【摘要】：海洋可控源電磁探測(MCSEM)是將電磁發(fā)射機拖曳至近海底,通過發(fā)射偶極向海底發(fā)射大功率電磁波,場源信號由電磁接收設(shè)備采集回來并經(jīng)過處理和反演,就可以分析出海底以下介質(zhì)的導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)特征,是有效勘查天然氣水合物資源的方法之一。海洋可控源電磁發(fā)射機是實現(xiàn)海洋可控源電磁探測的重要組成部分,研制高效能、大電流的電磁發(fā)射機系統(tǒng)對深海探測有著十分重要的意義。針對海洋可控源電磁發(fā)射機的基本特征和研究現(xiàn)狀,以及基于AC-AC拓撲的高效能大電流電磁發(fā)射機的研究基礎(chǔ)和技術(shù)難點,本文對高效能大電流電磁發(fā)射機進行了研制。論文分析了基于AC-AC拓撲的電磁發(fā)射機的拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理和工作效率,并在原拓撲的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化和改進。根據(jù)發(fā)射機的拓撲結(jié)構(gòu),搭建起電磁發(fā)射機的主電路系統(tǒng),并對發(fā)射機控制方案進行了研究。根據(jù)系統(tǒng)的功能和指標要求,對電磁發(fā)射機控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)進行了詳細的設(shè)計與功能劃分,對主要功能模塊H橋逆變電路和雙BUCK編碼電路進行了驅(qū)動邏輯和驅(qū)動軟件的設(shè)計,并加入了電壓、電流和溫度的監(jiān)測與保護。在設(shè)計的控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對原控制策略進行了優(yōu)化,進一步降低功耗,提高了發(fā)射機的效率,并提出了電磁發(fā)射機的電流閉環(huán)控制算法。針對電磁發(fā)射機系統(tǒng)的調(diào)試設(shè)計了測試用的電源系統(tǒng)和功率負載系統(tǒng),經(jīng)過測試表明,設(shè)計的電源系統(tǒng)能夠輸出較高的電壓和功率,負載系統(tǒng)符合小阻值、大功率的要求。此外,還設(shè)計了電磁發(fā)射機系統(tǒng)調(diào)試軟件,調(diào)試軟件不僅能夠進行控制指令的下發(fā),而且能夠?qū)崟r顯示發(fā)射機系統(tǒng)的重要監(jiān)測信息。完成高效能大電流電磁發(fā)射機系統(tǒng)功能模塊的調(diào)試和系統(tǒng)級的調(diào)試,功能模塊的調(diào)試主要包括主控板調(diào)試、H橋逆變電路調(diào)試、MOS驅(qū)動板調(diào)試和采集信息的標定,系統(tǒng)級調(diào)試主要包括系統(tǒng)開環(huán)調(diào)試、電流閉環(huán)調(diào)試、輸出信號頻率調(diào)試以及系統(tǒng)調(diào)試問題的分析與改善。調(diào)試的結(jié)果表明研制的電磁發(fā)射機可以發(fā)射輸出波形較好的大電流信號,驗證了基于AC-AC拓撲的高效能大電流電磁發(fā)射機的可行性。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH766

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本文編號：2776420