学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

一种地铁杂散电流补偿装置的研究与实现

作　者: 刘中
导　师: 李永刚
学　校: 首都师范大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 杂散电流开关电源 PWM 反激式变换器
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 170次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

杂散电流对地铁周围的埋地金属管道、通讯电缆外皮以及地铁主体结构钢筋等发生电化学腐蚀，会产生严重的危害。因此防治杂散电流成为许多专业研究人员的课题，本文针对地铁铁轨上产生的杂散电流，提出补偿技术，采用加入与地铁供电电流大小相等、方向相反的一个补偿电流的方法，来减小或抵消在特定区间内产生的杂散电流。本文结合杂散电流补偿的原理，从地铁杂散电流的研究入手，以开关电源为核心，以补偿为目的，以实用为主，设计了一种可携带，不需要外接供电电源(或电池)，并可随时显示补偿效果的杂散电流补偿装置。该种装置不仅能补偿地铁杂散电流，而且对于石油，化工，燃气管道的杂散电流同样有补偿作用。本文论述了该方案的整体设计、实验室杂散电流模拟装置及电流检测装置、介绍了开关电源的基本原理和拓扑结构选择，详细阐述了开关补偿电源、A／D转换和显示部分的电路设计以及测试实验结果等。对于开关补偿电源的主电路部分，特别是反激式变换器设计、PWM控制芯片选择、显示电路的设计进行了详细的阐述。最后对实验结果，进行了必要的分析。通过系统调试和实验结果分析，证明该补偿装置能够实现对杂散电流补偿和防治，具有一定的补偿能力和稳定性，基本满足了实际需要。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-8
第一章引言  8-10
  1.1 地铁杂散电流的原因及危害  8
  1.2 杂散电流的研究现状  8-9
  1.3 本课题的来源和研究内容  9-10
第2章杂散电流实验室模拟装置的设计  10-13
  2.1 轨道交通杂散电流的产生  10
  2.2 实验室模拟装置的设计  10-11
  2.3 模拟装置的电流数据采集  11-13
第3章杂散电流补偿电路的设计  13-55
  3.1 补偿装置原理设计  13-14
    3.1.1 地铁杂散电流补偿系统总体示意图  13
    3.1.2 补偿装置系统框图  13-14
  3.2 开关电源的相关知识  14-22
    3.2.1 开关电源的电路结构  14-15
    3.2.2 开关电源的分类  15
    3.2.3 单极性开关电源变压器  15-16
    3.2.4 双极性开关电源变压器  16
    3.2.5 隔离与耦合技术  16-18
    3.2.6 反激式开关电源变压器工作原理  18-21
    3.2.7 直流变换器中的功率开关  21-22
  3.3 开关电源变压器的设计  22-38
    3.3.1 功率控制电路的设计注意事项  22
    3.3.2 高频变压器  22-29
    3.3.3 开关电源变压器设计的一般理论  29-32
    3.3.4 补偿开关电源变压器参数计算  32-38
  3.4 PWM变换器的设计  38-46
    3.4.1 控制在开关电源中的运用  38-41
    3.4.2 环路稳定的标准  41-43
    3.4.3 设计控制环路的步骤  43
    3.4.4 开关电源PWM变换器的设计  43-46
  3.5 开关电源反馈电路的设计  46-51
    3.5.1 隔离情况下信号的传输  46-47
    3.5.2 误差控制信号的生成  47-48
    3.5.3 反馈电路的具体实现  48-51
  3.6 显示部分供电电源的设计  51-54
    3.6.1 H7805集成电路的介绍  51-53
    3.6.2 显示电路供电电源的具体设计  53-54
  3.7 补偿装置开关电源部分原理图  54-55
第4章显示电路设计  55-65
  4.1 ICL7107 A/D转换芯片的设计  55
  4.2 双积分式A/D转换的基本原理  55-58
  4.3 3(1/2)位双积分A/D转换器ICL7107  58-65
第5章电路原理图及PCB板的设计  65-70
  5.1 电路原理图  65-66
  5.2 PCB板的设计和制作  66-68
    5.2.1 创建网络表  66
    5.2.2 布局  66-67
    5.2.3 设置布线约束条件，开始布线  67-68
  5.3 PCB板图  68-69
  5.4 实物介绍  69-70
第6章实验主要结果波形分析  70-74
  6.1 电路实验波形(示波器)  70-72
  6.2 实验结果分析  72-74
第7章结论与展望  74-75
参考文献  75-77
实验设备(供参考)  77-78
致谢  78-79
附录A 攻读学位期间参加科研项目目录  79
附录B 攻读学位期间所发表的学术论文  79

一种地铁杂散电流补偿装置的研究与实现

内容摘要

全文目录

相似论文