一種恒流源型電磁發(fā)射裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及資源勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種恒流源型電磁發(fā)射裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代文明的不斷向前推進(jìn)，科學(xué)技術(shù)日新月異，資源的消耗與日倶增。因此，資源安全已經(jīng)成為國家安全的核心內(nèi)容之一，資源的勘探技術(shù)的高低將直接影響我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和穩(wěn)定。
[0003]電磁法勘探是一種新興的勘探技術(shù)。電法勘探發(fā)射裝置是通過利用地面電法來詳查礦體的設(shè)備。地面電法即由發(fā)射裝置向大地注射頻率變化的大電流，然后再接收地球電磁場(chǎng)響應(yīng)來獲取地下地質(zhì)體或礦體電導(dǎo)率分布信息，來構(gòu)建地下介質(zhì)電導(dǎo)率的結(jié)構(gòu)特征。金屬礦通常具有良好的導(dǎo)電性，因此電磁法是尋找金屬礦最為有效的地球物理勘探手段。目前電磁法勘探采用的主要設(shè)備為電磁發(fā)射機(jī)。
[0004]現(xiàn)有的電磁發(fā)射機(jī)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要由以下部分組成:發(fā)電機(jī)組、不控整流橋以及輸出逆變橋。由于整流橋的電壓無法控制，通常還在不控整流橋后加入一級(jí)升壓式DC/DC變換器(包括:逆變橋，高頻變壓器，高頻整流橋)。DC/DC變換器的升壓功能，使母線電壓可以達(dá)到后級(jí)逆變器的發(fā)射要求。
[0005]現(xiàn)有的電磁發(fā)射機(jī)雖然控制簡單，成本低廉實(shí)現(xiàn)容易。然而由于不控整流橋的存在，使得發(fā)電機(jī)的輸出端功率因數(shù)較低。且當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出端發(fā)射頻率較高且發(fā)射線較長時(shí)，發(fā)射線上無功損耗增大，電流畸變嚴(yán)重。同時(shí)，逆變橋中開關(guān)管的開關(guān)頻率很高，增大了開關(guān)器件的發(fā)熱量及損耗。此外，現(xiàn)有的電測(cè)發(fā)射機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，導(dǎo)致整個(gè)裝置體積較大，不利于裝置在室外作業(yè)及移動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:解決現(xiàn)有技術(shù)中的電磁發(fā)射裝置發(fā)電機(jī)的輸出端功率因數(shù)低，電流易發(fā)生畸變，且裝置體積較大的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供了一種恒流源型電磁發(fā)射裝置。包括:依次連接的整流器、逆變橋路以及發(fā)射電極；
[0008]所述整流器，三相橋式脈寬調(diào)制PWM整流器，與發(fā)電機(jī)相連，用于將所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能由交流變?yōu)橹绷鳎黄渲?，三個(gè)橋分別與濾波器5的三相輸出相連；每個(gè)橋上串聯(lián)有兩組開關(guān)器件；每組開關(guān)器件由一個(gè)二極管和一個(gè)自帶反并聯(lián)二極管的開關(guān)管串聯(lián)而成；
[0009]所述逆變橋路，用于將所述整流器輸出的直流逆變成矩形脈沖；
[0010]所述發(fā)射電極，用于發(fā)射所述矩形脈沖；
[0011]所述整流器和逆變橋路之間還串聯(lián)有濾波電感，用于穩(wěn)定所述整流器輸出的電流；
[0012]所述發(fā)電機(jī)與整流器之間，還連接有濾波器，用于濾除所述發(fā)電機(jī)輸出電流中的諧波。
[0013]所述恒流發(fā)射裝置，還包括控制器，與所述整流器相連，用于控制所述整流器；
[0014]所述控制器包括:外環(huán)直流單元、內(nèi)環(huán)交流單元以及處理單元；
[0015]其中，
[0016]所述外環(huán)直流單元一端與所述整流器的輸出端相連，另一端與所述處理單元相連；所述內(nèi)環(huán)交流單元一端與所述發(fā)電機(jī)的輸出端相連，另一端與所述處理單元相連；所述處理單元與所述整流器相連；
[0017]所述外環(huán)直流單元，用于采集所述整流器輸出的直流電流；
[0018]所述內(nèi)環(huán)交流單元，用于采集所述發(fā)電機(jī)輸出的交流電流；
[0019]所述處理單元，用于控制所述整流器；
[0020]所述整流器輸出的直流電流輸入到所述外環(huán)直流單元中，經(jīng)由所述外環(huán)直流單元進(jìn)入所述處理單元中，最后經(jīng)由所述處理單元的輸出端輸出至所述整流器中；
[0021 ] 所述發(fā)電機(jī)輸出的交流電流輸入到所述內(nèi)環(huán)交流單元中，經(jīng)由所述內(nèi)環(huán)交流單元進(jìn)入所述處理單元中，最后經(jīng)由所述處理單元的輸出端輸出至所述整流器中；
[0022]所述恒流發(fā)射裝置，還包括碼型控制電路，與所述逆變橋路相連，用于控制所述逆變橋路。
[0023]其中，所述碼型控制電路包括串聯(lián)碼型生成電路及第二驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，所述碼型生成電路通過第二驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路與所述逆變橋路相連。
[0024]優(yōu)選地，所述外環(huán)直流單元，包括依次串聯(lián)的直流檢測(cè)電路和第一信號(hào)調(diào)理電路；其中，
[0025]所述直流檢測(cè)電路，用于采集所述整流器輸出的直流模擬信號(hào)；
[0026]所述第一信號(hào)調(diào)理電路，用于將所述直流檢測(cè)電路采集的直流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0027]優(yōu)選地，所述內(nèi)環(huán)交流單元，包括并聯(lián)的交流檢測(cè)電路和過零檢測(cè)電路，在所述交流電流檢測(cè)電路后面還串聯(lián)有第二信號(hào)調(diào)理電路；其中，
[0028]所述交流檢測(cè)電路，兩個(gè)輸出端分別與所述發(fā)電機(jī)的任意兩相相連，用于采集所述任意兩相的交流模擬信號(hào)；
[0029]所述第二信號(hào)調(diào)理電路，用于將所述交流檢測(cè)電路采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);
[0030]過零檢測(cè)電路，與所述發(fā)電機(jī)任意一相的輸出端相連，用于采集所述發(fā)電機(jī)的頻率信號(hào)。
[0031]優(yōu)選地，所述處理單元，包括串聯(lián)的處理器以及第一驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。
[0032]優(yōu)選地，
[0033]所述整流器為三相橋式脈寬調(diào)制PWM整流器。
[0034]本實(shí)用新型中，采用三相橋式脈寬調(diào)制PWM整流器，通過對(duì)整流器輸出電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)控制，使整流器輸出端可以提供穩(wěn)定的直流電流，不會(huì)因?yàn)樨?fù)載的變化以及輸出線的變長產(chǎn)生電流畸變。且脈寬調(diào)制PWM整流器還控制發(fā)電機(jī)端的電流始終跟蹤指令電流，使發(fā)電機(jī)輸出端的功率因數(shù)為單位功率因數(shù)。此外，本實(shí)用新型提供的恒流源型電磁發(fā)射裝置為發(fā)電機(jī)、整流器、逆變橋路以及發(fā)射電極依序連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)，本實(shí)用新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加簡單，減小發(fā)射機(jī)體積，易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0035]通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0036]圖1是現(xiàn)有的電磁發(fā)射機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2是現(xiàn)有的電磁發(fā)射機(jī)發(fā)生電流畸變時(shí)的電流波形示意圖；
[0038]圖3是第一實(shí)施例提供的恒流源型電磁發(fā)射裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4是第一實(shí)施例提供的恒流源型電磁發(fā)射裝置的硬件原理示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0041]現(xiàn)有的電磁發(fā)射機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，包括:發(fā)電機(jī)組、不控整流橋以及輸出逆變橋。由于整流橋的電壓無法控制，通常還在不控整流橋后加入一級(jí)升壓式DC/DC變換器(包括:逆變橋，高頻變壓器，高頻整流橋)。
[0042]雖然現(xiàn)有的電磁發(fā)射機(jī)控制簡單，然而由于不控整流橋的存在，使得發(fā)電機(jī)的輸出端功率因數(shù)較低。此外，如圖2所示，當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出端發(fā)射頻率較高且發(fā)射線較長時(shí)，發(fā)射線上無功損耗增大，電流畸變嚴(yán)重。
[0043]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種恒流源型電磁發(fā)射裝置及其工作方法。如圖3所示，該恒流發(fā)射裝置包括依次連接的濾波器5、整流器2、濾波電感6、逆變橋路3以及發(fā)射電極4。下面對(duì)本實(shí)用新型提供的恒流源型電磁發(fā)射裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0044]實(shí)施例一
[0045]如圖3所示，本實(shí)施例提供的恒流源型電磁發(fā)射裝置包括依次連接的發(fā)電機(jī)1、整流器2、逆變橋路3以及發(fā)射電極4。其中:
[0046]發(fā)電機(jī)1，優(yōu)選為三相發(fā)電機(jī)組，每一相電路用一個(gè)恒壓源和一個(gè)電阻串聯(lián)表示；
[0047]其中較優(yōu)地，在發(fā)電機(jī)1后還連接有濾除器5，優(yōu)選為三相LC濾波器，其三相的輸入端對(duì)應(yīng)與發(fā)電機(jī)1的三相輸出端相連；
[0048]整流器2，優(yōu)選為三相橋式脈寬調(diào)制PWM (Pulse Width Modulat1n)整流器，三個(gè)橋分別與濾波器5的三相輸出相連；每個(gè)橋上串聯(lián)有兩組開關(guān)器件；每組開關(guān)器件由一個(gè)二極管和一個(gè)自帶反并聯(lián)二極管的開關(guān)管串聯(lián)而成；
[0049]其中較優(yōu)地，在整流器2的輸出端之后