论文部分内容阅读
电磁法勘探技术是人工场源勘探技术之一,是地球物理勘探技术中的重要手段。电磁发射机作为一个电磁信号发射装置,通过电能变换将输入的交流信号变换为高电压、可控频的交流方波信号再向大地发射,用以获得有效的电磁场来进行地球物理勘探。为了获取更大的探测深度、探测数据的准确性以及野外作业的便捷性,要求发射机必须具备抗干扰能力强、输出功率高、性能稳定、轻便等特点。 根据实际需要,本文以研究设计一款高性能、高稳定性的用于电磁法勘探的大功率电磁发射机设备为目的,根据其要求的技术指标,从理论分析、软件仿真、台面实验与样机实验等几个方面详细描述了其设计过程以及验证结果。本文所作的主要工作如下: 首先,详细对比了目前常用的几类DC/DC变换器结构,以实际项目的需求为根据,确定了本文设计的大功率电磁发射机的总电路结构,并以此为前提,分析选择了最适合本文设计的控制方式与算法。依据对发射机低干扰、小体积、输出大功率等要求,对比分析了硬开关和软开关控制技术的优缺点,并确定了采用软开关控制技术的方案。又通过实际的野外测试,针对野外接地电阻的不确定性及阻值大范围变化的特点,从理论上分析对比了无源软开关技术与有源软开关技术的适应性,并最终确定了基于有源软开关技术的全桥变换器控制方案。 其次,从理论上详细介绍了无源与有源软开关技术在大功率电磁发射机中的实现原理及过程,并依据其电路结构,通过仿真软件Saber进行详细的仿真验证。最后证明了本文设计的电路结构以及选择的电气参数的合理性与正确性。 最后,根据理论分析得出的设计结果以及仿真数据,使用主要运用于工业控制的DSP芯片TMS320F28335作为控制核心,设计相关辅助电路与软件系统,研制了稳定输出功率可达35KW的电磁发射机实验样机,并对样机进行了大量的长时间的野外试验测试,试验结果有效的证明了本文设计的可行性。