時間域大電流航空電磁發射裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種時間域大電流航空電磁發射裝置，本實用新型專利技術的裝置包括控制模塊以及大功率主回路模塊，其中大功率主回路模塊包括LC諧振全橋逆變主回路以及恒功率充電主回路，LC諧振全橋逆變主回路包括電容以及發射線圈，控制模塊控制恒功率充電主回路為電容進行充電，充電完成后，電容為發射線圈提供電能，在發射線圈中產生發射電流，電容放電結束后，控制模塊控制發射線圈向電容反向充電，以回收利用發射線圈剩余的電能，發射線圈的電能釋放完全后由恒功率充電主回路繼續為電容充電，從而實現了節約剩余電能資源，減輕時間域大電流航空電磁發射裝置的重量，實現大磁矩發射的目的。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及航空探測領域，更具體涉及一種時間域大電流航空電磁發射裝置。
技術介紹
時間域航空電磁勘探系統(ATEM)是航空物探方法之一。ATEM的搭載在飛機平臺上的瞬變電磁勘探系統，通過飛行作業，實現對地下資源的快速探測與識別，具有低成本、速度快、通行性好的特點，可用于地形復雜、地表被植被、沙漠等覆蓋區的靶區的資源快速評價，并可進行大面積的資源普查。時間域航空電磁勘探系統由于使用不接地供電方式(線圈)，可以通過直接增大發射磁矩增加勘探深度，提高數據質量。時間域航空電磁勘探系統通過在發射線圈中通以時變的電流，向地下發送瞬變磁場(一次場)，激發地下良導體感生渦旋電流(二次感應電流)，在電流關斷期間(off-time)產生衰變的二次場(二次感應電壓)，通過接收線圈以及數據采集記錄各分量全波感應電壓。由于接收到的二次場受地下介質的電磁特征影響，因此對感應電壓進行分析研究即可得到地下介質的介電常數、電導率和磁導率等重要參數，從而能夠根據得到的參數確定地下礦體的空間分布和形態特征。為了增加系統的探測深度，需要提高時間域航空電磁勘探系統的電磁發射機的發射磁矩，為了實現大的發射磁矩，需要提高發射電流、增大發射功率實現大的發射磁矩。為此，提供上千安培的發射電流是航空電磁發射領域的一個關鍵技術。但是，隨著電磁發射機的發射磁矩的增大，即功率的增大，整個時間域航空電磁勘探系統的發射系統的重量和體積也在不斷增加，受搭載發射系統的飛行平臺的有效載荷限制，最大限度的提高設備利用率，在保證發射磁矩的前提下降低設備的重量是航空電磁發射機的一個目前需要解決的技術問題。時間域航空電磁發射波形雖然各有不同，但發射波形均為斷續模式，即發射機發射一個波形，暫停一段時間，然后再發射，依次循環，周期性發射。當發射機輸出波形時，發射機輸出電流到發射線圈，對外輸出能量，當發射機不輸出波形，即接收機接收二次場信號的時段，發射機不輸出電流，對外不輸出能量。按照上述發射模式，發射機間隔輸出較高功率，如果直接利用電源提供的電能進行輸出，存在設備利用不充分的問題。發射天線一般采用導線繞制線圈，其對外的電氣特性等效為電感，對感性負載發射脈沖電流，存在剩余能量回收的問題。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是如何最大程度的提高發射裝置的利用率，在同等重量和體積下提供更大的發射磁矩。為了解決上述技術問題，本技術提供了一種時間域大電流航空電磁發射裝置，所述裝置包括控制模塊以及大功率主回路模塊；所述大功率主回路模塊包括LC諧振全橋逆變主回路、恒功率充電主回路、信號檢測電路以及驅動電路；所述LC諧振全橋逆變主回路包括第一電容以及發射線圈，所述第一電容與所述發射線圈連接；所述檢測電路與所述恒功率充電主回路以及所述控制模塊連接，所述控制模塊與所述驅動電路連接，所述驅動電路與所述LC諧振全橋逆變主回路以及所述恒功率充電主回路連接，所述恒功率充電主回路與所述LC諧振全橋逆變主回路連接；所述檢測電路與所述LC諧振全橋逆變主回路連接。優選地，所述LC諧振全橋逆變主回路還包括第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第五IGBT、第六IGBT、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管以及電阻；所述第一二極管的正極連接所述第一IGBT的發射極，所述第一二極管的負極連接所述第一IGBT的集電極；所述第二二極管的正極連接所述第二IGBT的發射極，所述第二二極管的負極連接所述第二IGBT的集電極；所述第三二極管的正極連接所述第三IGBT的發射極，所述第三二極管的負極連接所述第三IGBT的集電極；所述第四二極管的正極連接所述第四IGBT的發射極，所述第四二極管的負極連接所述第四IGBT的集電極；所述第五二極管的正極連接所述第五IGBT的發射極，所述第五二極管的負極連接所述第五IGBT的集電極；所述第六二極管的正極連接所述第六IGBT的發射極，所述第六二極管的負極連接所述第六IGBT的集電極；所述第五IGBT的集電極連接所述恒功率充電主回路，所述第五IGBT的發射極連接所述第一電容的一端以及所述第六IGBT的集電極，所述第一電容的另一端連接所述恒功率充電主回路；所述第六IGBT的發射極連接所述第一IGBT的集電極以及第三IGBT的集電極，所述第一IGBT的發射極連接所述發射線圈的一端以及所述第二IGBT的集電極，所述第二IGBT的發射極連接所述第一電容的另一端；所述發射線圈的另一端連接所述電阻的一端，所述電阻的另一端連接所述第三IGBT的發射極以及第四IGBT的集電極；所述第四IGBT的發射極連接所述第一電容的另一端。優選地，所述恒功率充電主回路包括電源、高頻逆變電路、高頻變壓器以及高頻整流電路；所述高頻變壓器包括正邊繞組以及若干個副邊繞組；所述電源與所述高頻逆變電路連接，所述高頻逆變電路將所述電源的直流電源轉換為高頻交流電；所述正邊繞組與所述高頻逆變電路連接，所述高頻整流電路與所述副邊繞組連接，所述高頻變壓器將所述高頻交流電升壓到預定電壓值，所述高頻整流電路將若干個副邊繞組的輸出進行整流后串聯在一起。優選地，所述高頻逆變電路包括第七IGBT、第八IGBT、第九IGBT、第十IGBT、第七二極管、第八二極管、第九二極管、第十二極管、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容以及第六電容；所述第七IGBT的集電極與所述第七二極管的負極、第三電容的一端、所述第八IGBT的集電極、第八二極管的負極以及第四電容的一端連接；所述第七IGBT的發射極與所述第九IGBT的集電極、第七二極管的正極、第三電容的另一端、第九二極管的負極、第五電容的一端以及所述正邊繞組的一端連接；所述正邊繞組的另一端與所述第二電容的一端連接；所述第八IGBT的發射極與所述第十IGBT的集電極、所述第八二極管的正極、所述第四電容的另一端、所述第十二極管的負極、第六電容的一端以及所述第二電容的另一端連接；所述第九IGBT的發射極與所述第九二極管的正極、第五電容的另一端、第十IGBT的發射極、第十二極管的正極以及第六電容的另一端連接。優選地，所述高頻整流電路包括若干個整流單元以及一個電感，各個所述整流單元串聯連接；每個所述整流單元均均包括四個二極管，其中每兩個二極管串聯形成兩個支路，并且所述兩個支路并聯連接形成整流單元，每個所述副邊繞組分別與一個所述整流單元連接，并且所述副邊繞組的兩端分別連接在對應的整流單元的兩個支路的兩個二極管串聯連接的部位；所述電感的一端連接一個所述整流單元的二極管的負極，所述電感的另一端連接所述第一電容的一端。優選地，所述控制模塊包括恒功率充電控制子模塊；所述恒功率充電控制子模塊根據所述檢測電路檢測得到的恒功率充電主回路的母線電壓和電流計算得到所述恒功率充電主回路的輸出功率，并根據所述恒功率充電主回路的輸出功率與預定功率的差值生成相應脈沖寬度的控制信號，并利用所述控制信號控制所述第七IGBT、第八IGBT、第九IGBT以及第十IGBT的導通與關斷，實現所述恒功率充電主回路的恒功率輸出。本技術提供了一種時間域大電流航空電磁發射裝置，本技術的裝置包括控制模塊以及大功率主回路模塊，其中大功率主回路模塊包括LC諧振全橋逆變主回路以及恒功率充電主回路，L本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種時間域大電流航空電磁發射裝置，其特征在于，所述裝置包括控制模塊以及大功率主回路模塊；所述大功率主回路模塊包括LC諧振全橋逆變主回路、恒功率充電主回路、信號檢測電路以及驅動電路；所述LC諧振全橋逆變主回路包括第一電容以及發射線圈，所述第一電容與所述發射線圈連接；所述檢測電路與所述恒功率充電主回路以及所述控制模塊連接，所述控制模塊與所述驅動電路連接，所述驅動電路與所述LC諧振全橋逆變主回路以及所述恒功率充電主回路連接，所述恒功率充電主回路與所述LC諧振全橋逆變主回路連接；所述檢測電路與所述LC諧振全橋逆變主回路連接。

【技術特征摘要】
1.一種時間域大電流航空電磁發射裝置，其特征在于，所述裝置包括控制模塊以及大功率主回路模塊；所述大功率主回路模塊包括LC諧振全橋逆變主回路、恒功率充電主回路、信號檢測電路以及驅動電路；所述LC諧振全橋逆變主回路包括第一電容以及發射線圈，所述第一電容與所述發射線圈連接；所述檢測電路與所述恒功率充電主回路以及所述控制模塊連接，所述控制模塊與所述驅動電路連接，所述驅動電路與所述LC諧振全橋逆變主回路以及所述恒功率充電主回路連接，所述恒功率充電主回路與所述LC諧振全橋逆變主回路連接；所述檢測電路與所述LC諧振全橋逆變主回路連接。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述LC諧振全橋逆變主回路還包括第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第五IGBT、第六IGBT、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管以及電阻；所述第一二極管的正極連接所述第一IGBT的發射極，所述第一二極管的負極連接所述第一IGBT的集電極；所述第二二極管的正極連接所述第二IGBT的發射極，所述第二二極管的負極連接所述第二IGBT的集電極；所述第三二極管的正極連接所述第三IGBT的發射極，所述第三二極管的負極連接所述第三IGBT的集電極；所述第四二極管的正極連接所述第四IGBT的發射極，所述第四二極管的負極連接所述第四IGBT的集電極；所述第五二極管的正極連接所述第五IGBT的發射極，所述第五二極管的負極連接所述第五IGBT的集電極；所述第六二極管的正極連接所述第六IGBT的發射極，所述第六二極管的負極連接所述第六IGBT的集電極；所述第五IGBT的集電極連接所述恒功率充電主回路，所述第五IGBT的發射極連接所述第一電容的一端以及所述第六IGBT的集電極，所述第一電容的另一端連接所述恒功率充電主回路；所述第六IGBT的發射極連接所述第一IGBT的集電極以及第三IGBT的集電極，所述第一IGBT的發射極連接所述發射線圈的一端以及所述第二IGBT的集電極，所述第二IGBT的發射極連接所述第一電容的另一端；所述發射線圈的另一端連接所述電阻的一端，所述電阻的另一端連接所述第三IGBT的發射極以及第四IGBT的集電極；所述第四IGBT的發射極連接所述第一電容的另一端。3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述恒功率充電主回路包括電源、高頻逆變電路、高頻變壓器以及高頻整流...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張一鳴，郭兵，李亮亮，高星樂，高俊俠，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：新型
國別省市：北京;11