[发明专利]一种大功率电磁勘探恒流发射装置及其调制方法

权利要求书

1.一种大功率电磁勘探恒流发射装置，其特征在于，包括：依次连接的整流器、逆变桥路以及发射电极；

所述整流器，与发电机相连，用于将所述发电机产生的电能由交流变为直流；所述整流器包括三个并联的整流单元，每个整流单元包括两个串联的子单元，每个子单元包含一个开关管以及与所述开关管反并联的第一二极管，还包括与所述开关管串联的第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述开关管的发射极相连；

所述逆变桥路，用于将所述整流器输出的直流逆变成矩形脉冲；

所述发射电极，用于发射所述矩形脉冲；

所述整流器和逆变桥路之间还串联有滤波电感，用于稳定所述整流器输出的电流；

所述恒流发射装置还包括控制器，用于控制所述整流器；

所述控制器包括：外环直流单元、内环交流单元以及处理单元；

其中，

所述外环直流单元一端与所述整流器的输出端相连，另一端与所述处理单元相连；所述内环交流单元一端与所述发电机的输出端相连，另一端与所述处理单元相连；所述处理单元与所述整流器相连；

所述外环直流单元，用于采集所述整流器输出的直流电流；

所述内环交流单元，用于采集所述发电机输出的交流电流；

所述处理单元，用于控制所述整流器；所述处理单元，包括串联的处理器以及第一驱动保护电路；所述处理器对接收到的信号进行处理，采用空间矢量调制的方法生成脉宽调制PWM波形，并将该波形传送给第一驱动保护电路；脉宽调制PWM波形通过第一驱动保护电路转换成电平信号；

所述整流器输出的直流电流输入到所述外环直流单元中，经由所述外环直流单元进入所述处理单元中，最后经由所述处理单元的输出端输出至所述整流器中；

所述发电机输出的交流电流输入到所述内环交流单元中，经由所述内环交流单元进入所述处理单元中，最后经由所述处理单元的输出端输出至所述整流器中。

2.如权利要求1所述的恒流发射装置，其特征在于，在所述发电机与整流器之间，还连接有滤波器，用于滤除所述发电机输出电流中的谐波。

3.如权利要求1所述的恒流发射装置，其特征在于，所述外环直流单元，包括依次串联的直流检测电路和第一信号调理电路；其中，

所述直流检测电路，用于采集所述整流器输出的直流模拟信号；

所述第一信号调理电路，用于将所述直流检测电路采集的直流模拟信号转换为数字信号。

4.如权利要求1所述的恒流发射装置，其特征在于，所述内环交流单元，包括并联的交流检测电路和过零检测电路，在所述交流电流检测电路后面还串联有第二信号调理电路；其中，

所述交流检测电路，两个输出端分别与所述发电机的任意两相相连，用于采集所述任意两相的交流模拟信号；

所述第二信号调理电路，用于将所述交流检测电路采集的模拟信号转换为数字信号；

过零检测电路，与所述发电机任意一相的输出端相连，用于采集所述发电机的频率信号。

5.如权利要求1所述的恒流发射装置，其特征在于，还包括码型控制电路，与所述逆变桥路相连，用于控制所述逆变桥路。

6.如权利要求5所述的恒流发射装置，其特征在于，所述码型控制电路包括串联码型生成电路及第二驱动保护电路。

7.如权利要求1所述的恒流发射装置，其特征在于，

所述整流器为三相桥式脉宽调制PWM整流器，每个桥上串联有两组开关器件。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述恒流发射装置的调制方法，其特征在于，包括：

利用所述整流器将所述发电机产生的电能由交流变为直流；

利用所述逆变桥路将所述直流逆变成矩形脉冲；

利用所述发射电极发射所述矩形脉冲；

利用所述控制器控制所述整流器；

其中，

利用所述控制器采集所述整流器输出的直流电流；

利用所述控制器采集所述发电机输出的交流电流；

利用所述控制器根据所述整流器输出的直流电流以及所述发电机输出的交流电流，采用空间矢量调制算法生成脉宽调制PWM波形，所述脉宽调制PWM波形用于控制所述整流器中开关器件的开启关断，对所述整流器输出的直流以及所述发电机的功率因数的实时校正。