[发明专利]一种六相压裂机组电驱动控制系统

权利要求书

1.一种多相压裂机组电驱动控制系统，其特征在于包括高压进、出线柜、充电限流柜、多脉波移相变压器、进线联络柜、变频器、压裂撬电源、电控房、变频水冷系统、变压器冷却风机、变压器温控仪以及6相异步/永磁同步电机；10kV网侧电网通过高压进、出线柜，充电限流柜输入到多脉波移相变压器，通过多脉波移相变压器转换为四组额定电压1800V二次三相一次绕组和一组380V辅助二次绕组，一次绕组通过整流柜下侧输入接触器给变频器供电，变频器通过整流和逆变输出两组三相交流电驱动一台6相异步电机/永磁同步电机带动压裂柱塞泵工作；辅助二次绕组负责给MCC柜供电；MCC柜负责380V电源配置为压裂撬电源、电控房、变频水冷系统、变压器冷却风机、变压器温控仪供电；变频器包括一个整流柜和两个逆变柜，每个逆变柜内部均包含一组逆变器和多脉波移相变压器二次侧整流绕组数量相同的整流器，各个整流器分别与多脉波移相变压器二次侧整流绕组连接，整流器输出直流母线电压，逆变器的输入端连接直流母线上，两路主回路相互独立，做到冗余设计；每组逆变器包括三个桥臂，每个桥臂采用四个IGBT，每个桥臂配置两个钳位二极管，两个逆变器的6个桥臂合起来共输出6相并组成一个6相变频器，用于驱动6相变频异步电机/永磁同步电机。

2.根据权利要求1所述的一种多相 压裂机组电驱动控制系统，其特征在于，还包括外部滑油循环泵、滑油散热冷却风机、离合器液压油站；压裂撬电源负责外部滑油循环泵、滑油散热冷却风机、离合器液压油站供电；高压进、出线柜内部多功能表以及高压进、出线柜内部的断路器状态、变压器温控仪数据信息、6相异步电机/永磁同步电机绕组、轴承温度，速度传感器状态信息通过CAN-Open总线传输给变频器，用于逻辑控制与判断。

3.根据权利要求1所述的一种多相 压裂机组电驱动控制系统，其特征在于每个逆变柜内安装一台主控制器，每台主控制器包括一个功率模块控制板，每个功率模块控制板都包括DSP板、IO板、光纤板、信号检测电路；IO板连接信号检测电路，信号检测电路具有电流测量、电压测量、转速测量、转速测量转换、缺相检测功能；DSP板实现所有空间矢量控制、转矩控制、磁链观测计算；光纤板把DSP计算得到的PWM脉冲，通过光纤发送给逆变器内部的IGBT驱动电路板；逆变柜内部两个功率模块控制板之间，通过CAN-Open总线实现数据的传输和接受系统指令，并向上位机及时反馈相应的数据信息、实现变压器绕组之间的功率平衡。

4.根据权利要求3所述的一种多相 压裂机组电驱动控制系统，其特征在于，两个功率模块控制板之间采用主从控制，从控制板以电流值作为跟随控制的目标值，进而能够有效实现对6相异步电机/永磁同步电机的控制，避免由于输出误差引起设备损坏。

5.根据权利要求1所述的一种多相 压裂机组电驱动控制系统，其特征在于还包括变频器控制的六相电机采用双轴伸形式。

6.根据权利要求1或2所述的一种多相压裂机组电驱动控制系统，其特征在于，所述控制系统具有低温保护功能，适用-30℃以上低温环境运行；当电控系统周围环境低于-3℃时，启动电驱动系统时，变频器自动进入保护状态，不允许设备进行启动，同时启动水冷系统内部电加热器实现预加热功能，当水冷基板与变频器腔体温度达到目标设定值后，变频器方可启动运行。