時(shí)間:2009-11-10 13:46:25來源:ronggang
摘要:介紹了一種新型石油感應(yīng)加熱電源,討論了一些經(jīng)過改進(jìn)的IGBT應(yīng)用方法。試驗(yàn)表明,改進(jìn)后的電源高效、可靠。
關(guān)鍵詞:石油感應(yīng);加熱逆變器;絕緣擁雙極晶體管
Abstract:This paper introduces a new power supply for induction beating petroleum.a(chǎn)nd discusses a few modified applcation methods of IGBT The experiment shows the modified power supply can operate efficlendy and teliabty。
Keywords:petroleum ; duetton heatingiinverter;IGBT
1 引言
為了開采含膠質(zhì)瀝青、含蠟和凝固點(diǎn)高的“三高”稠油,油田通常采用蒸氣吞吐、化學(xué)降粘和熱水射流伴進(jìn)等方法進(jìn)行開采,這些方法存在投資高、不便管理等缺點(diǎn)。目前,江蘇油田在開采稠油時(shí),結(jié)合自身特點(diǎn),采用鋼質(zhì)空心抽油桿感應(yīng)加熱技術(shù)。該技術(shù)具有:所需設(shè)備簡(jiǎn)單,井下作業(yè)與維修方便;輸入功率可調(diào);便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制;沿程加熱均勻,不會(huì)產(chǎn)生局部過熱;熱效率高(在油管中心發(fā)熱);不怕停電停抽;延長作業(yè)周期;提高生產(chǎn)效率;對(duì)環(huán)境無污染;使用安全,管理方便;一次性投資較少,資金回收快[1]等特點(diǎn)。
根據(jù)目前國內(nèi)的供電模式,空心抽油桿感應(yīng)加熱系統(tǒng)采用的是工頻感應(yīng)加熱方式。為了三相用電平衡,工頻加熱電源將工頻三相交流電中的一相分別經(jīng)電抗器、電容器列相移相疊加到其它二相,再經(jīng)變壓器直接變成適于各種加熱要求的單相工頻交流電后連接加熱導(dǎo)體。因而工頻加熱電源成本高、體積大、笨重、效率低。
石油中頻感應(yīng)加熱電源采用IGBT作為逆變開關(guān)器件,與常用的工頻加熱電源相比,體積縮小40%、重量減輕50%。
2 中頻感應(yīng)加熱電源
中頻感應(yīng)加熱電源的電路結(jié)構(gòu)參見圖1。三相整流器將工頻三相交流電整流成直流電,經(jīng)濾波后,由全橋逆變器變換成頻率和占空比在一定范圍內(nèi)均連續(xù)可調(diào)的單相中頻交流電,再經(jīng)隔離變壓器輸出給加熱負(fù)載。全橋逆變器采用脈寬調(diào)制(PWM)零電壓開關(guān)電路,具有開關(guān)損耗低、電磁干擾小等優(yōu)點(diǎn)[2]。控制電路采用SG3524集成塊,調(diào)節(jié)⑨腳電壓以保證輸出信號(hào)的死區(qū)時(shí)聞。輸出信號(hào)的脈寬受石油溫度探測(cè)器調(diào)制.石油的溫度控制在45~7O℃。溫度過高易改變石油的化學(xué)特性.溫度過低會(huì)降低石油的流動(dòng)性。
3 IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路
3.1 IGBT柵極驅(qū)動(dòng)模塊的選用
IGBT柵極驅(qū)動(dòng)模塊EXB841、M57962L均可用于驅(qū)動(dòng)1200V 系列400A以內(nèi)的IGBT模塊,且具有過流檢顙j及保護(hù)功能。這兩種驅(qū)動(dòng)模塊短路保護(hù)情況下的輸出波形如圖2所示。EXB841內(nèi)部產(chǎn)生一5v負(fù)偏壓且不可調(diào);M57962L在外部利用穩(wěn)壓二極管產(chǎn)生一9v 負(fù)偏壓,關(guān)柵可靠性比EXB841高。另外M57962L的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(從出現(xiàn)過流到柵壓降至0V)為6.3μs,(參見圖2a);EXB841的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為16μs且關(guān)柵電壓不能降至一2v 以下,(參見圖2b),導(dǎo)致IGBT 炸管的危險(xiǎn)性比M57962L大。因此宜選用M57962L。
3.2 驅(qū)動(dòng)模塊外圍電路的改進(jìn)
IGBT在關(guān)斷時(shí).集電極.發(fā)射極之間產(chǎn)生的電壓上升率高達(dá)30000V/μs。過高的會(huì)產(chǎn)生較大的位移電流。并導(dǎo)致產(chǎn)生較大的集電極脈沖浪涌電流,很容易使IGBT發(fā)生動(dòng)態(tài)擎住現(xiàn)象。為了避免IGBT發(fā)生這種誤動(dòng)作,必須在IGBT柵極加負(fù)偏壓[3]。然而在實(shí)際應(yīng)用時(shí),以下兩種情況會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路負(fù)偏壓的消失:① 穩(wěn)壓二極管擊穿短路;② 驅(qū)動(dòng)電路失去+24V電源。
針對(duì)以上兩種情況,筆者在廠商推薦應(yīng)用電路的基礎(chǔ)上改進(jìn)了IGBT驅(qū)動(dòng)模塊M57962L的外圍電路,如圖3所示。在正常情況下.VZ4導(dǎo)通,M57962L⑧腳為高電位,VD1截止。VT2導(dǎo)通。VO1輸出端呈低阻態(tài)。如果穩(wěn)壓二極管VZ1或VZ3擊穿短路,則VZ4截止,VT1截止,VO1輸出端呈高阻態(tài)。如果驅(qū)動(dòng)電路失去+24V 電壓,則VO1輸入端無電流通過,VO1輸出端呈高阻態(tài)。
4 IGBT模塊與濾波電容的聯(lián)接
IGBT的輸入特性與MOSFET相類似。輸入阻抗高。如果驅(qū)動(dòng)電路失去電壓,則IGBT 的柵極失去負(fù)偏壓。對(duì)發(fā)射極呈高阻態(tài)。此時(shí),一旦有干擾竄至IGBT的柵極,則IGBT模塊的上、下兩管易同時(shí)導(dǎo)通。如果IGBT模塊直接與數(shù)千微法的濾波電容聯(lián)接,那么濾波電容儲(chǔ)存的能量會(huì)通過IGBT模塊的上、下管直接釋放,易導(dǎo)致IGBT模塊損壞。因此,感應(yīng)加熱電源在開機(jī)時(shí)先接通控制、驅(qū)動(dòng)電路的電源,后將IGBT模塊與濾波電容聯(lián)接。在關(guān)機(jī)時(shí)先將IGBT模塊與濾波電容斷開,后關(guān)斷控制、驅(qū)動(dòng)電路的電源。
5 試驗(yàn)情況及結(jié)論
石油中援感應(yīng)加熱電源自1997年6月在試采二廠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)至今,仍正常工作。電源功率為3588kw。石油中援感應(yīng)加熱電源不僅可以應(yīng)用于空心抽油桿感應(yīng)加熱系統(tǒng)。還可以應(yīng)用于復(fù)雜小斷塊油田的集輸管道中頻感應(yīng)電伴熱系統(tǒng),這對(duì)于降低集輸管道的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用有著重要意義。
參考文獻(xiàn)
[l] 劉介人.工頻集膚電熱開采高凝稠油的理論研究與實(shí)踐石油鉆采工藝1994,16(4):74~78
[2]關(guān)宇東,張群PWM 相位調(diào)制集成片MIA818及其應(yīng)用電力電子技術(shù)1995。29(2):21~25
[3] 張立,黃兩一.電力電子場(chǎng)控器件及其應(yīng)用北京:機(jī)械工業(yè)出版社。1996
標(biāo)簽:
中國傳動(dòng)網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動(dòng)網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動(dòng)網(wǎng)(m.u63ivq3.com)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用時(shí)須注明來源“中國傳動(dòng)網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。
產(chǎn)品新聞
更多>新品發(fā)布:CD300系列總線型伺服驅(qū)動(dòng)器
2024-10-31
2024-10-31
2024-10-31
新勢(shì)能 新期待|維智B1L直線伺服驅(qū)動(dòng)器
2024-10-31
纖薄之間,化繁為簡(jiǎn)|合信全新simple系...
2024-10-29
2024-10-18
推薦專題
更多>