摘要：介紹了一種新型石油感應(yīng)加熱電源赎懦，討論了一些經(jīng)過改進(jìn)的IGBT應(yīng)用方法挖藏。試驗(yàn)表明把介，改進(jìn)后的電源高效勤讽、可靠。
關(guān)鍵詞：石油感應(yīng)拗踢；加熱逆變器脚牍；絕緣擁雙極晶體管

Applcation of IGBT in the Power Supply for Induction Heating Petroleum

Abstract：This paper introduces a new power supply for induction beating petroleum．a(chǎn)nd discusses a few modified applcation methods of IGBT The experiment shows the modified power supply can operate efficlendy and teliabty。
Keywords：petroleum 巢墅； duetton heatingiinverter碗品；IGBT
1 引言
　　為了開采含膠質(zhì)瀝青、含蠟和凝固點(diǎn)高的“三高”稠油美卒，油田通常采用蒸氣吞吐芽嗓、化學(xué)降粘和熱水射流伴進(jìn)等方法進(jìn)行開采，這些方法存在投資高、不便管理等缺點(diǎn)班卖。目前随象，江蘇油田在開采稠油時(shí)，結(jié)合自身特點(diǎn)呆纤，采用鋼質(zhì)空心抽油桿感應(yīng)加熱技術(shù)聪蔬。該技術(shù)具有：所需設(shè)備簡(jiǎn)單，井下作業(yè)與維修方便屯片；輸入功率可調(diào)无价；便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；沿程加熱均勻床重，不會(huì)產(chǎn)生局部過熱琳柱；熱效率高（在油管中心發(fā)熱）；不怕停電停抽拙徽；延長(zhǎng)作業(yè)周期刨沦；提高生產(chǎn)效率；對(duì)環(huán)境無污染斋攀；使用安全已卷，管理方便；一次性投資較少淳蔼，資金回收快[1]等特點(diǎn)。
　　根據(jù)目前國(guó)內(nèi)的供電模式裁眯，空心抽油桿感應(yīng)加熱系統(tǒng)采用的是工頻感應(yīng)加熱方式鹉梨。為了三相用電平衡，工頻加熱電源將工頻三相交流電中的一相分別經(jīng)電抗器穿稳、電容器列相移相疊加到其它二相存皂，再經(jīng)變壓器直接變成適于各種加熱要求的單相工頻交流電后連接加熱導(dǎo)體。因而工頻加熱電源成本高逢艘、體積大旦袋、笨重、效率低它改。
　　石油中頻感應(yīng)加熱電源采用IGBT作為逆變開關(guān)器件物轮，與常用的工頻加熱電源相比，體積縮小4O％引苇、重量減輕50％怖征。
2 中頻感應(yīng)加熱電源
　　中頻感應(yīng)加熱電源的電路結(jié)構(gòu)參見圖1。三相整流器將工頻三相交流電整流成直流電牌鹊，經(jīng)濾波后视以，由全橋逆變器變換成頻率和占空比在一定范圍內(nèi)均連續(xù)可調(diào)的單相中頻交流電，再經(jīng)隔離變壓器輸出給加熱負(fù)載。全橋逆變器采用脈寬調(diào)制（PWM）零電壓開關(guān)電路购哺，具有開關(guān)損耗低扶取、電磁干擾小等優(yōu)點(diǎn)[2]∪四控制電路采用SG3524集成塊芜田，調(diào)節(jié)⑨腳電壓以保證輸出信號(hào)的死區(qū)時(shí)聞。輸出信號(hào)的脈寬受石油溫度探測(cè)器調(diào)制．石油的溫度控制在45～7O℃厚遗。溫度過高易改變石油的化學(xué)特性．溫度過低會(huì)降低石油的流動(dòng)性腺首。

3 IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路
3．1 IGBT柵極驅(qū)動(dòng)模塊的選用
　　IGBT柵極驅(qū)動(dòng)模塊EXB841、M57962L均可用于驅(qū)動(dòng)1200V 系列400A以內(nèi)的IGBT模塊黔攒，且具有過流檢顙j及保護(hù)功能趁啸。這兩種驅(qū)動(dòng)模塊短路保護(hù)情況下的輸出波形如圖2所示。EXB841內(nèi)部產(chǎn)生一5v負(fù)偏壓且不可調(diào)督惰；M57962L在外部利用穩(wěn)壓二極管產(chǎn)生一9v 負(fù)偏壓不傅，關(guān)柵可靠性比EXB841高。另外M57962L的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（從出現(xiàn)過流到柵壓降至0V）為6．3μs赏胚，（參見圖2a）访娶；EXB841的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為16μs且關(guān)柵電壓不能降至一2v 以下，（參見圖2b）觉阅，導(dǎo)致IGBT 炸管的危險(xiǎn)性比M57962L大崖疤。因此宜選用M57962L。

3．2 驅(qū)動(dòng)模塊外圍電路的改進(jìn)
　　IGBT在關(guān)斷時(shí)．集電極．發(fā)射極之間產(chǎn)生的電壓上升率高達(dá)30000V／μs典勇。過高的會(huì)產(chǎn)生較大的位移電流劫哼。并導(dǎo)致產(chǎn)生較大的集電極脈沖浪涌電流，很容易使IGBT發(fā)生動(dòng)態(tài)擎住現(xiàn)象割笙。為了避免IGBT發(fā)生這種誤動(dòng)作权烧，必須在IGBT柵極加負(fù)偏壓[3]。然而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)勉惋，以下兩種情況會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路負(fù)偏壓的消失：① 穩(wěn)壓二極管擊穿短路励邓；② 驅(qū)動(dòng)電路失去+24V電源。
　　針對(duì)以上兩種情況丧爸，筆者在廠商推薦應(yīng)用電路的基礎(chǔ)上改進(jìn)了IGBT驅(qū)動(dòng)模塊M57962L的外圍電路窟礼，如圖3所示。在正常情況下．VZ4導(dǎo)通乞芳，M57962L⑧腳為高電位铐儡，VD1截止。VT2導(dǎo)通细抠。VO1輸出端呈低阻態(tài)庆葱。如果穩(wěn)壓二極管VZ1或VZ3擊穿短路组救，則VZ4截止，VT1截止胚高，VO1輸出端呈高阻態(tài)辰车。如果驅(qū)動(dòng)電路失去+24V 電壓，則VO1輸入端無電流通過抛虏，VO1輸出端呈高阻態(tài)博其。

4 IGBT模塊與濾波電容的聯(lián)接
　　IGBT的輸入特性與MOSFET相類似。輸入阻抗高迂猴。如果驅(qū)動(dòng)電路失去電壓慕淡，則IGBT 的柵極失去負(fù)偏壓。對(duì)發(fā)射極呈高阻態(tài)沸毁。此時(shí)峰髓，一旦有干擾竄至IGBT的柵極，則IGBT模塊的上息尺、下兩管易同時(shí)導(dǎo)通携兵。如果IGBT模塊直接與數(shù)千微法的濾波電容聯(lián)接，那么濾波電容儲(chǔ)存的能量會(huì)通過IGBT模塊的上搂誉、下管直接釋放徐紧，易導(dǎo)致IGBT模塊損壞。因此炭懊，感應(yīng)加熱電源在開機(jī)時(shí)先接通控制并级、驅(qū)動(dòng)電路的電源，后將IGBT模塊與濾波電容聯(lián)接侮腹。在關(guān)機(jī)時(shí)先將IGBT模塊與濾波電容斷開书吗，后關(guān)斷控制、驅(qū)動(dòng)電路的電源礁懂。
5 試驗(yàn)情況及結(jié)論
　　石油中援感應(yīng)加熱電源自1997年6月在試采二廠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)至今，仍正常工作周矢。電源功率為3588kw锣石。石油中援感應(yīng)加熱電源不僅可以應(yīng)用于空心抽油桿感應(yīng)加熱系統(tǒng)。還可以應(yīng)用于復(fù)雜小斷塊油田的集輸管道中頻感應(yīng)電伴熱系統(tǒng)沟赏，這對(duì)于降低集輸管道的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用有著重要意義浆酝。
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