矩形波交流原油脱水电源制造技术

本实用新型专利技术提供了一种矩形波交流原油脱水电源，该电源由主电路１、控制电路６和优化控制电路９串联而成。主电路１中全桥不可控整流滤波电路２、调压电路３、矩形波生成电路４和中频变压器５依次串联。控制电路６包括以ＴＬ４９４脉宽调制芯片为核心的调压控制电路７和基于ＳＧ３５２５脉宽调制芯片的矩形波生成控制电路８，负责控制调压电路３和矩形波生成电路４中ＩＧＢＴ器件的开断，实现电源输出电压、频率、占空比的调节。优化控制电路９由工控触摸屏１０和ＰＬＣ控制电路１１串联而成，工控触摸屏１０作为人机接口，将用户输入的参数或配方数据传输到ＰＬＣ，并根据ＰＬＣ提供的信号实时显示电源运行信息。ＰＬＣ控制电路１１负责接受外部电路输入信息并由软件进行处理，输出电压控制信号到调压控制电路７和频率、脉宽控制信号到矩形波生成控制电路８。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种对原油乳化液进行电破乳脱水的电源装置，尤其适用于高含水原油 和老化油乳化液的破乳脱水。
技术介绍
现阶段大多数油田采用传统的直流电脱水、工频交流电脱水、交一直流复合方式电脱水 等方法进行原油乳化液的破乳脱水。这些方法都是利用电场力产生的偶极聚结、振荡聚结等 作用破坏乳化液油水界面膜的稳定性，使其破裂，促进水颗粒凝聚成为大水滴，使水从原油 中沉降下来，实现油水分离。但是常规脱水电源产生的电场对油水界面膜的冲击作用弱，并 且无法根据进入脱水器的原油乳化液的物性条件进行自动调节，尤其在处理高含水原油或老 化油时容易出现"跨电场"现象，影响脱水生产的正常进行。
技术实现思路
为了克服常规脱水电源存在的破乳作用弱、自适应能力差以及处理高含水原油和老化油 脱水时电场不稳定等问题，本技术的目的是提供一种矩形波交流原油脱水电源。该电源 输出矩形波脉冲，所产生的电场加强对原油乳化液油水界面膜的破坏作用，并且其输出的电 压、频率和占空比可以根据实际乳化液的状况自动调节，能够有效克服"跨电场"现象。本技术的目的是通过以下技术措施实现电源整体由主电路、控制电路和优化控制电路串联而成。主电路由全桥不可控整流滤波 电路、调压电路、矩形波生成电路和中频变压器依次串联而成。控制电路由调压控制电路和 矩形波生成控制电路两部分组成。优化控制电路由工控触摸屏和PLC控制电路串联而成。主电路中全桥不可控整流滤波电路由整流二极管VD厂VD4和滤波电容C。组成，负责将输入 220V/50Hz交流电转换为直流电并减小直流电中的交流纹波，使得C。上的电压稳定在310V左 右。调压电路由半桥逆变电路、变压器和全波整流滤波电路串联而成，负责将全桥不可控整 流滤波电路输出的直流变换成大小可调的直流电压。矩形波生成电路将调压电路输出的直流 电转换为频率和占空比连续可调的矩形波交流电输出到中频变压器，中频变压器将矩形波生成电路输出的矩形波交流电升压后输出到电脱水器。控制电路中调压控制电路是以TL494脉宽调制芯片为核心的PWM控制电路，该电路根据PLC控制电路输入的调压信号，由PBH周压电路输出控制信号，经过电压信号驱动电路隔离放大后控制半桥逆变电路中IGBT器件的开断，实现电源输出电压的连续可调，电压保护电路提供过压和欠压保护功能。基于SG3525脉宽调制芯片的矩形波生成控制电路根据PLC控制电路输入的频率与占空比调节信号，由PWM频率和脉宽控制电路输出控制信号，经过频率和脉3宽控制驱动电路隔离放大后，控制矩形波生成电路中IGBT器件的开断，实现电源输出频率与 占空比的调节，矩形波生成保护电路提供对矩形波生成电路的保护。优化控制中工控触摸屏接受用户输入的电源电压、频率和占空比运行参数，并将用户输 入的数据传输到PLC控制电路进行处理，同时实时显示电源运行信息。PLC控制电路由CPU 226 模块、2块EM235模块和EM232模块串联而成，EM235模块接受电压控制电路输入的电压和电 流反馈信号，并输出电压控制信号到P麵调压电路，EM232模块负责输出频率和脉宽控制信 号到P丽频率和脉宽控制电路。本技术的有益效果是，可以根据实际原油乳化液物性条件自动调节输出矩形波脉冲 的电压、频率和占空比，使电源输出的高频脉冲波产生最强的破乳效果，并克服了高含水原 油和老化油脱水时的"跨电场"现象。附图说明图1是依据本技术所提出的矩形波交流原油脱水电源的整体结构框图； 图2是依据本技术所提出的矩形波交流原油脱水电源的主电路原理图； 图3是依据本技术所提出的矩形波交流原油脱水电源的控制电路和优化控制电路。其中，1、主电路，2、全桥不可控整流滤波电路，3、调压电路，4、矩形波生成电路，5、 中频变压器，6、控制电路，7、调压控制电路，8、矩形波生成控制电路，9、优化控制电路， 10、工控触摸屏，11、 PLC控制电路，12、半桥逆变电路，13、变压器，14、全波整流滤波 电路，15、检测反馈电路，16、 CPU226模块，17、 EM235模块，18、 EM235模块，19、 EM232 模块，20、频率和脉宽控制驱动电路，21、矩形波生成保护电路，22、 P丽频率和脉宽控制 电路，23、电压信号驱动电路，24、调压保护电路，25、 P丽调压电路。具体实施方式以下结合附图来描述本技术的具体结构。在图1中，本技术矩形波交流原油脱水电源由主电路1、控制电路6和优化控制电 路9串联而成。主电路l由全桥不可控整流滤波电路2、调压电路3、矩形波生成电路4和中 频变压器5依次串联而成。控制电路6由调压控制电路7和矩形波生成控制电路8两部分组 成。优化控制电路9由工控触摸屏10和PLC控制电路11串联而成。主电路1中，电源工作 时，220V/50Hz交流电输入全桥不可控整流滤波电路2，经过调压电路3后，输出稳定可调的 直流电到矩形波生成电路4，矩形波生成电路4将直流电转换为矩形波脉冲交流电，经过中 频变压器5升压后输出到负载。控制电路6中，调压控制电路7是以TL494为核心的脉宽调 制(Pmi)控制电路，该电路根据优化控制电路9中PLC控制电路11输入的调压信号，输出 P麵控制信号到调压电路3，实现电源输出电压的连续调节。基于SG3525脉宽调制芯片的矩 形波生成控制电路8根据PLC控制电路11输入的频率和占空比调节信号，输出PWM控制信号到矩形波生成电路4，实现电源输出频率和占空比的调节。优化控制电路9中，工控触摸屏 10接受用户设置的电源电压、频率和占空比，并将用户输入的数据传输到PLC控制电路11 进行处理，同时实时显示PLC控制电路11提供的电源运行信息。PLC控制电路11处理后的 电压控制信号输出到调压控制电路7，频率和占空比调节信号输出到矩形波生成控制电路8。 在图2中，全桥不可控整流滤波电路2由整流二极管VD,-VD4和滤波电容C。组成，负责将 输入220V/50Hz交流电转换为直流电并减小直流电中的交流纹波，使得C。上的电压稳定在 310V左右。调压电路3是由半桥逆变电路12、变压器13和全波整流滤波电路14依次串联而 成，负责将整流滤波电路2输出的直流电变换成大小可调的直流电压。Vr"V4组成的矩形波生 成电路4将调压电路3输出的直流电转换为频率和占空比连续可调的矩形波交流电。转换后 的交流电输出到T，即中频变压器5，中频变压器5将矩形波生成电路4输出的矩形波交流电 升压后输出到电脱水器。检测反馈电路15包括电流反馈和电压反馈两部分，电流反馈使用分 流器FL将输出电流变换成模拟电压Vt信号输出；电压反馈中，电阻R2和R3串联后，电压反 馈信号VR由R3电阻上的分压得到。在图3中，工控触摸屏10型号为MT4500T，工控触摸屏10与PLC的CPU 226模块16通 过USB/PPI电缆通讯。PLC控制电路11中，EM235模块17和EM235模块18接受电压控制电 路7输入的电压和电流反馈信号，并输出电压控制信号到P丽调压电路25;调压保护电路24 提供调压电路3的过压和欠压保护功能；电压信号驱动电路23将PWM调压电路25输出的信 号隔离放大后控制半桥逆变电路12中的IGBT器件。EM232模块19负责输出频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矩形波交流原油脱水电源，由主电路（１）、控制电路（６）和优化控制电路（９）串联而成，其特征是：主电路（１）由全桥不可控整流滤波电路（２）、调压电路（３）、矩形波生成电路（４）和中频变压器（５）依次串联而成；控制电路（６）由调压控制电路（７）和矩形波生成控制电路（８）两部分组成；优化控制电路（９）由工控触摸屏（１０）和ＰＬＣ控制电路（１１）串联而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛俊邦，赵磊，刘倩倩，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]