河南省经团联课题资助项目(SKL一三相600V交流母线左侧为系统的动力源，2011—2283)定稿

8、日期：2011—1l—l9由4台柴油发电机组并联组成，600V交流母线作者简介：姜一达(1983一)，男，河南驻马店人，硕士，研究右侧为负载侧。分别连接7台VFD变频传动控制方向为电力电子技术、电力系统自动控制。系统。对应驱动钻井设备(1#泥浆泵、2#泥浆泵、9第46卷第5期电力电子技术Vo1．46，No．52012年5月PowerElectronicsMav2012绞车和转盘)，连接1台动力变压器(600V／400v)(3)4台CAT3512B机组构成的电站短路容量为井场设备和照明设备供电。由