基于STM32的大功率超聲電源的研究.pdf

1、油田近井處理所需要的大功率超聲電源具有容量大、頻率穩(wěn)定、輸出功率因數(shù)高、保護全面的特點。在實際應(yīng)用中，由于儲存石油的地層條件復(fù)雜，不同沉積環(huán)境下所形成的砂巖聲學(xué)參數(shù)變化大，所以不同地區(qū)、不同地層的套管井所構(gòu)成的聲學(xué)系統(tǒng)差異比較大。為了有效地將井內(nèi)激發(fā)的大功率超聲振動能量通過套管井的井內(nèi)液體、套管和水泥環(huán)送入聲學(xué)參數(shù)不同的地層，套管井的聲學(xué)參數(shù)需要隨時測量，作業(yè)參數(shù)需要實時的調(diào)整。
　　 為滿足以上需求，木文選擇了數(shù)據(jù)處理功能比較

2、強的STM32單片機作為電源系統(tǒng)的主控芯片?；谄渚_的定時器實現(xiàn)PWM輸出，提供IGBT工作所需的波形；用其雙路A/D同時采集作業(yè)時的電流和電壓波形；用數(shù)字信號處理的方法快速處理電壓和電流波形的相位差及幅值比，以此為基礎(chǔ)調(diào)節(jié)發(fā)射波形的頻率，使其與套管井條件下探頭的諧振頻率一致，實現(xiàn)頻率跟蹤和有效激發(fā)；借助于理論模型進一步處理電壓和電流波形，可得套管井條件下的聲阻抗，以便監(jiān)測作業(yè)過程中套管井的聲阻抗變化。
　　 本文首先給出了電

3、源系統(tǒng)的整體設(shè)計方案，然后根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)依次介紹了各部分的硬件電路設(shè)計及軟件的實現(xiàn)方案。重點介紹了電源變壓器的設(shè)計，通過對磁芯進行開氣隙，增大了磁感應(yīng)強度達到飽和時的磁場強度，使變壓器能承受更大電流；通過并聯(lián)磁芯，增加了磁路的有效面積，滿足了大功率傳輸?shù)囊蟆；诖怕坊径?，對相關(guān)參數(shù)進行了數(shù)學(xué)計算。并用matlab對開氣隙后磁芯的磁滯回線進行了仿真。在淪文的最后，給出了實驗的結(jié)果。從結(jié)果可看出，IGBT的門極輸出波形比較穩(wěn)定；當給電