潛油電泵專用中壓變頻調(diào)速裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電力電子變流技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種潛油電泵專用中壓變頻調(diào)速裝置，適用于石油行業(yè)潛油電泵機(jī)組的專用變頻調(diào)速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]潛油電泵作為采油行業(yè)的重要設(shè)備已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各大油田。潛油電泵機(jī)組由潛油離心泵、分離器、保護(hù)器、潛油電機(jī)、潛油電纜組成。潛油電機(jī)與普通異步電機(jī)的區(qū)別在于轉(zhuǎn)子由多節(jié)相同的轉(zhuǎn)子節(jié)扶正軸承和轉(zhuǎn)軸等組成，因此其額定電壓在1000V?2500V范圍內(nèi)。通常為了適應(yīng)潛油電機(jī)這種電壓范圍，需要使用通用的低壓變頻器配合適當(dāng)?shù)纳龎鹤儔浩?，才能滿足應(yīng)用需要。此外，由于潛油電泵機(jī)組通常工作于1000米以上的井下，因此供電電纜長度也超過1000米以上，如果采用變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)的方案，要求變頻器輸出諧波含量低于5%，否則將影響電纜及電機(jī)絕緣，縮短使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種潛油電泵專用中壓變頻調(diào)速裝置，變頻器逆變部分采用三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，輸出700?3300V可調(diào)交流電壓，直接驅(qū)動(dòng)潛油電機(jī)，無需升壓變壓器，且變頻調(diào)速裝置內(nèi)部集成正弦波濾波器，滿足長電纜供電對諧波的要求。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
依據(jù)本發(fā)明提供的一種潛油電泵專用中壓變頻調(diào)速裝置，包括整流模塊、直流濾波模塊、逆變模塊、正弦波濾波器，所述的三相700V?3300V交流電經(jīng)由整流模塊輸入，先轉(zhuǎn)換成直流電，整流模塊輸出與直流濾波模塊并聯(lián)，對直流電進(jìn)行濾波，直流濾波模塊的正、零、負(fù)三路電壓輸出連接至逆變模塊相應(yīng)位置，逆變模塊輸出三相交流電壓連接至正弦波濾波器，經(jīng)過濾波后的三相交流電壓由正弦波濾波器輸出連接潛油電泵機(jī)組。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn):
前述的逆變模塊由三組逆變橋組成，每組逆變橋由功率模塊IGBT1、功率模塊IGBT2和箝位二極管模塊SDl組成；功率模塊IGBTl與功率模塊IGBT2串聯(lián)，即功率模塊IGBTl的發(fā)射極與功率模塊IGBT2的集電極連接，連接公共點(diǎn)引出至端子A，端子A為逆變模塊三相輸出中的一相；功率模塊IGBTl的集電極與正直流母線連接，功率模塊IGBT2的發(fā)射極與負(fù)直流母線連接；功率模塊IGBTl的中點(diǎn)與箝位二極管模塊SDl的陽極連接，功率模塊IGBT2的中點(diǎn)與箝位二極管模塊SDl的陰極連接，箝位二極管模塊SDl的中點(diǎn)連接到零直流母線。
[0006]前述的正弦濾波器由三相電抗器L以及膜電容Cl?C9組成，其中電抗器L的輸入端子R、輸入端子S、輸入端子T分別連接上述逆變模塊的三相輸出；電容Cl、電容C2、電容C3串聯(lián)連接、電容C4、電容C5、電容C6串聯(lián)連接、電容C7、電容C8、電容C9串聯(lián)連接，同時(shí)，電容C3、電容C6、電容C9的一極并聯(lián)連接在一起。電容Cl、電容C4、電容C7的一極分別連接至電抗器L的輸出端子U、輸出端子V、輸出端子W，正弦濾波器中集成有煙溫探測器YWo
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
由于本發(fā)明采用的逆變模塊是由額定電壓6500V IGBT模塊組成的三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此設(shè)備的額定輸出電壓可達(dá)到3300V，可實(shí)現(xiàn)3300V交流電壓直接變頻調(diào)速，無需升壓變壓器，減小了設(shè)備占地面積及成本。同時(shí)變頻調(diào)速裝置內(nèi)部集成了正弦波濾波器，能夠滿足潛油泵長電纜供電的需要，降低了諧波對供電電纜及潛油電泵機(jī)組的絕緣損壞，延長其使用壽命及維修費(fèi)用。
[0008]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
【附圖說明】
[0009]圖1本發(fā)明的電路原理框圖；
圖2本發(fā)明的逆變模塊電路原理圖；
圖3本發(fā)明的正弦波濾波器電路原理圖。
[0010]其中:1、整流模塊，2、直流濾波模塊，3、逆變模塊，4、正弦波濾波器，5、潛油電泵機(jī)組。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0012]如圖1所示的一種潛油電泵專用中壓變頻調(diào)速裝置，包括整流模塊、直流濾波模塊、逆變模塊、正弦波濾波器，三相700V?3300V交流電經(jīng)由整流模塊I輸入，先轉(zhuǎn)換成直流電，整流模塊I輸出與直流濾波模塊2并聯(lián)，對直流電進(jìn)行濾波，直流濾波模塊2的正、零、負(fù)三路電壓輸出連接至逆變模塊3相應(yīng)位置，逆變模塊3輸出三相交流電壓連接至正弦波濾波器4，經(jīng)過濾波后的三相交流電壓由正弦波濾波器輸出連接潛油電泵機(jī)組5。
[0013]如圖2所示，所述的逆變模塊3由三組逆變橋組成，每組逆變橋由功率模塊IGBT1、功率模塊IGBT2和箝位二極管模塊SDl組成；功率模塊IGBTl與功率模塊IGBT2串聯(lián)，即功率模塊IGBTl的發(fā)射極與功率模塊IGBT2的集電極連接，連接公共點(diǎn)引出至端子A，端子A為逆變模塊三相輸出中的一相；功率模塊IGBTl的集電極與正直流母線連接，功率模塊IGBT2的發(fā)射極與負(fù)直流母線連接；功率模塊IGBTl的中點(diǎn)與箝位二極管模塊SDl的陽極連接，功率模塊IGBT2的中點(diǎn)與箝位二極管模塊SDl的陰極連接，箝位二極管模塊SDl的中點(diǎn)連接到零直流母線。
[0014]如圖3所示，所述的正弦濾波器4由三相電抗器L以及膜電容Cl?C9組成，其中電抗器L的輸入端子R、輸入端子S、輸入端子T分別連接上述逆變模塊的三相輸出；電容Cl、電容C2、電容C3串聯(lián)連接、電容C4、電容C5、電容C6串聯(lián)連接、電容C7、電容C8、電容C9串聯(lián)連接，同時(shí)，電容C3、電容C6、電容C9的一極并聯(lián)連接在一起。電容Cl、電容C4、電容C7的一極分別連接至電抗器L的輸出端子U、輸出端子V、輸出端子W，形成對逆變模塊輸出高次諧波的濾波電路。此外，正弦濾波器中還集成了煙溫探測器YW，當(dāng)濾波器溫度過高或者出現(xiàn)濃煙時(shí)，可以通過連鎖的控制點(diǎn)停止變頻調(diào)速裝置的輸出，避免事故擴(kuò)大。
[0015]工作原理:本發(fā)明輸入電壓為700V?3300V交流電壓，經(jīng)過整流模塊I整流為脈動(dòng)的直流電源，再經(jīng)過直流濾波模塊2，得到穩(wěn)定的直流電源，輸出到逆變模塊3，通過逆變模塊3內(nèi)部的PWM脈寬調(diào)制，形成頻率、幅值可調(diào)的交流電源，輸出到正弦波濾波器4 ;由于對濾波器中電抗器、電容器參數(shù)進(jìn)行了合理設(shè)計(jì)，對于逆變模塊3輸出電壓波形中頻率不大于50Hz的正弦波分量來說，濾波器為低阻狀態(tài)，可以通過；而對于高頻非正選波分量，濾波器為高阻狀態(tài)，不能通過。因此經(jīng)過正弦波濾波器4濾波作用，確保輸出到潛油電泵負(fù)載上的電壓諧波含量低于5%，對于長距離供電電纜的絕緣以及電泵機(jī)組的線包絕緣沒有影響，從而提高了供電電纜及電泵機(jī)組的使用壽命。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種潛油電泵專用中壓變頻調(diào)速裝置，包括整流模塊、直流濾波模塊、逆變模塊、正弦波濾波器，其特征在于:所述的三相700V?3300V交流電經(jīng)由整流模塊輸入，先轉(zhuǎn)換成直流電，整流模塊輸出與直流濾波模塊并聯(lián)，對直流電進(jìn)行濾波，直流濾波模塊的正、零、負(fù)三路電壓輸出連接至逆變模塊相應(yīng)位置，逆變模塊輸出三相交流電壓連接至正弦波濾波器，經(jīng)過濾波后的三相交流電壓由正弦波濾波器輸出連接潛油電泵機(jī)組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛油電泵專用中壓變頻調(diào)速裝置，其特征在于:所述的逆變模塊由三組逆變橋組成，每組逆變橋由功率模塊IGBT1、功率模塊IGBT2和箝位二極管模塊SDl組成；功率模塊IGBTl與功率模塊IGBT2串聯(lián)，即功率模塊IGBTl的發(fā)射極與功率模塊IGBT2的集電極連接，連接公共點(diǎn)引出至端子A，端子A為逆變模塊三相輸出中的一相；功率模塊IGBTl的集電極與正直流母線連接，功率模塊IGBT2的發(fā)射極與負(fù)直流母線連接；功率模塊IGBTl的中點(diǎn)與箝位二極管模塊SDl的陽極連接，功率模塊IGBT2的中點(diǎn)與箝位二極管模塊SDl的陰極連接，箝位二極管模塊SDl的中點(diǎn)連接到零直流母線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛油電泵專用中壓變頻調(diào)速裝置，其特征在于:所述的正弦濾波器由三相電抗器L以及膜電容Cl?C9組成，其中電抗器L的輸入端子R、輸入端子S、輸入端子T分別連接上述逆變模塊的三相輸出；電容Cl、電容C2、電容C3串聯(lián)連接、電容C4、電容C5、電容C6串聯(lián)連接、電容C7、電容C8、電容C9串聯(lián)連接，同時(shí)，電容C3、電容C6、電容C9的一極并聯(lián)連接在一起，電容Cl、電容C4、電容C7的一極分別連接至電抗器L的輸出端子U、輸出端子V、輸出端子W，正弦濾波器中集成有煙溫探測器YW。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種潛油電泵專用中壓變頻調(diào)速裝置，三相700V～3300V交流電經(jīng)由整流模塊輸入，先轉(zhuǎn)換成直流電，整流模塊輸出與直流濾波模塊并聯(lián)，對直流電進(jìn)行濾波，直流濾波模塊的正、零、負(fù)三路電壓輸出連接至逆變模塊相應(yīng)位置，逆變模塊輸出三相交流電壓連接至正弦波濾波器，經(jīng)過濾波后的三相交流電壓由正弦波濾波器輸出連接潛油電泵機(jī)組。本發(fā)明的逆變模塊是由額定電壓6500V IGBT模塊組成的三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)3300V交流電壓直接變頻調(diào)速，無需升壓變壓器，減小了設(shè)備占地面積及成本。同時(shí)本發(fā)明內(nèi)部集成了正弦波濾波器，能夠滿足潛油泵長電纜供電的需要，降低了諧波對供電電纜及潛油電泵機(jī)組的絕緣損壞，延長其使用壽命及維修費(fèi)用。
【IPC分類】H02P27-06, H02M1-12
【公開號】CN104734602
【申請?zhí)枴緾N201510150913
【發(fā)明人】王子崢
【申請人】天津華云自控股份有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月1日