超声波采油设备主要由大功率超声波电源、传输电缆和压电换能器三部分构成,大功率超声波电源是超声波采油设备的核心组成部分,其性能的好坏决定了超声波采油设备能否有效的工作。本文旨在研究一种用于超声波采油设备的高频率、高功率因数、低损耗的大功率超声波电源系统。本文根据超声波采油设备的实际需求,给出了大功率超声波电源的总体设计方案。大功率超声波电源系统主要由整流电路、逆变电路、驱动电路、信号控制电路、匹配网络及相关保护电路组成。本文确定了系统整流电路、逆变电路的选用方案,选择了合适的驱动器用于驱动功率器件IGBT,实现了高频、大功率交流电的输出。根据大功率超声波电源系统控制信号的要求,设计了系统的信号控制电路,使其能够输出有固定间歇期,工作期内频率在15kHz~40kHz范围内连续可调的控制信号,该信号能够对驱动器进行有效控制,驱动IGBT模块正常工作,从而使换能器能够间歇工作,提高超声波的作业效果。本文对负载压电换能器的有关等效参数进行了测量,设计了匹配网络,通过调谐匹配使得电源输出效率最高,减小无功损耗;通过阻抗匹配,实现超声波电源功率的最大输出,提高功率因数。通过现场试验,本文大功率超声波电源系统的输出功率约为54kW,系统可以长时间稳定地工作。