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