基于DSP的大功率超聲波解堵電源的研究.pdf

1、大功率超聲波解堵工藝技術是近年來發(fā)展起來的一種油井增產新技術,該技術通過聲波處理生產油井、注水井及近井油層,從而解除采油井、注水井的堵塞,對于提高中后期油井的產量及油田采收率具有重要意義。在超聲波解堵工藝中,大功率超聲波電源作為關鍵設備,其性能的優(yōu)劣直接關系到解堵的成功與否。因此研究大功率超聲波電源具有重要意義和良好的市場價值。
　　 針對超聲波解堵電源在輸出功率、輸出頻率和頻率跟蹤等方面存在的問題進行了研究和改進。采用級聯多電

2、平逆變實現輸出波形為階梯波,在保證較大輸出功率的同時大大減少了諧波含量;根據IGBT和MOSFET的導通特性和開關特性,采用MOSFET輔助IGBT軟開關方案,大大減少了高頻情況下的導通損耗和關斷損耗,提高了IGBT的開關頻率和系統(tǒng)效率;采用電流搜索式和鎖相環(huán)式相結合的頻率跟蹤技術,頻率跟蹤范圍大、精度高,保證了逆變器工作頻率對負載諧振頻率的同步跟蹤,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 設計了以三個H橋逆變單元級聯拓撲結構為主的主電

3、路,通過對比和計算,確定了主電路中器件選型;完成了以TMS320LF2407A為核心的硬件控制系統(tǒng),包括三相控制、功率管驅動、相位檢測、采樣保護等電路;在硬件設計基礎上,采用改進等寬方波調制策略,編寫相移PWM控制程序;設計了電流搜索式和鎖相環(huán)式相結合的粗精結合的頻率跟蹤程序;在論證分析各種調功方案后,編寫基于PID算法的閉環(huán)功率調節(jié)程序。
　　 在方案論證和電路設計的基礎上了進行仿真和實驗,仿真結果表明,本設計可以大大提高超聲