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注水泵中壓變頻器的制作方法

文檔序號:7494567閱讀:716來源:國知局
專利名稱:注水泵中壓變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種變頻器,尤其油田注水領(lǐng)域所用的注水泵中壓變頻器。
背景技術(shù)
油田注水領(lǐng)域的注水泵是注水過程中必用的設(shè)備,一般需要2240KW功率的變頻器進(jìn)行調(diào)速才能完成注水作業(yè)。而目前市場上的變頻器電壓能達(dá)到6000V或10KV,采用抽屜式安裝方式,全部安裝在一臺非標(biāo)功率柜內(nèi),由一臺大功率風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫風(fēng)冷,通風(fēng)效果差,功率和電壓的擴(kuò)展性不好;而且變頻器與變壓器是并排放置,二者要求的溫度不一樣,使得散熱設(shè)計(jì)不能達(dá)到最佳,散熱效果也不好,加之變頻器由于大多采用的IGBT器件功率較小,使得變頻器的功率只能達(dá)到1000KW左右,無法滿足注水泵需要的變頻器的功率要求,影響注水效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的變頻器功率無法滿足注水泵要求的不足,本發(fā)明提供一種注水泵中壓變頻器,該變頻器的功率能達(dá)到注水泵的要求。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該注水泵中壓變頻器由功率柜、進(jìn)出線柜及控制柜組成,功率柜內(nèi)橫徑向分別有若干功率單元;控制柜由可編程邏輯控制器、智能觸摸操作屏、I/O接口板、若干光釬子板對應(yīng)于功率單元組成。
上述的功率柜內(nèi)橫徑向分別有六排、三層功率單元,光釬子板有六塊,功率單元由整流橋、中間直流濾波及逆變橋、單元控制板組成,整流橋由三相快速熔斷器、三相過壓保護(hù)裝置、三相整流橋及均壓電路組成,中間直流濾波由預(yù)充電電路、中間直流濾波器組成,逆變橋由兩個(gè)功率高的IGBT智能模塊組成。
本發(fā)明的有益效果是由于該變頻器的功率柜采用并聯(lián),保證了每個(gè)功率單元的進(jìn)風(fēng)溫度一致,且每臺功率柜由一臺離心風(fēng)機(jī)抽風(fēng),通風(fēng)量大;況且變頻器和變壓器分兩排放置,之間用電纜相連,使得變壓器允許的溫度較高,變頻器允許的溫度較低,散熱可以分開設(shè)計(jì),達(dá)到的散熱效果好。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明附圖1是本發(fā)明的主回路圖;附圖2是本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)圖;附圖3是附圖2中的功率單元原理示意圖;附圖4是附圖2的控制柜原理示意圖。
附圖中1-整流變壓器,2-繞組,3-變頻器,4-功率單元,5-三相快速熔斷器,6-三相整流橋,7-三相過壓保護(hù)裝置,8-均壓電路,9-預(yù)充電電路,10-中間直流濾波器,11-逆變環(huán)節(jié),12-單元控制板,13-電源變換單元,14-光釬子板,15-功率柜,16-進(jìn)出線柜,17-控制柜,18-主控板,A-整流橋,B-中間直流濾波,C-逆變橋,E-端子,F(xiàn)-端子,PLC-可編程邏輯控制器,PMU-智能觸摸操作屏。
具體實(shí)施例方式參照附圖1,該變頻器由6000V電網(wǎng)給兩臺整流變壓器1供電,每臺整流變壓器1有9個(gè)二次繞組2,每個(gè)二次繞組2給一個(gè)H橋低壓變頻器3供電,6個(gè)低壓變頻器3串聯(lián)驅(qū)動(dòng)電機(jī)一組。
參照附圖2所示,變頻器由功率柜1、進(jìn)出線柜2及控制柜3組成,功率柜1放置上中下三層功率單元4,每層有橫向六排功率單元4,輸出方式為串聯(lián)連接;參照附圖3所示,而每個(gè)功率單元4由整流橋A、中間直流濾波B及逆變橋C、單元控制板D組成,其中整流橋A由三相快速熔斷器5、三相過壓保護(hù)裝置7、三相整流橋6及均壓電路8組成,用于保護(hù)功率單元4過流和避免事故擴(kuò)大及功率單元4過壓和變壓器1分合閘引起的交流過壓,同時(shí)將三相50Hz、600V交流電整流成直流電,保證直流電壓的平衡;中間直流濾波B由預(yù)充電電路9、中間直流濾波器10組成,用于在上電時(shí),保證較小的充電電流可以延長整流橋A和中間濾波電容的壽命,完成整流和逆變的解耦以及濾波儲能功能;逆變橋C由兩個(gè)功率高的IGBT智能模塊組成,完成將直流電逆變成頻率在0~50Hz可調(diào),0~600V可調(diào)的單相交流電;單元控制板D完成IGBT觸發(fā)脈沖的轉(zhuǎn)換以及功率單元4的過壓欠壓保護(hù),電源變換單元13可將功率單元4的交流進(jìn)線600V電源轉(zhuǎn)換為單元控制板12用的直流24V電源。
實(shí)際使用時(shí),三相交流電通過電纜連接到功率單元4的U、V、W上,通過快速熔斷器5給三相整流橋6供電,三相過壓保護(hù)裝置7用于保護(hù)功率單元4過壓和變壓器1分合閘引起的交流過壓,三相整流橋6用于將50Hz、600V交流電整流成850V直流電,直流電通過均壓電路8保證了平衡,直流電通過預(yù)充電電路9給中間直流濾波器10充電,電壓充滿后即可,然后中間直流濾波器10給逆變橋C模塊中的逆變環(huán)節(jié)11供電,逆變環(huán)節(jié)11將850V直流電逆變成頻率0~50Hz可調(diào),平均電壓0~600V可調(diào)的單相交流電給端子(E,F(xiàn));最后通過與其它5個(gè)功率單元4串聯(lián),6個(gè)功率單元4串聯(lián)給電機(jī)供電。
參照附圖4所示,控制柜17由可編程邏輯控制器PLC、智能觸摸操作屏PMU、I/O接口板、6個(gè)光釬子板14對應(yīng)于功率單元4組成,智能觸摸操作屏PMU是人機(jī)對話的終端,操作人員可以通過其面板實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的運(yùn)行、停車進(jìn)行控制,并能輸入電機(jī)及變頻器3的參數(shù)及得到電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的反饋以及故障報(bào)警時(shí)顯示;可編程邏輯控制器PLC是系統(tǒng)的指令中心,同時(shí)也是數(shù)據(jù)處理和交換的中心,可以事先按照設(shè)計(jì)要求編程以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能,可將從智能觸摸操作屏PMU發(fā)出的命令傳送給主控板18,再把主控板18得到的電機(jī)及變頻器3運(yùn)行狀態(tài)的信息傳送給面板顯示。
大慶油田在注水作業(yè)時(shí),每天注水量在8000m3,單耗5.7kwh/m3,很不經(jīng)濟(jì),使用該變頻器在大慶油田應(yīng)用后,在注水量8000m3情況下,注水泵單耗降低到0.5kwh/m3,節(jié)電量在4000kwh,實(shí)現(xiàn)了該變頻器能滿足注水泵需要的功率要求,注水效果良好。
權(quán)利要求
1.一種涉及油田注水領(lǐng)域所用的注水泵中壓變頻器,由功率柜(15)、進(jìn)出線柜(16)及控制柜(17)組成,其特征是功率柜(15)內(nèi)橫徑向分別有若干功率單元(4);控制柜(17)由可編程邏輯控制器(PLC)、智能觸摸操作屏(PMU)、I/O接口板、若干光釬子板(14)對應(yīng)于功率單元(4)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注水泵中壓變頻器,其特征是功率柜(15)內(nèi)橫徑向分別有六排、三層功率單元(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注水泵中壓變頻器,其特征是光釬子板(14)有六塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的注水泵中壓變頻器,其特征是功率單元(4)由整流橋(A)、中間直流濾波(B)及逆變橋(C)、單元控制板(12)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的注水泵中壓變頻器,其特征是整流橋(A)由三相快速熔斷器(5)、三相過壓保護(hù)裝置(7)、三相整流橋(6)及均壓電路(8)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的注水泵中壓變頻器,其特征是中間直流濾波(B)由預(yù)充電電路(9)、中間直流濾波器(10)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的注水泵中壓變頻器,其特征是逆變橋(C)由兩個(gè)功率高的IGBT智能模塊組成。
全文摘要
一種涉及油田注水領(lǐng)域所用的注水泵中壓變頻器。解決了現(xiàn)有的變頻器功率無法滿足注水泵要求的問題。其特征是功率柜(15)內(nèi)橫徑向分別有若干功率單元(4);控制柜(17)由可編程邏輯控制器(PLC)、智能觸摸操作屏(PMU)、I/O接口板、若干光釬子板(14)對應(yīng)于功率單元(4)組成。具有通風(fēng)量大的特點(diǎn);可將變壓器、變頻器允許的溫度分開設(shè)計(jì),達(dá)到的散熱效果好,適合推廣使用。
文檔編號H02M7/00GK1501571SQ0214898
公開日2004年6月2日 申請日期2002年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月18日
發(fā)明者王瑞泉, 杜國民, 劉合, 劉東升, 韓志國, 楊德芹, 袁國英, 崔惠麗, 丁波, 李佑勛 申請人:大慶油田有限責(zé)任公司
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