專利名稱：逆變式原油脫水電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種逆變式原油脫水電源，具體地說是一種依靠電場力的作 用對油包水型乳化液進行破乳脫水的裝置，該裝置利用矩形交流電源脫水，能 夠增加對乳化膜的沖擊力。(二) 背景技術(shù)原油破乳方法主要有電破乳、生物破乳、微膠囊破乳、聲化學(xué)破乳、微波 輻射破乳以及超聲波破乳等。其中，電脫水器是依靠電場力的作用對油包水型 乳化液進行破乳脫水，這種脫水方式效率高、速度快，在各油田得到了普遍應(yīng) 用。原油中內(nèi)部都含有鹽類的正、負離子，在原油中加上高壓交流電場后，小 水珠被極化，這些正負離子會向電場的正反方向快速移動，產(chǎn)生內(nèi)摩擦熱，不 斷克服膜強度。被極化的小水珠相結(jié)合形成大水珠，加速沉降使油水分離。原 油脫水的效果與電壓的波形有關(guān)，普通脫水電源為正弦交流或近似正弦交流， 屬緩慢變化的電場，因此對乳化膜的沖擊力不夠強。(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對現(xiàn)有技術(shù)普通脫水電源電場變化緩慢，對乳化 膜沖擊力不夠的缺點，提供一種不僅能使電場由零開始瞬間躍變到極大值，加 速對乳化膜的沖擊，而且其控制電路能夠控制電源輸出波形的逆變式原油脫水 電源。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該逆變式原油脫水電源，包括整流電路、濾波電路、逆變電路和變壓器 電路構(gòu)成的主電路，整流電路、濾波電路、逆變電路和變壓器電路依次串接在一起。三相380V交流電通過三相全橋可控整流電路進行整流，得到連續(xù) 可調(diào)的540V直流電，然后經(jīng)過濾波電路的濾波，濾除直流電的電壓波紋， 將電壓保持穩(wěn)定。整流濾波后的直流電由逆變電路將直流電變?yōu)榉?、頻率 及脈寬可調(diào)矩形波交流，經(jīng)過變壓器將矩形波交流升壓后，變?yōu)楦邏壕匦尾?交流輸出到脫水器的電極板上。上述逆變式原油脫水電源，其逆變電路上又接有驅(qū)動電路和保護電路，也相接，驅(qū)動電路上又接有PWM控制電路，變壓器電 路和PWM控制電路之間又接有采樣電路和防偏磁電路?？刂齐娐返暮诵臑榧尚酒琓L494，采樣電路利用霍爾電壓傳感器測量 變壓器一次側(cè)電壓，向防偏磁電路輸出0—5V的電壓信號。在防偏磁電路 中，這一電壓信號經(jīng)A/D器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)字信號送入單片機進 行處理。單片機對信號處理后，經(jīng)過判斷向需要調(diào)整的一路PWM波輸出合 適的調(diào)整信號，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器變?yōu)槟M量后，對TL494輸出的PWM輸出波形 進行控制。經(jīng)過調(diào)整后的TL494的輸出波形通過驅(qū)動電路來控制逆變電路中 IGBT器件的開通與關(guān)斷，從而實現(xiàn)了對電源輸出波形的控制。本發(fā)明的逆變式原油脫水電源與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是，設(shè) 計合理、結(jié)構(gòu)簡單、能夠使電場由零開始瞬間躍變到極大值，加速對乳化膜的 沖擊，而且其控制電路能夠控制電源輸出波形。(四)


附圖l為本發(fā)明的主電路原理框圖；附圖2為本發(fā)明的脫水電源原理框圖；附圖3為本發(fā)明的主電路的電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、整流電路，2、濾波電路，3、逆變電路，4、變壓器電路，5、 脫水器，6、采樣電路，7、防偏磁電路，8、 PWM控制電路，9、保護電路， 10、驅(qū)動電路。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖1一3對本發(fā)明的逆變式原油脫水電源作以下詳細地說明。如附圖1所示，本發(fā)明的逆變式原油脫水電源，其結(jié)構(gòu)包括整流電路l、 濾波電路2、逆變電路3和變壓器電路4構(gòu)成的主電路，整流電路l、濾波電路 2、逆變電路3和變壓器電路4依次串接在一起。三相380V交流電通過整流電 路1進行整流，得到連續(xù)可調(diào)的540V直流電，然后經(jīng)過濾波電路2的濾波，濾除 直流電的電壓波紋，將電壓保持穩(wěn)定。整流濾波后的直流電由逆變電路3將直 流電變?yōu)榉怠㈩l率及脈寬可調(diào)矩形波交流，經(jīng)過變壓器電路4將矩形波交流 升壓后，變?yōu)楦邏壕匦尾ń涣鬏敵龅矫撍?的電極板上。如附圖2所示，主電路還接有控制電路，控制電路由采樣電路6、防偏磁電 路7、 PWM控制電路8、保護電路9和驅(qū)動電路10組成，逆變電路3上接有驅(qū)動4電路10和保護電路9，驅(qū)動電路10和保護電路9也相接，驅(qū)動電路10上又接有 PWM控制電路8，變壓器電路4和PWM控制電路8之間又接有采樣電路6和防 偏磁電路7。采樣電路6利用霍爾電壓傳感器測量變壓器電路4一次側(cè)電壓， 向防偏磁電路7輸出0—5V的電壓信號，在防偏磁電路中，這一電壓信號經(jīng)A /D器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)字信號送入單片機進行處理，單片機對信號 處理后，經(jīng)過判斷向需要調(diào)整的一路PWM波輸出合適的調(diào)整信號，經(jīng)D/A轉(zhuǎn) 換器變?yōu)槟M量后，對PWM控制電路8輸出的PWM輸出波形進行控制，經(jīng) 過調(diào)整后的TL494的輸出波形通過驅(qū)動電路10來控制逆變電路3中IGBT器件 的開通與關(guān)斷，從而實現(xiàn)了對電源輸出波形的控制。如附圖3所示，主電路的保護電路9由兩部分組成首先，為了防止系統(tǒng)合 閘通電瞬間沖擊電流過大而導(dǎo)致電路元器件的損壞，將限流電阻R1串聯(lián)在主回 路中；延時一定時間后，VT5閉合，將限流電阻R1短路。此外，為了避免IGBT 開關(guān)器件在開通和關(guān)斷的瞬間由于受到集電極和集射間電壓的沖擊而損壞，引 入緩沖環(huán)節(jié)。將二極管D1-D4與V1-V4反向并聯(lián)，當(dāng)IGBT (VT1-VT4)開通 時，由于變壓器漏感的作用，產(chǎn)生反向電動勢，二極管D1-D4導(dǎo)通，將電壓限 制在E。關(guān)斷時，二極管V1-V4導(dǎo)通，向電容C2-C5充電，減緩過高的電壓上升 速度。電阻R2-R5可以限制開關(guān)管導(dǎo)通時電容C2-C5的放電電流。本發(fā)明的逆變式原油脫水電源其加工制作簡單方便，按說明書附圖所示 加工制作即可。
權(quán)利要求
1. 逆變式原油脫水電源，包括整流電路(1)、濾波電路(2)、逆變電路(3)和變壓器電路(4)構(gòu)成的主電路，其特征在于，整流電路(1)、濾波電路(2)、逆變電路(3)和變壓器電路(4)依次串接在一起。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的逆變式原油脫水電源，其特征在于，主電路還 接有控制電路，控制電路由采樣電路(6)、防偏磁電路(7) 、 PWM控制電路(8)、保護電路(9)和驅(qū)動電路(10)組成，逆變電路(3)上接有驅(qū)動電 路(10)和保護電路(9),驅(qū)動電路(10)和保護電路(9)也相接，驅(qū)動 電路(10)上又接有PWM控制電路(8)，變壓器電路(4)禾BPWM控制電 路(8)之間又接有采樣電路(6)和防偏磁電路(7)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的逆變式原油脫水電源，其特征在于，主電路的 保護電路(9)由兩部分組成 一是為了防止系統(tǒng)合閘通電瞬間沖擊電流過 大而導(dǎo)致電路元器件的損壞，將限流電阻R1串聯(lián)在主回路中，延時一定時間 后，VT5閉合，將限流電阻R1短路；二是為了避免IGBT開關(guān)器件在開通和 關(guān)斷的瞬間由于受到集電極和集射間電壓的沖擊而損壞，引入緩沖環(huán)節(jié)，將 二極管D1—D4與V1—V4反向并聯(lián)，當(dāng)IGBT開關(guān)器件開通時，由于變壓器 漏感的作用，產(chǎn)生反向電動勢，二極管D1—D4導(dǎo)通，將電壓限制在E，關(guān)斷 時，二極管V1—V4導(dǎo)通，向電容C2—C5充電，減緩過高的電壓上升速度。 電阻R2—R5可以限制開關(guān)管導(dǎo)通時電容C2—C5的放電電流。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的逆變式原油脫水電源，其特征在于，采樣電路(6) 利用霍爾電壓傳感器測量變壓器電路(4) 一次側(cè)電壓，向防偏磁電路(7) 輸出0—5V的電壓信號，在防偏磁電路中，這一電壓信號經(jīng)A/D器進行 模數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸出的數(shù)字信號送入單片機進行處理，單片機對信號處理后， 經(jīng)過判斷向需要調(diào)整的一路PWM波輸出合適的調(diào)整信號，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器變?yōu)?模擬量后，對PWM控制電路(8)輸出的PWM輸出波形進行控制，經(jīng)過調(diào) 整后的TL494的輸出波形通過驅(qū)動電路(10)來控制逆變電路(3)中IGBT 器件的開通與關(guān)斷，從而實現(xiàn)了對電源輸出波形的控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種逆變式原油脫水電源，其結(jié)構(gòu)包括相互串聯(lián)的整流電路、濾波電路、逆變電路和變壓器電路，三相380V交流電通過三相全橋可控整流電路進行整流，得到連續(xù)可調(diào)的540V直流電，然后經(jīng)過濾波電路的濾波，濾除直流電的電壓波紋，將電壓保持穩(wěn)定。整流濾波后的直流電由逆變電路將直流電變?yōu)榉怠㈩l率及脈寬可調(diào)的矩形波交流，經(jīng)過變壓器電路將矩形波交流升壓后，變?yōu)楦邏壕匦尾ń涣鬏敵龅矫撍鞯碾姌O板上，對乳化膜形成強烈的沖擊力。本發(fā)明的逆變式原油脫水電源與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單等特點，能夠使電場由零開始瞬間躍變到極大值，加速對乳化膜的沖擊，而且其控制電路能夠控制電源輸出波形。
文檔編號B01D17/12GK101239255SQ20071001660
公開日2008年8月13日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者周志曉, 巴銀華, 趙善為 申請人:萬達集團股份有限公司