专利名称：注水泵中压变频器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变频器，尤其油田注水领域所用的注水泵中压变频器。
背景技术：
油田注水领域的注水泵是注水过程中必用的设备，一般需要2240KW功率的变频器进行调速才能完成注水作业。而目前市场上的变频器电压能达到6000V或10KV，采用抽屉式安装方式，全部安装在一台非标功率柜内，由一台大功率风机强迫风冷，通风效果差，功率和电压的扩展性不好；而且变频器与变压器是并排放置，二者要求的温度不一样，使得散热设计不能达到最佳，散热效果也不好，加之变频器由于大多采用的IGBT器件功率较小，使得变频器的功率只能达到1000KW左右，无法满足注水泵需要的变频器的功率要求，影响注水效果。
发明内容
为了克服现有的变频器功率无法满足注水泵要求的不足，本发明提供一种注水泵中压变频器，该变频器的功率能达到注水泵的要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该注水泵中压变频器由功率柜、进出线柜及控制柜组成，功率柜内横径向分别有若干功率单元；控制柜由可编程逻辑控制器、智能触摸操作屏、I/O接口板、若干光钎子板对应于功率单元组成。
上述的功率柜内横径向分别有六排、三层功率单元，光钎子板有六块，功率单元由整流桥、中间直流滤波及逆变桥、单元控制板组成，整流桥由三相快速熔断器、三相过压保护装置、三相整流桥及均压电路组成，中间直流滤波由预充电电路、中间直流滤波器组成，逆变桥由两个功率高的IGBT智能模块组成。
本发明的有益效果是由于该变频器的功率柜采用并联，保证了每个功率单元的进风温度一致，且每台功率柜由一台离心风机抽风，通风量大；况且变频器和变压器分两排放置，之间用电缆相连，使得变压器允许的温度较高，变频器允许的温度较低，散热可以分开设计，达到的散热效果好。
下面结合附图对本发明进一步说明附图1是本发明的主回路图；附图2是本发明的外部结构图；附图3是附图2中的功率单元原理示意图；附图4是附图2的控制柜原理示意图。
附图中1-整流变压器，2-绕组，3-变频器，4-功率单元，5-三相快速熔断器，6-三相整流桥，7-三相过压保护装置，8-均压电路，9-预充电电路，10-中间直流滤波器，11-逆变环节，12-单元控制板，13-电源变换单元，14-光钎子板，15-功率柜，16-进出线柜，17-控制柜，18-主控板，A-整流桥，B-中间直流滤波，C-逆变桥，E-端子，F-端子，PLC-可编程逻辑控制器，PMU-智能触摸操作屏。
具体实施例方式参照附图1，该变频器由6000V电网给两台整流变压器1供电，每台整流变压器1有9个二次绕组2，每个二次绕组2给一个H桥低压变频器3供电，6个低压变频器3串联驱动电机一组。
参照附图2所示，变频器由功率柜1、进出线柜2及控制柜3组成，功率柜1放置上中下三层功率单元4，每层有横向六排功率单元4，输出方式为串联连接；参照附图3所示，而每个功率单元4由整流桥A、中间直流滤波B及逆变桥C、单元控制板D组成，其中整流桥A由三相快速熔断器5、三相过压保护装置7、三相整流桥6及均压电路8组成，用于保护功率单元4过流和避免事故扩大及功率单元4过压和变压器1分合闸引起的交流过压，同时将三相50Hz、600V交流电整流成直流电，保证直流电压的平衡；中间直流滤波B由预充电电路9、中间直流滤波器10组成，用于在上电时，保证较小的充电电流可以延长整流桥A和中间滤波电容的寿命，完成整流和逆变的解耦以及滤波储能功能；逆变桥C由两个功率高的IGBT智能模块组成，完成将直流电逆变成频率在0～50Hz可调，0～600V可调的单相交流电；单元控制板D完成IGBT触发脉冲的转换以及功率单元4的过压欠压保护，电源变换单元13可将功率单元4的交流进线600V电源转换为单元控制板12用的直流24V电源。
实际使用时，三相交流电通过电缆连接到功率单元4的U、V、W上，通过快速熔断器5给三相整流桥6供电，三相过压保护装置7用于保护功率单元4过压和变压器1分合闸引起的交流过压，三相整流桥6用于将50Hz、600V交流电整流成850V直流电，直流电通过均压电路8保证了平衡，直流电通过预充电电路9给中间直流滤波器10充电，电压充满后即可，然后中间直流滤波器10给逆变桥C模块中的逆变环节11供电，逆变环节11将850V直流电逆变成频率0～50Hz可调，平均电压0～600V可调的单相交流电给端子(E，F)；最后通过与其它5个功率单元4串联，6个功率单元4串联给电机供电。
参照附图4所示，控制柜17由可编程逻辑控制器PLC、智能触摸操作屏PMU、I/O接口板、6个光钎子板14对应于功率单元4组成，智能触摸操作屏PMU是人机对话的终端，操作人员可以通过其面板实现对系统的运行、停车进行控制，并能输入电机及变频器3的参数及得到电机运行状态的反馈以及故障报警时显示；可编程逻辑控制器PLC是系统的指令中心，同时也是数据处理和交换的中心，可以事先按照设计要求编程以实现相应功能，可将从智能触摸操作屏PMU发出的命令传送给主控板18，再把主控板18得到的电机及变频器3运行状态的信息传送给面板显示。
大庆油田在注水作业时，每天注水量在8000m3，单耗5.7kwh/m3，很不经济，使用该变频器在大庆油田应用后，在注水量8000m3情况下，注水泵单耗降低到0.5kwh/m3，节电量在4000kwh，实现了该变频器能满足注水泵需要的功率要求，注水效果良好。
权利要求
1.一种涉及油田注水领域所用的注水泵中压变频器，由功率柜(15)、进出线柜(16)及控制柜(17)组成，其特征是功率柜(15)内横径向分别有若干功率单元(4)；控制柜(17)由可编程逻辑控制器(PLC)、智能触摸操作屏(PMU)、I/O接口板、若干光钎子板(14)对应于功率单元(4)组成。
2.根据权利要求1所述的注水泵中压变频器，其特征是功率柜(15)内横径向分别有六排、三层功率单元(4)。
3.根据权利要求1所述的注水泵中压变频器，其特征是光钎子板(14)有六块。
4.根据权利要求1、2所述的注水泵中压变频器，其特征是功率单元(4)由整流桥(A)、中间直流滤波(B)及逆变桥(C)、单元控制板(12)组成。
5.根据权利要求4所述的注水泵中压变频器，其特征是整流桥(A)由三相快速熔断器(5)、三相过压保护装置(7)、三相整流桥(6)及均压电路(8)组成。
6.根据权利要求4所述的注水泵中压变频器，其特征是中间直流滤波(B)由预充电电路(9)、中间直流滤波器(10)组成。
7.根据权利要求4所述的注水泵中压变频器，其特征是逆变桥(C)由两个功率高的IGBT智能模块组成。
全文摘要
一种涉及油田注水领域所用的注水泵中压变频器。解决了现有的变频器功率无法满足注水泵要求的问题。其特征是功率柜(15)内横径向分别有若干功率单元(4)；控制柜(17)由可编程逻辑控制器(PLC)、智能触摸操作屏(PMU)、I/O接口板、若干光钎子板(14)对应于功率单元(4)组成。具有通风量大的特点；可将变压器、变频器允许的温度分开设计，达到的散热效果好，适合推广使用。
文档编号H02M7/00GK1501571SQ0214898
公开日2004年6月2日 申请日期2002年11月18日 优先权日2002年11月18日
发明者王瑞泉, 杜国民, 刘合, 刘东升, 韩志国, 杨德芹, 袁国英, 崔惠丽, 丁波, 李佑勋 申请人:大庆油田有限责任公司