[发明专利]原油电脱水节能大功率脉冲电源及其产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高频高压大功率脉冲电源，尤其是一种原油电脱水大功率脉冲电源及其产生方法。

背景技术

研究表明，高频高压大功率脉冲电源在石油化工领域(如电破乳、溶剂萃取、油水分离等生产工艺)中具有很好的应用前景。但是到目前为止，现有技术生产制造的可调频、调幅、调脉宽、节能的高频高压大功率脉冲电源还存在较多的技术问题，因此目前高频高压大功率脉冲电源在石化行业中还没有应用实例。

中国专利(申请号200610008306.7)提出了一种“高频高压脉冲电源和高频高压电脉冲的产生方法”，是一种通过“交-直-脉冲叠加升压”产生高频高压脉冲(High Voltage High Frequency Pulse，简称HVHFP)电源的技术方案，将这种HVHFP电源经高压防爆接口及高压绝缘棒引入高频电脱水器电极板上，可在电脱水器内形成高频脉冲电场进行脱水。实际应用表明，现有技术这种HVHFP电源的技术方案还需要进一步完善，主要体现在：

(1)由于脉冲波形存在拖尾现象，很难达到理想的脉冲脱水效果，脉冲波形的上升和下降沿陡度差，使得在脱水过程中能量急聚性差；

(2)在整流部分之前的环节，由于使用了工频变压器，使得整个系统耗能非常大，仍存在一定的节能空间，同时由于工频变压器的使用，使得整个装置的体积较大；

(3)电压调节精度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种原油电脱水大功率脉冲电源及其产生方法，在具备可调频、调幅、调脉宽的同时，具有输出脉冲波形良好、节能和体积小等特点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种原油电脱水大功率脉冲电源，包括：

低压直流电源装置，用于对低压交流电进行整流滤波处理，输出幅值经过调整的低压直流电源；

大功率逆变装置，与所述低压直流电源装置连接，用于对所述低压直流电源进行逆变处理，通过占空比调制输出幅值经过调整的双极性低压脉冲电源；

脉冲变压器装置，与所述大功率逆变装置连接，用于对所述双极性低压脉冲电源进行升压和整流滤波处理，输出高压直流电源；

脉冲开关装置，与所述脉冲变压器装置连接，用于对高压直流电源进行处理，向负载输出频率经过调整的高压高频脉冲电源；

检测装置，用于监测所述脉冲开关装置输出高压高频脉冲电源的电流和电压，获取输出参数；

控制装置，分别与所述低压直流电源装置、大功率逆变装置、脉冲开关装置和检测装置连接，用于根据所述输出参数调节所述低压直流电源的幅值、所述双极性低压脉冲电源的幅值和所述高压高频脉冲电源的频率；

所述脉冲开关装置包括与负载串联的第一脉冲开关组和与负载并联的第二脉冲开关组，每个脉冲开关组包括数个串联连接的脉冲开关，形成互补结构的第一脉冲开关组和第二脉冲开关组与控制装置连接，由所述控制装置控制一个脉冲开关组接通时另外一个脉冲开关组断开。

所述大功率逆变装置包括逆变电路和逆变驱动电路，所述逆变电路的输入端与低压直流电源装置连接，输出端与脉冲变压器装置连接，控制端通过逆变驱动电路与控制装置连接，所述逆变电路用于对所述低压直流电源进行逆变处理获得双极性低压脉冲电源，并根据控制装置输出的控制信号调整所述双极性低压脉冲电源的占空比，通过调整双极性低压脉冲电源的脉冲宽度输出幅值经过调整的双极性低压脉冲电源。

所述脉冲变压器装置包括N个大功率脉冲变压器和N个脉冲整流滤波电路，对所述双极性低压脉冲电源进行升压处理的N个大功率脉冲变压器的原边并联，并与所述大功率逆变装置连接，N个大功率脉冲变压器的副边分别与N个脉冲整流滤波电路的输入端连接，进行整流滤波处理的N个脉冲整流滤波电路的输出端依次串联，N个脉冲整流滤波电路中的第一整流滤波电路的正输出端和第N整流滤波电路的负输出端与所述脉冲开关装置连接，其中N为正整数。

所述第一脉冲开关组和第二脉冲开关组分别包括数个串联连接的脉冲开关，每个脉冲开关与驱动单元连接，所述驱动单元通过控制接口与所述控制装置连接，所述驱动单元为控制脉冲驱动变压器或光纤驱动模块。

在上述技术方案基础上，所述控制装置包括：

参数采集模块，与所述检测装置连接，用于从检测装置接收输出参数；

低压直流电源控制模块，与所述低压直流电源装置连接，通过控制可控硅触发角调节所述低压直流电源的幅值；

脉冲宽度调制模块，与所述大功率逆变装置连接，通过脉冲宽度调制方式调节所述双极性低压脉冲电源的幅值；