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《2300v潛油電泵專用變頻器應(yīng)用分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2300V潛油電泵專用變頻器應(yīng)用分析摘要：本文介紹了潛油電泵傳統(tǒng)供電方式多種弊病之后，闡述了變頻供電方式優(yōu)越性，進(jìn)而給出了潛油電泵變頻器幾個特殊要求和解決辦法。風(fēng)光電子公司推出1140V潛油電泵變頻器并被油田認(rèn)可之后，現(xiàn)又研制成功了2300V潛油電泵專用變頻器?！ ∫?、引言 用現(xiàn)代高新技術(shù)改造現(xiàn)有油田采油設(shè)備是大勢所趨。用現(xiàn)代自控技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)來為油田潛油電泵（以下簡稱潛泵）提供理想電源是這種技術(shù)改造過程中一個重要組成部分。潛油電泵電壓等級多為1140V和2300V。潛泵按放平面以下1000
2、～3000米處，工作環(huán)境極度惡劣（高溫、強腐蝕等），傳統(tǒng)供電方式—全壓、工頻使它故障頻繁，運行成本大增。潛泵損壞后提到面上來修理，僅工程費一項就達(dá)5萬元，價值10萬元電纜平均提上放下5次就須更換，潛泵平均每10個月就須維修一次，維修費用約8萬元。傳統(tǒng)供電方式危害甚多。例如： *?潛泵全速運轉(zhuǎn)，當(dāng)井下液量不富余時，容易抽空，造成死井，一旦死井，則損失慘重?！ ??全壓、工頻工作啟動電流大，沖擊扭矩大，浪費了電，還對電機(jī)壽命有很大影響?！ ??油田供電電壓常有波動，使電機(jī)欠激勵或過激勵，電機(jī)被燒時有發(fā)生。
3、 *?幾千米井下電纜帶來了150V左右線路損耗，這部分損耗無法補償，影響了電機(jī)正常工作。 由上可看出，潛泵傳統(tǒng)供電方式必須改造，比較理想供電設(shè)備應(yīng)具備如下特性： ＊ 軟啟動 ?。≌{(diào)速方便，即變頻運行。啟動時間和運行速度能工況任意設(shè)置?！ 。〔皇芄╇婋妷翰▌佑绊?，并能補償電纜線路損耗?！ 。‰娎|上傳輸必須是正弦波，否則經(jīng)電纜反射，電壓脈沖疊加，容易燒毀電機(jī)?！ 。「鞣N保護(hù)功能齊全?！ 。】刂品奖?、操作簡單、顯示清楚?！ ★@而易見，滿足這些要求非變頻器莫屬，但市場上容易買到為風(fēng)機(jī)、水泵服務(wù)那些變
4、頻器不適合，電壓等級不符、輸出波形正弦、電纜損耗電壓無法補償。我公司受油田委托成功研制出了1140Ｖ、３０～１00KW潛泵專用變頻器系列?，F(xiàn)又承擔(dān)了2300V潛油電泵專用變頻器研制任務(wù)。 二、專用變頻器研制 潛泵雖有不同電壓等級，但線運行多為1140V和2300V。業(yè)內(nèi)有用380V級變頻器配合特制升壓變壓器報導(dǎo)，本文認(rèn)為這種高一低一高方案有先天不足，讓升、降壓變壓器工作低頻下是很困難，變壓器加入又增加了產(chǎn)品成本,現(xiàn)IGBT器件耐壓已經(jīng)較高,3000V以下變頻器沒有必要求助于變壓器,本公司1140V潛油
5、電泵已幾個油田正常運轉(zhuǎn),效果很好。本文主要介紹2300V潛油電泵專用變頻器性能和研制情況?！ ≡撟冾l器技術(shù)指標(biāo)為： 三相輸入：2300V、50Hz 三相輸出：額定電壓為2300V，容量110kW 頻率范圍：2HZ～50HZ連續(xù)可調(diào) 電纜上電壓損耗能夠到合適補償?！ ≥敵霾ㄐ危赫摇 】刂乒δ堋⒈Ｗo(hù)功能同于普通變頻器。 本文僅對該變頻系統(tǒng)技術(shù)特點簡述如下：（與380V級通用變頻器相同部分不再贅述）?！ ?、主電路與功率器件選擇 PWM電壓型380V級變頻器中，一般采用兩電平電路。若用兩電平電路實
6、現(xiàn)2300V輸出勢必要用昂貴高壓管，降低對功率器件耐壓要求和降低輸出電壓諧波成分，本設(shè)計采用三電平電路。主電路原理圖如圖1．所示其中主電路部分采用三電平電路或稱中心點鉗位(NeturalPointClamped—Npc)方式,它能輸出較高電壓，能降低輸出諧波和電壓變化率（dv/dt），良好波形正是本設(shè)計目標(biāo)之一。圖中功率開關(guān)器件選用西門子雙單元IGBT模塊（1700V、200A），整流后由兩組大電容器相串聯(lián)組成濾波器，兩組電容器連接點即本電路中心點（三電平中間電平）。用三電平電路結(jié)構(gòu)、3300VIGBT模
7、塊正好可以實現(xiàn)2.3KV逆變輸出，但我們熟悉供應(yīng)商3300VIGBT模塊無現(xiàn)貨，只可預(yù)定，任務(wù)緊，只好用1700V雙單元模塊串聯(lián)當(dāng)一個單元來用了，這樣成本還會低些，正好借此機(jī)會研究一下器件串聯(lián)動態(tài)均壓問題，圖1．中IGBT符號是雙單元串聯(lián)簡化表示。IGBT功率器件直接串聯(lián)主要解決均壓問題，穩(wěn)態(tài)均壓比較容易，相串兩支管子是同一模塊內(nèi)器件，制造工藝和環(huán)境溫度都基本相同，不必采取過多措施，應(yīng)把主要精力放動態(tài)均壓上。實驗篩選，本設(shè)計采用均壓電路如圖2.所示均壓電路由電阻R1、R2、電容C、二極管D組成。電阻R1起
8、到靜態(tài)均壓作用，R2、C、D與普通緩沖電路形式相同，這里主要目是起動態(tài)均壓作用。 均壓過程主由電容C完成。串聯(lián)兩只IGBT，開關(guān)速度不會完全一致，而會稍有差別。電容C上電壓靜態(tài)情況下數(shù)值相同，開關(guān)過程中，電容上電壓不能突變，強迫兩只IGBT上壓降不會發(fā)生跳變。開關(guān)過程中兩只IGBT中電流不一致所造成影響由電容C充放電補償?！ ∮蓜討B(tài)均壓過程可知，兩只IGBT開關(guān)性能一致性越好，均壓效果越好；電容C數(shù)值越大，均壓效果越好。但過
