论文题目：磁性源电磁发射机发射电流波形整形技术研究
摘要：随着我国经济的高速发展,各类隧道等施工工程越来越多,矿产资源的需求越来越大。但是由于地质情况不了解,地质探测不准确,山体隧道、矿井等工程施工中一些突水突泥事故还时有发生。目前磁性源电磁发射系统由于其自身线圈敷设和更换简单、抗干扰能力强、使用方便可靠等优点常常被应用于矿产探测、地下水探测、隧道工程超前探测等需要勘探地质条件的场景。但是磁性源电磁发射机存在发射电流不能快关断、线性度不高、平顶段电流纹波大、开通电流上升时间长等问题。因此对磁性源电磁发射机发射电流波形整形技术的研究具有重要意义。本文主要完成了如下工作:首先对瞬变电磁法原理进行分析,研究瞬变电磁法中介质、波形对于响应的影响。建立发射线圈的数学模型,讨论线圈中各个参数对下降沿波形的影响。研究全桥电流发射电路发射电流波形特点。然后对发射电流快关断可优化因素和现有快关断技术进行研究,建立钳位电容充放电模型,对典型的恒压钳位电路进行仿真分析。研究了电流过冲吸收技术,分析引起电流过冲和振荡的原因,建立电流过冲吸收模型。研究了针对发射电流上升沿和平顶段整形的现有方案,对前沿提升电路进行仿真分析。针对现有技术的不足,提出了新型磁性源电磁发射机电路,对其钳位电容稳压单元和能量转移单元进行研究分析。分析新型磁性源电磁发射机的工作过程,建立新型电磁发射机电流下降阶段的馈能模型,对阻断二极管的位置进行讨论分析,对其电路的参数进行分析和计算,使用Simulink工具对新型电磁发射机进行仿真分析。最后在实验室搭建了新型磁性源电磁发射机实验平台进行实验验证。分别介绍了硬件电路设计和软件设计。实验结果与仿真结果一致,验证了新型磁性源电磁发射机电路在发射初始阶段就能保证发射电流快关断和下降沿的高线性度,上升沿通过合理设置提升电压,同样也能达到快速上升和高线性度效果,实现了各个周期发射电流波形的高一致性。
关键词：磁性源电磁发射机;瞬变电磁法;波形整形;恒压钳位电路
学科专业：电气工程（专业学位）
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 瞬变电磁探测技术国内外研究现状
1.3 论文主要研究内容
2 磁性源电磁发射机基本模型
2.1 瞬变电磁法原理
2.2 线圈负载等效模型
2.3 传统电流发射电路
2.4 仿真分析
2.5 本章小结
3 发射电流波形整形技术分析
3.1 引言
3.2 发射电流快关断技术
3.3 电流过冲吸收技术
3.4 发射电流上升沿整形技术
3.5 发射电流平顶段整形技术
3.6 本章小结
4 新型磁性源电磁发射机电路设计及仿真
4.1 引言
4.2 新型磁性源电磁发射机电路结构
4.3 新型磁性源电磁发射机工作过程分析
4.4 发射电流下降阶段馈能电路模型
4.5 阻断二极管位置分析
4.6 电路参数分析与计算
4.7 仿真分析
4.8 本章小结
5 实验结果及分析
5.1 实验平台设计
5.2 实验结果分析
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简历