TP受到控制后导通，负向电力电子开关组TN关断，负向电力电子开关组DN自然 导通，正向电力电子开关组DP自然关断，控制器按照控制本实施例中的正半周脉冲生成方 法发出正向脉冲。其产生的波形如图3中V 3的正半周部分所示。当交流电源V 2负半周期 来到时，负向电力电子开关组TN受到控制后导通，长相电力电子开关组TP关断，负向电力 电子开关组DN自然关断，正向电力电子开关组DP自然导通。控制器按照本实施例中的负 半周脉冲的的生成方法发出负向脉冲，产生的波形如图3中V 3的负半周所示。这样，就可 在电脱水罐的正电极板和负电极板之间得到所期望的正半周脉冲和负半周脉冲。通过本实 施例的步骤方法就可以在正电极板和负电极板之间形成如图3所示的原油电脱水高压交 流的正弦脉冲电场。本实施例中，C为常数，以电流为反馈量，对I cini进行闭环控制。控制器 实时处理电流互感器的采样信息，对当前脉冲宽度状态下的电流瞬时值进行判断：当电流 瞬时值超过设定电流阈值时，则封锁当前脉冲，停止对电极板两端继续施加电压，防止电脱 水罐内部发生短路。其产生的波形同样如图3的V 3所示。为了保证脉冲的连续性，封锁当 前脉冲并不会影响下一脉冲的产生，下一脉冲上升沿与上一脉冲下降沿时间间隔长度固 走为t 〇ffi O
[0054] 实施例3 :
[0055] 如图1_7、9所示，图9示出了本发明的基于PffM的正弦脉冲原油电脱水电源正弦 脉冲电源产生方法的原理图。在本附图中示出了本发明的基于PWM的正弦脉冲原油电脱水 电源的产生方法的一优选实施例的原理图，本方法包括如下步骤：
[0056] 步骤A，通过升压变压器1对工频电源进行升压变换，输出交流电源；
[0057] 步骤B，电流互感器4进行采样；
[0058] 步骤C，控制器5通过对电流互感器4采集到的电流信息与电流阈值进行对比判 断；控制器5实时处理电流互感器4采样信息，并对当前脉冲宽度状态下的电源瞬时值进行 判断，如电源瞬时值超过设定的电流阈值，则封锁当前脉冲。在本步骤中，所述控制器5发 送的初始脉冲为窄脉冲，且占空比随着负载的变化实时更新。步骤D，控制器5发送脉冲至 正向电力电子开关组2、负向电力电子开关组3 ;在步骤D中，当交流电源V2处于正半波时， 所述控制器5发送固定频率至正向电力电子开关组2的门极，控制正向电力电子开关组2 以所设计的频率开通关断；当交流电源V2处于负半波时，控制器5发送所设计的频率至负 向电力电子开关组3的门极，控制负向电力电子开关组3以固定频率开通关断。当交流电 源V2处于正半波时，所述控制器5发送脉冲关断时间固定但脉冲宽度不固定的脉冲至正向 电力电子开关组2的门极，控制正向电力电子开关组2开通关断；当交流电源V2处于负半 波时，所述控制器5发送脉冲关断时间固定但脉冲宽度不固定的脉冲至负向电力电子开关 组3的门极，控制负向电力电子开关组3的开通关断。通过上述步骤，利用控制器控制器5 控制正向电力电子开关组2、负向电力电子开关组3向负载8输出频率经过调整的脉冲电 源，实现对负载8进行供电。
[0059] 实施例4 :
[0060] 如图8示出了本发明的本发明的按照本发明的基于PffM的正弦脉冲原油电脱水电 源另一优选实施例的工作原理图。在本实施例中，工频电源采用的是三相交流电源；所述三 相交流电源通过升压变压器1对所述三相交流电源进行升压处理。具体是，所述升压变压 器为三相交流变压器，所述三相交流变压器的低压侧1. 1与所述三相交流电源连接，所述 三相交流变压器高压侧1. 2与正向电力电子开关组2连接，正向电力电子开关组2与负向 电力电子开关组3连接。进一步的负向电力电子开关组3通过三个正电极板和三个负电极 板与负载8连接。在本实施例中，负载8为电脱水罐。在本实施例中，为了适应三相交流电 源的负载工作平衡情况，需要三套正向电力电子开关组2、三套负向电力电子开关组3共同 工作实现对所述电脱水罐进行供电工作。
[0061] 以上所述仅是本发明的优选实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依 据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发 明技术方案的范围内。例如，构成正向电力电子开关组和负向电力电子开关组中双极型三 极管的数量等。
[0062] 阅读了本说明书后，本领域技术人员不难看出，本发明由现有技术的结合构成，这 些构成本发明的各部分的现有技术有些在此给予了详细描述，有些则出于说明书简明考虑 并未事无巨细地赘述，但本领域技术人员阅读了说明书后便知所云。而且本领域技术人员 也不难看出，为构成本发明而对这些现有技术的结合是饱含大量创造性劳动，是发明人多 年理论分析和大量实验的结晶。本领域技术人员同样可以从说明书中看出，这里所披露的 每个技术方案以及各个特征的任意组合都属于本发明的一部分。
【主权项】
1. 一种基于PWM的正弦脉冲原油电脱水电源，其特征在于，包括： 升压变压器，其用于将工频电源或高频电源进行升压； 正向电力电子开关组，其一方面与交流电源V2连接，另一方面与负向电力电子开关组 连接，并用于向负载输出频率经过调整的高压脉冲电源； 负向电力电子开关组，其一方面同时与所述正向电力电子开关组和交流电源V2连接， 另一方面与测量控制装置连接，用于向负载输出频率经过调整的高压脉冲电源； 电流互感器，其一端与系统控制器连接，另一端与正向电力电子开关组或负向电力电 子开关组连接，用于对正向电力电子开关组和负向电子开关产生的电流进行采样； 测量控制装置，分别与正向电力电子开关组、负向电力电子开关组、电流互感器、负载 连接，用于根据电流互感器的采样信息，对当前脉冲宽度状态下的电流瞬时值进行判断，并 根据电流瞬时值与电流阈值之间的对比来控制脉冲的开通关断。2. 如权利要求1所述的基于PffM的正弦脉冲原油电脱水电源，其特征在于：所述测量 控制装置包括系统控制器，所述系统控制器分别与正向电力电子开关组、负向电力电子开 关组的门极相连接，一方面，当V2处于正半波时，用于向正向电力电子开关组的门极发送 固定频率脉冲并控制正向电力电子开关组以固定频率开通关断；另一方面，当V2处于负半 波时，用于向负向电力电子开关组的门极发送固定频率脉冲，并控制负向电力电子开关组， 以固定频率开通关断。3. 如权利要求1或2所述的基于PffM的正弦脉冲原油电脱水电源，其特征在于：所述正 向电力电子开关组TP为正向耐高压电力电子开关组，且其由N个电力电子开关管(如IGBT 等）按顺序串联组成。4. 如权利要求1或2所述的基于PffM的正弦脉冲原油电脱水电源，其特征在于：所述负 向电力电子开关组TN为负向耐高压电力电子开关组，且其由N个电力电子开关管(如IGBT 等）按顺序串联组成。5. 如权利要求4所述的基于PffM的正弦脉冲原油电脱水电源，其特征在于：所述负载 同时通过正电极板、负电极板与负向电力电子开关组连接，或通过正电极板、负电极板分别 与正向电力电子开关组、负向电力电子开关组连接。6. -种基于PffM的正弦脉冲原油电脱水电源的产生方法，包括 步骤A，通过升压变压器对工频电源进行升压变换，输出高压交流电源； 步骤B，通过电流互感器进行采样； 步骤C，利用控制器将通过电流互感器采集到的电流信息与电流阈值进行对比判断； 步骤D，通过控制器发送脉冲至正向电力电子开关组和负向电力电子开关组； 步骤E，经正向电力电子开关组、负向电力电子开关组向负载输出频率经过调整的脉 冲电源。7. 如权利要求6所述的基于PffM的正弦脉冲原油电脱水电源的产生方法，其特征在于： 在步骤C中，控制器通过实时处理电流互感器采样信息，对当前脉冲宽度状态下的电源瞬 时值进行判断，如电源瞬时值超过设定的电流阈值，则封锁当前脉冲。8. 如权利要求6所述的基于PffM的正弦脉冲原油电脱水电源的产生方法，其特征在 于：在步骤D中，当交流电源V2处于正半波时，所述控制器发送固定频率至正向电力电子开 关组的门极，控制正向电力电子开关组以固定的频率开通关断；当交流电源V2处于负半波 时，控制器发送频率固定的脉冲至负向电力电子开关组的门极，控制负向电力电子开关组 以固定频率开通关断。
【专利摘要】本发明涉及一种基于PWM的正弦脉冲原油电脱水电源及其产生方法。所述电脱水电源包括升压变压器、正向电力电子开关组、负向电力电子开关组及测量控制装置。所述测量控制装置分别与正向电力电子开关组、负向电力电子开关组、电流互感器、负载连接，用于根据电流互感器的采样信息，对当前脉冲宽度状态下的电流瞬时值进行判断，将电流瞬时值与电流阈值进行对比控制脉冲的开通关断，实现对负载进行供电，该基于PWM的正弦脉冲原油电脱水电源同时具有交流、直流和脉冲电场的特点，结构简单，成本低廉，控制容易且性价比较高。
【IPC分类】H02H7/10, H02H3/08, H02M9/06
【公开号】CN105048856
【申请号】CN201510337222
【发明人】梁志珊, 侯翟
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月17日