油田用超聲波解堵電源關(guān)鍵技術(shù)與仿真.pdf

1、作為一種新型的油田增產(chǎn)工藝,超聲波油田解堵技術(shù)在近年來發(fā)展迅速,通過超聲波電源提供能量產(chǎn)生超聲波作用于油層、油井及注水井等,緩解或消除堵塞現(xiàn)象,對(duì)于油田中后期的增產(chǎn)和增收具有重要的意義。超聲波解堵裝置的電源是其重要組成部分,電源的性能好壞決定了解堵效果是否顯著,研究超聲波解堵電源能夠很大程度上促進(jìn)超聲波解堵工藝的發(fā)展,其意義十分重要。
　　本文首先對(duì)超聲波解堵電源的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了介紹,分析了超聲波電源的原理,針對(duì)油田用解堵超

2、聲波電源高頻大功率的要求以及現(xiàn)有超聲波電源存在的諧波含量大、功率管發(fā)熱嚴(yán)重和頻率跟蹤等方面存在的問題,采用了新的設(shè)計(jì)方法并且進(jìn)行了相關(guān)的建模與仿真。
　　針對(duì)超聲波電源輸出波形諧波含量大的問題,采用了級(jí)聯(lián)多電平的逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),使輸出波形為階梯波。結(jié)合低次諧波含量最小調(diào)制法和等寬方波調(diào)制法,在優(yōu)化電源輸出波形的同時(shí)提高了開關(guān)管的利用率,解決了電源功率的均衡問題。通過MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)和樣機(jī)試驗(yàn),證明了級(jí)聯(lián)多電平逆變器適合應(yīng)用在高頻

3、大功率的場(chǎng)合。
　　開關(guān)管IGBT和MOSFET具有不同的開關(guān)特性和通態(tài)特性,為了充分利用兩者的優(yōu)勢(shì),將兩者并聯(lián)使用,在很大程度上減小了IGBT的關(guān)斷損耗和MOSFET的導(dǎo)通損耗,IGBT處于軟關(guān)斷模式。提高了利用效率和可靠性。使用PSPICE軟件對(duì)帶輔助管MOSFET的軟開關(guān)IGBT方案進(jìn)行了仿真,并且搭建了采用IGBT/MOSFET并聯(lián)方案的級(jí)聯(lián)七點(diǎn)平逆變器模型,仿真結(jié)果表明這種并聯(lián)方案在級(jí)聯(lián)多電平逆變器中應(yīng)用的可行性。