[实用新型]防止发电机振荡系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种用于垂钻用发电机的防止发电机振荡系统。 

背景技术

在垂直钻井系统中，发电机负责整个系统的供电。如果发电机产生强烈的振荡,会使发电机与垂直钻井系统失去同步,万一处理不当或保护拒动将导致大面积停电以致整个系统瓦解,其后果是极其严重的。 

在垂钻用发电机中，泥浆冲刷叶轮使之转动，叶轮与发电机转子之间通过磁耦合产生扭力使发电机转子转动。叶轮与发电机转子的磁耦合就是一个扭簧，磁耦合6对极，有6个工作扇区，可以工作在任何一个工作扇区中。每个工作扇区60°，当外磁耦与内磁耦的角度为0°，外磁耦的磁力线与内磁耦的磁力线对准，无力矩。当外磁耦与内磁耦的角度0~20°时，外磁耦的磁力线与内磁耦的磁力线偏离，产生恢复力矩，力矩与角度呈现正比。当外磁耦与内磁耦的角度30~60°时，外磁耦的磁力线与内磁耦的磁力线偏离超过工作扇区，产生向下一个扇区的力矩，磁耦合打滑。所以磁耦合工作角度为±20°，超过±30°后就会打滑。 

而现有发电机中，电磁力矩与发电机的输出电流成正比，在发电机整流电压的波峰处电流大，在发电机整流电压的波谷处电流小，正好产生倍频的电磁力矩波动，该电磁力矩具有磁耦合力特性，所以该电磁力矩波动就有可能使得磁耦合由工作角度进入到打滑角度，不可避免地导致发电机的振荡。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够有效地防止垂钻用发电机的振荡的防止发电机振荡系统。 

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下： 

一种防止发电机振荡系统，包括整流电路、以分时恒流驱动方式控制并驱动脉冲器的驱动控制模块以及多个并联的电源模块，所述驱动控制模块包括控制电路、驱动电路、负载均衡电路以及保护电路，所述电源模块包括变压器以及开关模块。 

优选的，所述电源模块为四个。 

所述整流电路的输出端分别与所述控制电路、驱动电路、保护电路以及电源模块连接，将输入的发电机产生的三相交流电转换为直流电的并分别向所述控制电路、驱动电路以及电源模块供电。所述保护电路与所述整流电路连接，采样经所述整流电路整流后的直流电，以同时实现对所述控制电路、驱动电路、负载均衡电路以及保护电路自身的保护。 

所述负载均衡电路与所述多个电源模块连接，所述负载均衡电路采样每个所述电源模块的负载电流，并同时调整其电源电压输出，使四个所述模块的负载均衡。 

所述控制电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路与脉冲器连接。 

所述驱动电路包括MOSFET管以及MOSFET驱动器，所述MOSFET驱动器的输入端与所述控制电路的输出端连接，所述MOSFET驱动器、MOSFET管以及脉冲器线圈依次串接。 

所述控制电路的CPU内置有PWM控制器以及定时器。所述控制电路串 接用于监视经所述整流电路整流处理后的发电机的电压大小的模数转换器。 

所述电源模块中的所述变压器均为采用DC/DC方式的变压器，所述变压器输入的为经整流后的发电机输出的三相交流电，经DC/DC后输出32V直流电，向整个垂直钻井系统供电。 

采用本实用新型的防止发电机振荡系统具有以下优点： 

1、按照恒流的方式取电流，使发电机整流电压的波谷处电流大，发电机整流电压的波峰处电流小；电磁力矩与发电机的输出电流成正比，因而电磁力矩在发电机整流电压的波谷处大，在发电机整流电压的波峰处小；发电机的这种电磁力矩和发电机转子的磁耦合力矩，在同一时刻大小近似相等，方向相反，起到抵消作用，因而有效地防止了发电机的振荡。 

2、为了防止脉冲器线圈瞬间吸收电流过大而引起电压波动，脉冲器的驱动电源取自于发电机整流后，而不是在DC/DC后的33V的稳压电源处，一方面，发电机整流后的电压范围比较高，为45～150V，使其驱动力也比较大；另外由于电源取在DC/DC前，电源的利用效率也较高，这样就可以去掉在33V处的大容量蓄电电容。 

附图说明

图1是本实用新型防止发电机振荡系统的模块示意图； 

图2是本实用新型防止发电机振荡系统中整流电路与驱动控制模块连接的电原理图； 

图3是本实用新型防止发电机振荡系统的DC/DC的简图； 

图4是图2中a部的电原理图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。