矩形波交流脈沖脫水電源在海洋平臺上的應用研究.pdf

1、海洋平臺現(xiàn)有的電脫水器存在電耗大，處理能力低，極易跳電等一系列問題。尤其隨著酸化、藥劑處理等頻繁修井作業(yè)，使原油中含有大量的聚合物，乳化嚴重。這部分乳化液導電性好，電化學破乳難，而傳統(tǒng)電脫水設備脫水效果差，電場不穩(wěn)。因此，急需尋求一種新的脫水設備，改進電脫水處理工藝，解決現(xiàn)存的問題，提高脫水質量。
　　 矩形波交流脈沖脫水電源正是這樣的一種新型脫水設備。為了驗證矩形波交流脈沖脫水電源在海洋平臺上的可行性和優(yōu)越性，在實驗室進行了該

2、電源的原油電脫水實驗，實驗包括靜態(tài)實驗和動態(tài)實驗。經實驗驗證，該電源對海上原油具有很好的適用性，且脫水后原油含水率低，通過實驗確定了矩形波脫水電源針對海洋原油的最佳脫水參數(shù)，并對脫水工藝進行了改進，確定了水平電極形式的脫水罐結構。根據(jù)實驗結果和海洋平臺對脫水電源的要求，設計采用DSP作為主控芯片實現(xiàn)電源的數(shù)字化控制。
　　 本文采用TMS320LF2407A作為主控芯片，對電源的控制電路進行了改進。論文簡要介紹了DSP的選型原則

3、，TMS320LF2407A型DSP控制器的內部結構和基本工作原理，并制訂了電源控制電路的改進方案。
　　 控制電路以16位數(shù)字信號處理器TMS320LF2407A為核心，硬件電路主要進行了DSP最小系統(tǒng)、電壓電流采樣調理模塊和保護模塊等主要模塊的設計。其中，DSP最小系統(tǒng)的設計是整個控制電路硬件設計的核心?？刂齐娐凡捎妹}寬調制方式(PWM)進行輸出控制，即控制IGBT的導通時間來實現(xiàn)輸出功率與輸出特性的控制。本論文利用DSP2

4、407A的事件管理器模塊，通過編程來產生所需的PWM脈沖，DSP輸出的控制脈沖經IGBT專用驅動模塊EXB841進行功率放大后，觸發(fā)IGBT。DSP對電源輸出電流和電壓進行實時采樣，并通過數(shù)碼管顯示，實時觀測電源的運行狀態(tài)。
　　 控制系統(tǒng)軟件部分采用C語言和匯編語言混合編程的方法，以模塊化思想設計。軟件部分中，最關鍵的是生成PWM波的程序。本論文完成了調壓控制電路和逆變控制電路PWM脈沖的軟件編寫，并通過試驗記錄了相關數(shù)據(jù)和波