电性源时间域电磁法大功率发射系统的研制

时间域电磁法(也称为瞬变电磁法)是地球物理探测方法的一种,其探测深度、精度与发射电流大小有着直接关系。在分析了当前几种电磁法探测仪器的发射系统参数的基础上,研制了一种时间域电磁法大功率发射系统。介绍了发射系统的组成和工作原理,详细说明了各模块的硬件构成。发射系统输出电压可达到1 500V,电流最大为68A,输出功率可达到100kW。实验结果验证了发射系统性能良好,达到设计要求。     

瞬变电磁发射技术的新进展

瞬变电磁法(TEM)是一种地球物理探测方法，短关断延时、大电流、高线性度下降沿的双极性脉冲电流是瞬变电磁发射技术的发展趋势，高速关断技术是瞬变电磁系统的核心技术。论文全面分析了国内外先进的瞬变电磁发射机性能，对比分析了关断延时、下降沿线性度等关键指标，提出了恒压箝位高速关断技术，分析了电路原理，并与国际先进仪器做了对比。提出电路下降沿线性度高、关断延时最短，有利于早期数据校正；实现了负载能量回馈、缩短了脉冲上升时间；电路参数最优解不随电源、负载、脉冲电流幅值变化；大电流发射和短关断延时实现了宽深度测量。推荐电路已经在瞬变电磁测量系统中得到成功应用。     

一种改善瞬变电磁发射电流波形的系统设计

为了减小瞬变电磁发射机发射电流的关断时间,保证发射电流关断沿的线性度,抑制关断后电流过冲,简化钳位电压电路,设计了一种简便的瞬变电磁发射系统。提出了一种利用TVS管和电容相结合的恒压钳位电路并采用传统的在负载两端并联匹配电阻的吸收方式。通过调节TVS管的稳压值,可以调节关断时间和关断沿斜率;选择直接在负载两端匹配合适电阻,保证了关断前期处于欠阻尼状态,关断后期处于临界阻尼状态,在快速关断的前提下,有效防止关断后电流过冲,达到了改善发射电流波形的目的。实验结果表明,该系统电路结构简单、稳定、易于实现,在短关断延时、关断沿线性化和关断后无过冲方面,得到明显改善。     

一种新型的双极性脉冲电流源

在瞬变电磁探测领域中,发射电流波形的质量将会直接影响到地质体感应信号的检测。瞬变电磁法理论基于阶跃波电流源激励,为了探测浅层部地质信息,要求脉冲电流关断延时短、上升下降沿线性度高,探测系统动态性能好,但由于发射线圈呈感性,在大电感负载下实现理想的阶跃脉冲是非常困难的。研究改善发射电流脉冲波形前、后沿波形质量的电路拓扑、控制方法,并研究了电磁发射机整流方案。分析了电路的工作原理,讨论了电路参数优化计算,从负载电流上升、下降沿波形的线性度和稳压电容电压波动范围出发,给出了恒流电路中电感值和钳位电容值的最优值选取方法,并通过仿真实验,验证了理论分析的正确性。与已报道电路相比,该电路结构简单,上升、下降沿线性度好,动态性能好。     

梯形脉冲瞬变电磁发射机

电磁发射机是瞬变电磁探测系统的重要组成部分。论文提出了一种单极性脉冲电流发射机,介绍了该发射机的设计电路,实现了发射电流、发射电压及延迟时间的测量。该发射机具有体积小、重量轻、发射电流延迟时间短、线性度高、幅值稳定等特点。经实验测试,其各项性能基本达到了设计要求。     

瞬变电磁发射机控制系统设计

瞬变电磁发射机是瞬变电磁系统的组成部分。论文介绍了瞬变电磁发射机控制系统的功能框图、硬件设计和软件设计，实现了发射电流、关断延迟时间的测量，以及内同步外同步双工作模式，发射机具有发射电流大、关断延迟时间短、下降沿线性度高的特点。实验证明，该控制系统功能完善，可靠性高，达到了设计要求。     

TEM发射信号质量测量算法研究

瞬变电磁法(TEM)是探测地下介质电性参数信息的重要方法。针对TEM发射机的发射电流信号质量定量分析的问题,本文详细分析了发射信号的各参数对观测结果的影响,并且提出了测量发射信号质量的算法,实现了对电流信号的各阶段时间、电流值、期望直线拟合度、关断率、过冲率等质量参数的测量。最后,设计了一套基于DSP的TEM发射信号质量测量系统。大量实验表明,该测量方法行之有效,满足对TEM发射信号的质量评价,具有很强的工程实用性。     

径向磁场与环向电流作用的电磁发射模式

常规线圈型电磁发射器的径向应力远大于轴向加速力,因此构建了径向磁场与环向电流作用的多极矩场电磁发射模式;介绍了多极矩场电磁发射器的系统设计,分析了弹射部分和多级加速部分电磁力的产生,基于抛体电流丝法建立了发射系统的机电方程;采用电磁场有限元与瞬态电路耦合法,仿真分析了单级8极矩场电磁发射的瞬态过程;搭建原理性缩比实验,验证了多极矩场电磁发射模式的可行性。     

基于瞬变电磁理论探伤仪的接收系统研究

瞬变电磁法作为一种地球物理的探测方法,在时间空间上具有可分性,方法简单,信息量丰富准确度高,其测井方法对于提高中后期油田剩余油的采收率有着十分重要的意义。主要研究了瞬变电磁探伤仪的理论依据与接收系统,通过对建立模拟模型的运算与推导,然后经过理论推导证实了瞬变电测法测井的可行性。仪器探头探测到套管的缩径、穿孔、腐蚀和破裂等现象,发射出极微弱的信号给井下接收系统,接收系统接收到综合度很高的信号,需要对其研究分离技术和有效起始时间的确定。并在此基础上考虑提高接收系统瞬变电磁法的测试准确度。     

GPS同步瞬变电磁探测系统设计

瞬变电磁法是电法勘探的一种重要手段,基本原理是根据物质电阻率差异来确定被探测目标的物理参数,广泛应用于找矿、地下水探测、环境污染探测、工程探测、军事探测等方面.瞬变电磁探测系统发射机与接收机要求严格同步,同步误差要求小于1μs.本文系统阐述了GPS(全球卫星定位系统)同步瞬变电磁探测系统的工作原理、系统组成及技术特点.并根据野外实际探测结果与要求,讨论了其他同步方式的优缺点、IGBT快关断大功率发射机、基于浮点放大的同步接收机的设计等问题.     

一种二线制电流型电阻变送器的电路设计

设计了一种二线制电流型电阻变送器,能把1 000~2 000Ω的电阻量转化为4~20mA的电流量。该变送器由1片运算放大器芯片构成信号调理电路与二线制V/I转换电路,运用零温度系数的恒流源作为被测电阻的激励信号,具有电路简单、线性度高、性能稳定和成本低等特点,且不存在智能仪器可能出现的程序跑飞、死机等异常情况。测试结果表明,精度为0.1级,工作电源电压范围为15~30V。     

20kV/30A 40kHz全固态刚管调制器

现代雷达的发展对大功率阴极调制类真空管发射机提出了全波形工作的要求,这就需要大功率高重复频率的调制器。介绍了最近研制成功的一种小型化全固态刚管调制器,它采用IGBT串并联技术,可应用于中等功率多注速调管,其输出脉冲电压20kV,脉冲电流30A,重复频率达40kHz。介绍了开关管的选型、调制器的电路拓扑、调制器驱动电路、开关管的均压、均流电路和负载短路保护电路等;给出了部分组成框图,重点论述了该调制器降低开关管损耗的关键技术;同时给出了各种参数下的工作波形;最后讨论了它在雷达发射机中的应用前景。     

一种高精度自动电平控制系统的实现

在某型S波段2．2～2．3GHz遥测系统发射机的设计中,针对发射功率稳定可控的设计要求,本文提出了一种高精度的宽带ALC实现方案,射频输出动态范围达35dB,最大输出功率17dBm,控制精度优于0．2dB,不仅可以应用于S波段射频发射机的驱动级,也可作为射频信号源的输出驱动级。同时,本文也阐述了各模块的设计思路和技术指标,并对实现中遇到的关键问题进行了详细说明。实测结果表明,该方案的ALC电路具有良好的输出功率控制精度和线性度,满足系统设计指标,并已在实际发射系统中应用。     

大功率海洋电磁发射机DC-DC可控源电路特性分析

海洋电磁发射机通过向海底发射大功率的电磁波,来获取海底结构和矿产资源的分布规律,但目前发射机存在体积大、发射功率小等问题,直接影响勘探深度。提出采用PWM变换器组成发射机DC-DC可控源电路,然而常规的零电压开关全桥(ZVS-FB)PWM变换器存在高环流能量、占空比丢失以及滞后桥臂的ZVS范围受限等问题,为此介绍一种利用零电压零电流开关全桥(ZVZCS-FB)PWM变换器组成可控源电路。采用非对称移相控制,分析电路工作过程及特性,主要包括最大控制占空比、一次电流复位和隔直电容、占空比丢失、开关损耗以及环流能量等。仿真和实验结果表明该DC-DC可控源电路实现了超前桥臂的ZCS开通和ZVS关断以及滞后桥臂的ZCS开通和关断,提高了电路效率和功率密度。     

磁耦合谐振三线圈无线电能传输的交叉耦合效应及电抗补偿

在具有中继线圈的磁谐振耦合无线电能传输系统中,非相邻线圈的交叉耦合有可能对系统的工作状态产生扰动,这通常导致系统传输功率和效率的降低。针对单中继线圈的无线电能传输系统,从其等效电路归一化模型入手,详细分析发射线圈和接收线圈之间的交叉耦合对各回路电流和系统传输功率、效率的影响。给出了交叉耦合效应是否可忽略的判定条件,并提出了一种简便的在各回路中通过附加串联电抗以补偿三线圈(发射—中继—接收)无线电能传输系统交叉耦合效应的方法,通过数值仿真计算和实验证明了该方法的可行性。     

火电厂发变组变送器电气回路技术改造

介绍了火力发电厂发变组变送器的电气回路和发变组变送器信号接入DCS的组态逻辑,强调了此类变送器的重要性,指出了贵溪电厂5、6号发变组变送器电气回路和DCS逻辑存在的问题,提出了技术改造方案,警示了检修人员检修此类变送器时应确保安全措施执行到位。     

基于FPGA的UART电路的设计

本文分析了通用异步收发器(UART)的功能特点。利用FPGA设计实现了UART的核心功能,包括波特率发生模块、发送模块和接收模块,并给出了仿真结果。程序下载到FPGA芯片中,通信数据完全正确。该设计不仅实现了异步通讯的主要功能,而且电路简单,工作稳定、可靠,可以将其灵活地嵌入到各个通信系统中。     

基于BUCK降压和红外通信的电动自行车无线充电系统功率控制方法

由于安全性和便捷性的优势,电动自行车户外无线充电越来越成为人们的迫切需求。充电的过程中,需要根据车载蓄电池的充电曲线对传输功率进行控制。为实现高效、可控的电动自行车无线充电,本文提出了一种基于BUCK降压和红外通信的功率调节方法。其中,红外通信用以将接收端蓄电池的电气信息反馈到发射端控制器,发射端通过BUCK降压电路调节交流电源的电压幅值,从而调节系统的输出功率。接收端BUCK用以在传输距离突变时对电池充电进行保护。在设定好蓄电池的充电电压限值和电流限值这两个参数后,系统能够自动按照蓄电池的充电曲线进行充电。同时,对于充电过程中传输距离的变化也能够快速响应。