[发明专利]160KW超声波功率源

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体涉及到一种油田采油用的超声波功率电源。

背景技术

随着科学的发展和技术的进步．超声波在超声焊接、超声清洗、干燥、雾化、导航、测距、育种等领域的应用日趋广泛。

在油田采油技术领域中，超声波技术在油田开采过程中的应用也越来越广泛，在油田开采技术中常用的是大功率超声波技术实现清堵和增油技术，通过声波处理生产油井、注水井及近井油层,从而解除采油井、注水井的堵塞,对于提高中后期油井的产量及油田采收率具有重要意义。

现在的大功率超声波电源大都采用频率跟踪控制或功率控制。这种单一控制方法不仅会降低超声波电源效率，而且会影响输出精度和强度。

发明内容

本发明为了提供一种适用于超大功率超声波一体化测油设备的功率源。

本发明所述的160KW超声波功率源包括平板电脑、隔离电源、信号采集及PWM信号产生装置、IGBT驱动装置和IGBT电路，隔离电源用于为平板电脑、信号采集及PWM信号产生装置和IGBT驱动装置提供工作电源，所述隔离电源还给IGBT电路提供驱动的直流电源，平板电脑通过串行通信端口与信号采集及PWM信号产生装置连接，该信号采集及PWM信号产生装置输出PWM驱动信号给IGBT驱动装置，所述IGBT驱动装置输出驱动信号给IGBT电路，所述IGBT电路输出功率电源。

本发明采用隔离电源为各部件提供相互隔离的工作电源，有利于各部件的稳定工作、有效防止相互之间的干扰。

平板电脑用于设定的输出的PWM脉冲的频率、占空比、群空比和脉冲群宽，并通过串行通信端口发送给信号采集及PWM信号产生装置；该平板电脑还可以存储并显示接收到的数据采集信息，该平板电脑还用于根据接收到的各种温度信息判断是否出现过热现象，并在出现过热现象时通过串行通信端口控制信号采集及PWM信号产生装置停止产生PWM信号，以实现保护。

信号采集及PWM信号产生装置用于将采集的模拟量信号转换成数字信号之后通过串行通信端口发送给平板电脑；还用于根据平板电脑发送的频率、占空比、群空比和脉冲群宽控制产生相应的PWM控制信号。

所述PWM控制信号的脉冲群宽可调，可调范围是10毫秒至100毫秒之间。

所述PWM控制信号的无脉冲时间可调，可调范围是10毫秒至800毫秒之间。

所述PWM控制信号的群空比可调，可调范围是1:1~1:8。

本发明所述的功率源是一种超声波电源，其输出的是脉冲信号，其输出的脉冲信号的特点为：连续输出若干脉冲组成一群，该连续输出的脉冲群的频率为18kHz~30kHz，该群脉冲的整体时间宽度为脉冲群宽；输出一群连续脉冲之后会间隔一段时间无脉冲输出，该段时间称之为无脉冲时间。所述群空比是脉冲群宽的时间与无脉冲时间之比值

本发明所述的功率源可采集多种反映自身工作状态的模拟量，例如可以采集桥臂电压、桥臂电流、散热片温度、机箱温度、输出变压器温度、输出电压以及输出电流等模拟量。

本发明所述的功率源中还设置有输出过流保护、环境过温保护、散热片过温保护、输出变压器过温保护以及桥臂过欠压保护功能的电路，能够保证功率源能够可靠稳定的工作。

本发明所述的功率源采用间歇输出连续脉冲群的方式产生超声波，采用该种驱动方式驱动换能器应用于采油系统的各个油层，能够有效提高原油产量45％～55％，提高采收率12％以上。

附图说明

图1是本发明所述的功率源的原理图；图2是具体实施方式二所述的信号采集及PWM波产生装置的电路原理图；图3是具体实施方式三所述的IGBT驱动装置的电路原理图；图4是具体实施方式四所述的壳体的结构示意图。

实施方式

具体实施方式一、本实施方式所述的160KW超声波功率源包括平板电脑、隔离电源、信号采集及PWM信号产生装置、IGBT驱动装置和IGBT电路，隔离电源用于为平板电脑、信号采集及PWM信号产生装置和IGBT驱动装置提供工作电源，所述隔离电源还给IGBT电路提供驱动的直流电源，平板电脑通过串行通信端口与信号采集及PWM信号产生装置连接，该信号采集及PWM信号产生装置输出PWM驱动信号给IGBT驱动装置，所述IGBT驱动装置输出驱动信号给IGBT电路，所述IGBT电路输出功率电源。

本实施方式中，平板电脑与信号采集及PWM信号产生装置之间采用CAN串行通信方式实现，进而达到数据传输的高速可靠。