本發(fā)明涉及電力整流逆變領(lǐng)域，特別涉及一種電磁發(fā)射機(jī)。

背景技術(shù)：

在人工場(chǎng)源大地電磁法勘探中，電磁發(fā)射機(jī)通過(guò)一定發(fā)射極距的接地電極向大地注入交變電流，接收機(jī)通過(guò)獲取大地介質(zhì)對(duì)戶響應(yīng)，來(lái)構(gòu)建地下介質(zhì)電導(dǎo)率的分布信息。由于與電磁發(fā)射機(jī)相連接的兩個(gè)接地電極距離一般較大，需要較長(zhǎng)的傳輸導(dǎo)線連接發(fā)射機(jī)和接地，這樣才能形成完整的回路，實(shí)現(xiàn)電磁信號(hào)有效傳送的功能。

對(duì)于大功率發(fā)射機(jī)而言，熱的來(lái)源來(lái)自兩個(gè)方面，一個(gè)是半導(dǎo)體開關(guān)器件的開關(guān)損耗產(chǎn)生；另一個(gè)是磁性元件的損耗產(chǎn)生，半導(dǎo)體開關(guān)器件不是理想開關(guān)，所以在其開通與關(guān)閉的過(guò)程中，存在電壓，電流同時(shí)不為零的過(guò)渡區(qū)，因此對(duì)半導(dǎo)體開關(guān)器件進(jìn)行開關(guān)控制的過(guò)程中存在開關(guān)損耗，這種損耗隨著開關(guān)頻率的升高而升高，如果處理不好，將是重要的發(fā)熱源，磁性元件的損耗包括鐵耗、銅耗、磁滯損耗三個(gè)方面，鐵耗是由于磁性元件的漏磁導(dǎo)致周圍相關(guān)部件產(chǎn)生渦流產(chǎn)生的；銅耗是由于線圈自身通電后，隨著頻率的升高，趨膚效應(yīng)的影響，導(dǎo)致線圈自身的電阻升高，使得線圈的自身?yè)p耗增加；磁滯損耗是由于磁芯材料存在磁滯效應(yīng)，克服磁疇單元矯頑力做功所需的能量損耗。

為了解決磁性元件的損耗，通常需要進(jìn)行合理的磁性元件前期設(shè)計(jì)工作，包括銅線的選擇，磁性材料的選擇，線圈的繞制結(jié)構(gòu)與方法等等一系列工作。對(duì)于已經(jīng)繞制好的磁性元件，其性能也就確定了，無(wú)論上面兩個(gè)熱源處理如何處理，只能降低系統(tǒng)的發(fā)熱的程度，所以必須在以上兩個(gè)工作的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行系統(tǒng)的熱阻設(shè)計(jì)，所謂熱阻設(shè)計(jì)就是如何讓系統(tǒng)的熱以最小的阻力散發(fā)出去，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的降溫作用，當(dāng)前所采用的降低熱阻的方法主要有風(fēng)冷和水冷，所謂風(fēng)冷，就是利用電風(fēng)扇，讓系統(tǒng)內(nèi)部熱空氣與外部空氣進(jìn)行交換來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)降溫的作用，這種方法對(duì)于系統(tǒng)溫度不高的場(chǎng)合有較好的效果，成本低，容易處理；所謂水冷，就是讓水循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)熱源，利用一個(gè)輔助的水泵加冷卻塔及循環(huán)管路對(duì)系統(tǒng)降溫，這種方法對(duì)于系統(tǒng)溫度較高的場(chǎng)合用的較多，但水冷系統(tǒng)有4大問(wèn)題：腐蝕、結(jié)垢、菌藻滋生及污泥。如果不對(duì)水質(zhì)處理，將嚴(yán)重?fù)p壞制冷設(shè)備，大幅度降低熱交換效率，因此需要定期維護(hù)；在制冷系統(tǒng)方案中，除了上面提到的風(fēng)冷和水冷外，還有蒸發(fā)式制冷方式，它相對(duì)于風(fēng)冷和水冷節(jié)省功耗1/2左右，循環(huán)水量少，只占水冷式的1/8左右，適合于大環(huán)境溫度高的場(chǎng)合，在發(fā)射機(jī)中基本不用。

由于減小電磁發(fā)射機(jī)的體積可以方便野外勘探，所以電磁發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)比較緊湊，各元器件之間的距離比較近，電感元件之間的附加損耗會(huì)明顯增加，局部發(fā)熱現(xiàn)象明顯，通常采取風(fēng)冷和水冷的辦法，來(lái)降低人工源電磁發(fā)射機(jī)的溫度，但是往往風(fēng)冷效率低，水冷成本高，導(dǎo)致這兩種冷卻方式不能夠廣泛使用在電磁發(fā)射機(jī)上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電磁發(fā)射機(jī)。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電磁發(fā)射機(jī)，所述電磁發(fā)射機(jī)包括：發(fā)電機(jī)組、軟啟動(dòng)開關(guān)、不控整流橋、濾波電容、一級(jí)逆變橋、高頻變壓器、高頻整流橋、LC濾波電路、二級(jí)逆變橋，其中，所述發(fā)電機(jī)組通過(guò)所述軟啟動(dòng)開關(guān)與所述不控整流橋連接，用于輸出交流電到所述不控整流橋；

所述不控整流橋的輸出端與所述濾波電容連接，用于將輸入的三相交流電整流后形成直流電輸出到所述濾波電容，所述濾波電容的輸出端與所述一級(jí)逆變橋連接，用于將接收的直流電進(jìn)行濾波后輸出到所述一級(jí)逆變橋，所述一級(jí)逆變橋的輸出端與所述高頻變壓器的原邊連接，用于將接收到的濾波后的直流電逆變產(chǎn)生交流方波并輸出到所述高頻變壓器的原邊；

所述高頻變壓器的副邊與所述高頻整流橋連接，用于將接收的交流方波升壓后輸出到所述高頻整流橋，所述高頻整流橋的輸出端與所述LC濾波電路連接，用于將所述升壓后的交流方波整流形成直流方波，所述LC濾波電路與所述二級(jí)逆變橋連接，用于將接收的直流方波濾波形成直流電，所述二級(jí)逆變橋?qū)⒔邮盏闹绷麟娺M(jìn)行逆變后產(chǎn)生不同的方波并輸出到輸出端口；

所述電磁發(fā)射機(jī)還包括：

用于對(duì)所述電磁發(fā)射體內(nèi)的電感元件進(jìn)行電磁屏蔽的屏蔽罩，所述屏蔽罩罩在所述電感元件上，所述電感元件包括所述高頻變壓器、所述LC濾波電路中至少一個(gè)。

可選地，所述不控整流橋?yàn)槿喟氩娐贰?/p>

可選地，所述屏蔽罩為雙層結(jié)構(gòu)，分別為位于內(nèi)側(cè)的第一屏蔽罩以及位于所述第一屏蔽罩外側(cè)的第二屏蔽罩。

可選地，所述第一屏蔽罩的材料為鎳鐵合金，所述第二屏蔽罩的材料為坡莫合金。

可選地，所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩間隔設(shè)置。

可選地，所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩之間設(shè)有絕緣層。

可選地，所述一級(jí)逆變橋?yàn)镠型逆變橋。

可選地，所述軟啟動(dòng)開關(guān)為有源軟開關(guān)。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

采用本發(fā)明提供的電磁發(fā)射機(jī)，通過(guò)采用在電感元件上增加屏蔽層，使得電感元件對(duì)其他元器件的干擾降低，減少電磁發(fā)射機(jī)內(nèi)部局部發(fā)熱量，有效地改善高頻的電磁發(fā)射機(jī)的散熱狀況。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的電磁發(fā)射機(jī)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是電磁發(fā)射機(jī)沒(méi)有采用屏蔽罩之前的熱量分布圖；

圖3是本發(fā)明的電磁發(fā)射機(jī)的使用過(guò)程中散熱情況的效果圖；

圖4是采用本發(fā)明的電磁發(fā)射機(jī)進(jìn)行優(yōu)化前后的溫度曲線分布圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的說(shuō)明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的內(nèi)容以外的順序?qū)嵤４送?，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

本發(fā)明提供的一種電磁發(fā)射機(jī)，所述電磁發(fā)射機(jī)包括：發(fā)電機(jī)組10、軟啟動(dòng)開關(guān)(圖中未示出)、不控整流橋20、濾波電容80、一級(jí)逆變橋30、高頻變壓器90、高頻整流橋40、LC濾波電路50、二級(jí)逆變橋60，其中，所述發(fā)電機(jī)組10通過(guò)所述軟啟動(dòng)開關(guān)與所述不控整流橋連接，用于輸出交流電到所述不控整流橋20；

所述不控整流橋20的輸出端與所述濾波電容80連接，用于將輸入的三相交流電整流后形成直流電輸出到所述濾波電容80，所述濾波電容80的輸出端與所述一級(jí)逆變橋30連接，用于將接收的直流電進(jìn)行濾波后輸出到所述一級(jí)逆變橋30，所述一級(jí)逆變橋30的輸出端與所述高頻變壓器90的原邊連接，用于將接收到的濾波后的直流電逆變產(chǎn)生交流方波并輸出到所述高頻變壓器90的原邊；

所述高頻變壓器90的副邊與所述高頻整流橋40連接，用于將接收的交流方波升壓后輸出到所述高頻整流橋40，所述高頻整流橋40的輸出端與所述LC濾波電路50連接，用于將所述升壓后的交流方波整流形成直流方波，所述LC濾波電路50與所述二級(jí)逆變橋60連接，用于將接收的直流方波濾波形成直流電，所述二級(jí)逆變橋60將接收的直流電進(jìn)行逆變后產(chǎn)生不同的方波并輸出到輸出端口；

所述電磁發(fā)射機(jī)還包括：

用于對(duì)所述電磁發(fā)射體內(nèi)的電感元件進(jìn)行電磁屏蔽的屏蔽罩，所述屏蔽罩罩在所述電感元件上，所述電感元件包括所述高頻變壓器90、所述LC濾波電路50中至少一個(gè)。

具體地說(shuō)，在電磁發(fā)射機(jī)而言，由于開關(guān)器件通過(guò)軟開關(guān)技術(shù)后，其電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力都可以得到大大的改善，不僅抑制了電磁干擾(EMI)問(wèn)題，對(duì)其它模塊的干擾基本可以忽略，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了開關(guān)損耗降低的作用，因此電磁發(fā)射機(jī)的主要熱源來(lái)自與磁性器件，比如電感或變壓器之類的，需要對(duì)電磁發(fā)射機(jī)中存在的電感和變壓器進(jìn)行磁屏蔽，可以改善電磁發(fā)射機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)環(huán)境，減少了由于雜散磁場(chǎng)對(duì)其它模塊的干擾的同時(shí)，也減小了由于雜散磁場(chǎng)能量損耗，進(jìn)而起到發(fā)射機(jī)降溫的目的，電磁發(fā)射機(jī)匯總的電感元件不僅可以包括高頻變壓器90、LC濾波電路50，還可以包括其他包括電感或變壓器的元件，在此不作限定。

可選地，所述屏蔽罩為雙層結(jié)構(gòu)，分別為位于內(nèi)側(cè)的第一屏蔽罩以及位于所述第一屏蔽罩外側(cè)的第二屏蔽罩。

使用屏蔽罩進(jìn)行電磁屏蔽，將屏蔽罩直接罩在電感元件上，屏蔽罩可以為一個(gè)矩形殼體，具體可以根據(jù)元器件的布置進(jìn)行靈活調(diào)整，對(duì)于屏蔽罩的厚度可以根據(jù)先根據(jù)電磁發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率測(cè)量或估算出電磁發(fā)射機(jī)所處環(huán)境的磁場(chǎng)強(qiáng)度、以及期待屏蔽后磁場(chǎng)強(qiáng)度，來(lái)確定屏蔽材料的厚度，在此不進(jìn)行限定。

可選地，所述第一屏蔽罩的材料為鎳鐵合金，所述第二屏蔽罩的材料為坡莫合金。

隨著干擾磁場(chǎng)頻率的不同，所用屏蔽材料以及實(shí)現(xiàn)的方法都不一樣，對(duì)于低頻干擾磁場(chǎng)(即環(huán)境磁場(chǎng))，屏蔽材料必須用高磁導(dǎo)率材料如坡莫合金做成，坡莫合金的原理是基于高磁導(dǎo)率材料的磁旁路效應(yīng)；對(duì)于高頻干擾磁場(chǎng)，用高電導(dǎo)率材料如鎳鐵合金制作第一屏蔽罩，采用鎳鐵合金的原理是基于渦流方向磁通效應(yīng)。對(duì)于電磁發(fā)射機(jī)而言，其磁干擾頻率較低，所以，應(yīng)該考慮用高磁導(dǎo)率材料坡莫合金來(lái)制作第二屏蔽罩。

為了更好的實(shí)現(xiàn)屏蔽效果，可選地，所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩間隔設(shè)置，對(duì)于間隔的距離不進(jìn)行限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以靈活選擇，滿足屏蔽效果即可。

可選地，所述第一屏蔽罩和所述第二屏蔽罩之間設(shè)有絕緣層，利用絕緣層將第一屏蔽層和第二屏蔽層隔離開，提高屏蔽效果。

可選地，所述一級(jí)逆變橋30為H型逆變橋。

可選地，所述軟啟動(dòng)開關(guān)為有源軟開關(guān)。

可選地，所述不控整流橋20為三相半波電路，對(duì)于不控整流橋20的結(jié)構(gòu)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在此不進(jìn)行介紹，并且對(duì)于不控整流橋20不局限與三相半波電路，還可以為其它類型的，如單相橋式或三相橋等。

下面結(jié)合附圖說(shuō)明，采用本發(fā)明提供的電磁發(fā)射機(jī)的散熱效果：

圖2為電磁屏蔽前的溫度分布圖，該圖展示了21KW發(fā)射功率電感周邊器件在屏蔽前的發(fā)熱情況，可以看出：屏蔽前最高溫度為71度，圖3為電磁屏蔽后的溫度分布圖，該圖展示了21KW發(fā)射功率電感周邊器件在屏蔽后的發(fā)熱情況，可以看出：屏蔽前最高溫度為49度，屏蔽前后溫度下降了20攝氏度，說(shuō)明本專利屏蔽效果比較好。

結(jié)合圖4所示，電調(diào)試通過(guò)后，通過(guò)對(duì)溫升曲線進(jìn)行監(jiān)視，屏蔽前后的溫升曲線對(duì)比，屏蔽前后的溫升曲線變化明顯，功率器件的溫升明顯降低，圖中位于上方的曲線為采用屏蔽方案之前的溫升曲線，下方的曲線為采用本方案之后的溫升曲線。

采用本發(fā)明提供的電磁發(fā)射機(jī)，通過(guò)采用在電感元件上增加雙層屏蔽層，使得電感元件對(duì)其他元器件的干擾降低，減少電磁發(fā)射機(jī)內(nèi)部局部發(fā)熱量，有效地改善高頻的電磁發(fā)射機(jī)的散熱狀況。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括：只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種電磁發(fā)射機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。