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受电弓动态调整及其受流状况检测技术研究

作　者: 周建勇
导　师: 杨超
学　校: 华东交通大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 受电弓 接触网 DSP 接触力 受流质量
分类号: TM922.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


受电弓与接触线间的可靠接触和相互作用是保证电力机车良好受流的重要条件,它们间的接触压力过大,会增加受电弓和接触线的异常磨损,缩短其使用寿命;接触压力过小会使它们接触不良,使供电时断时续,甚至引起火花或电弧,烧损接触线。目前在电力机车上采用气压传动反馈的机械方式来控制受电弓的升降以调整其接触压力,这种调整接触压力的方式误差大,最大误差可达30N。本课题研究一种基于DSP的压力检测方法,在检测到接触压力的同时可以精确调整受电弓的升降以确保接触压力的正常,这样可以减小受电碳板的磨损,提高其使用率,保证受电弓获得充分的电流以保障机车正常运行,同时根据需要可以记录下压力的变化情况。另外,电力机车运行线路上接触网线由于磨损产生氧化皮层以及线质中存有质点,或气候因素等,造成弓网在即使保证规定的接触压力下受流状况依然达不到要求。因此,本课题提出增加检测受流状况这项内容,并研究了机车运行时,如何实时检测受电弓的受流状况。借鉴电力行业检测电能质量的方法检测受流状况,给出了以DSP为核心的检测电路和控制程序。总体而言,该系统集成了弓网动态接触压力检测功能、受电弓与弓网动态接触状态的自动调整功能,以及受电弓受流状态的检测实时记录功能,为接触网需待检修位置的精确定位提供依据。系统总体的工作原理是通过压力传感器、加速度传感器获知弓网动态接触压力,通过DSP程序将压力模拟信号转换为控制脉冲信号,驱动步进电机以调整受电弓的升降,从而控制受电弓与接触网之间的接触压力使其达到正常值,并可记录下压力变化值。在检测接触压力的同时,该系统将接触网上的电流通过降压、降流,高低压隔离,采集到的电流信号经AD转换,由DSP进行分析、记录,再通过计算机显示、存贮检测结果,由此可得出接触网网段的电流传导质量。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 课题研究背景、意义及内容  8-9
    1.1.1 课题来源  8
    1.1.2 课题研究背景、意义及内容  8-9
  1.2 国内外电力机车弓网接触在线检测的研究现状  9-11
  1.3 本文研究的主要内容与安排  11-12
第二章 弓网系统的力学模型  12-16
  2.1 接触网的力学模型  12-13
  2.2 接触力的计算方法  13-14
  2.3 滑板接触压力分析  14-15
  2.4 小结  15-16
第三章 受电弓接触状态检测及其自动调整  16-25
  3.1 受电弓自动调整的系统原理  16-17
    3.1.1 受电弓的调整方式  16
    3.1.2 受电弓的调整原理  16-17
  3.2 压力传感器的选择  17-18
  3.3 加速度传感器的选择  18-19
  3.4 信号的变送放大电路  19-20
  3.5 DSP 微处理器的选择与运用  20-21
  3.6 受电弓调控模拟实验  21-24
  3.7 小结  24-25
第四章 受电弓受流状况检测  25-32
  4.1 受电弓受流状况检测系统原理  25-26
  4.2 模拟信号的调理  26
  4.3 模拟信号的AD 转换  26-28
    4.3.1 MAX125 的特性和工作原理  26-27
    4.3.2 DSP 芯片对MAX125 的控制电路  27-28
  4.4 受电弓受流状况检测系统的仿真  28-31
    4.4.1 检测系统软件设计总体框架  28-29
    4.4.2 系统软件的设计及仿真  29-31
  4.5 小结  31-32
第五章 基于DSP 的检测系统设计  32-47
  5.1 基于DSP 的检测系统总体结构  32
  5.2 CAN 现场总线  32-35
  5.3 计算机与DSP 的通讯  35-41
    5.3.1 接口模块  35-37
    5.3.2 通信协议和硬件连接  37-41
  5.4 系统的抗干扰设计  41-46
    5.4.1 接触网和受电弓的电磁干扰  42-43
    5.4 2 系统的抗电磁干扰设计  43-46
  5.5 小结  46-47
第六章 总结  47-48
  6.1 主要工作回顾  47
  6.2 本课题今后需进一步研究的地方  47-48
致谢  48-49
参考文献  49-51
附录 试验照片  51-54
个人简历 在读期间发表的学术论文  54

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电力牵引 > 受电器、集电弓
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