一种井下涡轮发电机整流稳压供电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102647138A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102647138A(43)申请公布日2012.08.22(21)申请号201210119084.1H02H3/087(2006.01)(22)申请日2012.04.20H02H3/20(2006.01)H02H3/24(2006.01)(71)申请人中国海洋石油总公司地址100010北京市东城区朝阳门北大街25号申请人中海油研究总院(72)发明人陈红新蒋世全张新超侯增广周建良李鹏峰李汉兴闫研牛海峰程载斌吴光武李峰飞(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人徐宁关畅(51)Int.Cl.H02P9/00(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书55页页附图附图11页(54)发明名称一种井下涡轮发电机整流稳压供电装置(57)摘要本发明涉及一种井下涡轮发电机整流稳压供电装置，它包括涡轮发电机、整流滤波模块、输入级过流过压欠压保护模块、DC/DC开关变换器、电源管理控制器和二次滤波输出模块；涡轮发电机将钻井液的能量转化为大功率交流电能输入整流滤波模块，将交流电压转换为直流大纹波电压传输至输入级过流过压欠压保护模块内，对传输电路输入端过压、过流及欠压保护；输入级过流过压欠压保护模块输出的电压信号分别输入DC/DC开关变换器和电源管理控制器，电源管理控制器将接收到的电压信号转换为PWM信号，传输至DC/DC开关变换器内控制其通断；DC/DC开关变换器输出端连接二次滤波输出模块，电压信号经二次滤波输出模块滤波后生成低纹波稳定直流电压，输入至电源管理控制器内，构成闭环控制系统。CN10264738ACN102647138A权利要求书1/2页1.一种井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：它包括涡轮发电机、整流滤波模块、输入级过流过压欠压保护模块、DC/DC开关变换器、电源管理控制器和二次滤波输出模块；所述涡轮发电机将钻井液的能量转化为大功率交流电能输入所述整流滤波模块内，将交流电压转换为直流大纹波电压后传输至所述输入级过流过压欠压保护模块内，对传输电路输入端过压、过流及欠压保护；所述输入级过流过压欠压保护模块输出的电压信号分别输入所述DC/DC开关变换器和电源管理控制器，所述电源管理控制器将接收到的电压信号转换为PWM信号，传输至所述DC/DC开关变换器内控制其通断；所述DC/DC开关变换器输出端连接所述二次滤波输出模块，电压信号经所述二次滤波输出模块滤波后生成低纹波稳定直流电压，输入至所述电源管理控制器内，构成闭环控制系统。2.如权利要求1所述的一种井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：所述输入级过流过压欠压保护模块包括由两个串联电阻构成的第一分压电路、传感电阻、场效应管、由两个串联电阻构成的第二分压电路和控制器，所述控制器内设置有欠压判断模块、过流判断模块、过压判断模块和主控制器；所述输入级过流过压欠压保护模块输入端与所述第一分压电路并联，输入端还依次与所述传感电阻和场效应管串联；所述第一分压电路将检测到的输入端电压信号输入所述欠压判断模块内与预设的欠压保护阈值比较；所述传感电阻将检测到的电流信号输入所述过流判断模块内与预设的过流保护阈值比较，所述欠压判断模块和过流判断模块分别将其比较结果输入所述主控制器；所述场效应管源极连接所述输入级过流过压欠压保护模块输出端，在该输出端与所述场效应管源极之间并联所述第二分压电路；所述第二分压电路将检测到的输出端电压信号输入所述过压判断模块内，与预设的过压保护阈值比较，并将比较结果输入所述主控制器内；所述主控制器根据各比较结果控制所述场效应管断开/导通。3.如权利要求2所述的一种井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：所述欠压判断模块内的欠压保护阈值Vundervoltage为：Vundervoltage＝Vin×(R2/(R1+R2))，式中，Vin是所述输入级过流过压欠压保护模块的输入电压，R1、R2是所述第一分压电路中两个串联的电阻。4.如权利要求2所述的一种井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：所述过流判断模块内的过流保护阈值Iovercurrent为：Iovercurrent＝Vsenseset/Rsense，式中，Vsenseset为所述传感电阻两端预设电压，Rsense为所述传感电阻的阻值。5.如权利要求2所述的一种井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：所述过压判断模块内的过压保护阈值Vovervoltage为：Vovervoltage＝Vout×(R4/(R3+R4))，式中，Vout是所述输入级过流过压欠压保护模块的输出电压，R3、R4是所述第二分压电路中两个串联的电阻。6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种井下