地电场电性源发射机可靠性关键技术研究

发布时间：2017-10-12 18:02

  本文关键词：地电场电性源发射机可靠性关键技术研究

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【摘要】：所研制的电性源发射机属于电磁法勘探仪器，主要用于为采用电偶极装置的电磁探测方法提供激励场源，面向深部矿产资源勘探，主要根据可控源音频大地电磁法、长偏移距瞬变电磁法、激发极化法和直流电率法的探测需求确定主要技术指标。目前国内已有多家单位对电性源发射机进行了研究，，在主要技术指标方面取得了一定成果，但普遍可靠性偏低，国内电性源发射机仍主要依赖进口。因此，本文以提升电性源发射机可靠性为研究重点，旨在为电性源发射机的国产化打下技术基础。在整体设计方面，采用了桥路级联拓扑、自适应假负载技术和无源功率因数校正技术来提升发射机可靠性。在局部设计方面，对闭环控制、功率管尖峰、电磁干扰和散热等可靠性薄弱点展开了相应的研究。最后，通过实验结果来验证所提出的关键技术在可靠性方面的提升效果。
【关键词】：电磁探测 电性源发射机 可靠性 环路控制 尖峰抑制 电磁兼容 热稳定性
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH763.1
【目录】：

• 内容提要4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 第1章 绪论14-34
• 1.1 课题研究背景14-15
• 1.2 电性源激励的主要地球物理方法15-23
• 1.3 电性源发射机研究现状23-30
• 1.3.1 国外研究概况23-25
• 1.3.2 国内研究概况25-30
• 1.4 变流技术研究现状30-31
• 1.5 课题研究意义及主要研究内容31-34
• 第2章 发射机可靠性总体设计34-50
• 2.1 引言34
• 2.2 发射机总体结构34-36
• 2.3 发射机主要单元模块原理36-41
• 2.3.1 AC-DC 电源原理36-38
• 2.3.2 稳流电路、假负载和逆变 H 桥原理38-39
• 2.3.3 桥路级联原理39-40
• 2.3.4 基于桥路级联拓扑的稳流原理40-41
• 2.4 可靠性总体设计的关键点41-48
• 2.4.1 桥路级联拓扑提升可靠性的原理41-42
• 2.4.2 发射机源端等效特性的优化原理42-46
• 2.4.3 可靠性提升的主要关键技术46-48
• 2.5 本章小结48-50
• 第3章 稳压、稳流环路稳定性设计50-80
• 3.1 引言50
• 3.2 时域特性法50-52
• 3.3 频率域特性法52-54
• 3.4 主要单元模块模型54-56
• 3.5 AC-DC 电源反馈环路控制原理56-65
• 3.5.1 模型建立56-59
• 3.5.2 稳压环路设计59-64
• 3.5.3 输出电容类型对环路的影响64-65
• 3.6 稳流电路反馈环路控制原理65-79
• 3.6.1 稳压、稳流的串联结构与并联结构65-66
• 3.6.2 所需发射电流波形的特性66-68
• 3.6.3 模型建立68-75
• 3.6.4 稳流环路设计75-79
• 3.7 本章小节79-80
• 第4章 功率管尖峰抑制技术80-94
• 4.1 引言80
• 4.2 AC-DC 电源高频整流管电压尖峰80-89
• 4.2.1 形成机理80-84
• 4.2.2 抑制策略84-89
• 4.3 发射机输出短路电流尖峰89-91
• 4.4 本章小结91
• 本章附录91-94
• 第5章 电磁兼容设计94-122
• 5.1 引言94
• 5.2 电磁干扰源94-105
• 5.2.1 周期干扰源94-96
• 5.2.2 谐振干扰源96-100
• 5.2.3 辐射干扰源发射装置100-105
• 5.3 电磁干扰耦合途径105-109
• 5.3.1 传导耦合105-106
• 5.3.2 辐射耦合106-109
• 5.4 电磁抗扰性109
• 5.5 基于改进型 - 调制的电磁干扰抑制方法109-115
• 5.5.1 常规 - 调制的原理110-111
• 5.5.2 改进型 - 调制的原理111-112
• 5.5.3 m 和逆 m 序列随机发生器112-115
• 5.6 基于逆 m 序列随机相位 PWM 的电磁干扰抑制方法115-120
• 5.6.1 逆 m 序列的频谱特性115-116
• 5.6.2 随机相位 PWM 原理及等效分析模型116-117
• 5.6.3 开关电源频谱比较分析117-120
• 5.7 本章小节120-122
• 第6章 热稳定性设计122-144
• 6.1 引言122-123
• 6.2 损耗计算123-126
• 6.2.1 开关损耗的计算124-125
• 6.2.2 单级发射机的总损耗125-126
• 6.3 热阻模型126-128
• 6.4 肋片的效率128-131
• 6.4.1 光滑肋片的效率128-130
• 6.4.2 花纹肋片的效率130-131
• 6.5 传热系数131-134
• 6.5.1 入口段的努塞尔数132
• 6.5.2 充分发展段的努塞尔数132-133
• 6.5.3 联合处理的努塞尔数133
• 6.5.4 努塞尔数的工程计算表达式133-134
• 6.6 散热器对压降的影响134-135
• 6.7 风机的特性135-136
• 6.8 风冷散热设计的流程136-137
• 6.9 设计实例137-142
• 6.10 本章小结142-144
• 第7章 测试结果144-162
• 7.1 引言144
• 7.2 可靠性关键技术测试结果144-159
• 7.2.1 输出功率测试结果144-145
• 7.2.2 发射机源端等效特性的优化结果145-146
• 7.2.3 环路控制测试结果146-150
• 7.2.4 功率管尖峰抑制测试结果150-154
• 7.2.5 电磁兼容测试结果154-157
• 7.2.6 热稳定性测试结果157-159
• 7.3 综合可靠性测试结果159
• 7.4 技术指标对比结果159-161
• 7.5 本章小结161-162
• 第8章 总结与展望162-166
• 8.1 主要研究内容162-163
• 8.2 创新点163-164
• 8.3 展望164-166
• 参考文献166-176
• 作者简介及攻读博士期间科研成果176-178
• 致谢178

【参考文献】

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本文编号：1020129