| 【中文题名】 | 一种地铁杂散电流补偿装置的研究与实现 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-12 |
| 【中关键词】 | 杂散电流,开关电源,PWM,反激式变换器,, |
| 【英关键词】 | metro stray current,switching power,PWM,FLYBACK, |
| 【分类导航】 | 工业技术>电工技术>输配电工程、电力网及电力系统>电力系统的自动化>自动调整> |
| 【论文摘要】 |
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... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-5 |
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目录 |
5-8 |
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第一章 引言 |
8-10 |
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1.1 地铁杂散电流的原因及危害 |
8 |
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1.2 杂散电流的研究现状 |
8-9 |
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1.3 本课题的来源和研究内容 |
9-10 |
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第2章 杂散电流实验室模拟装置的设计 |
10-13 |
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2.1 轨道交通杂散电流的产生 |
10 |
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2.2 实验室模拟装置的设计 |
10-11 |
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2.3 模拟装置的电流数据采集 |
11-13 |
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第3章 杂散电流补偿电路的设计 |
13-55 |
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3.1 补偿装置原理设计 |
13-14 |
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3.1.1 地铁杂散电流补偿系统总体示意图 |
13 |
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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 |
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3.2.1 开关电源的电路结构 |
14-15 |
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3.2.2 开关电源的分类 |
15 |
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3.2.3 单极性开关电源变压器 |
15-16 |
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3.2.4 双极性开关电源变压器 |
16 |
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3.2.5 隔离与耦合技术 |
16-18 |
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3.2.6 反激式开关电源变压器工作原理 |
18-21 |
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3.2.7 直流变换器中的功率开关 |
21-22 |
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3.3 开关电源变压器的设计 |
22-38 |
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3.3.1 功率控制电路的设计注意事项 |
22 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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3.7 补偿装置开关电源部分原理图 |
54-55 |
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第4章 显示电路设计 |
55-65 |
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4.1 ICL7107 A/D转换芯片的设计 |
55 |
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4.2 双积分式A/D转换的基本原理 |
55-58 |
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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 |
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5.1 电路原理图 |
65-66 |
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5.2 PCB板的设计和制作 |
66-68 |
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5.2.1 创建网络表 |
66 |
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5.2.2 布局 |
66-67 |
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5.2.3 设置布线约束条件，开始布线 |
67-68 |
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5.3 PCB板图 |
68-69 |
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5.4 实物介绍 |
69-70 |
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第6章 实验主要结果波形分析 |
70-74 |
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6.1 电路实验波形(示波器) |
70-72 |
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6.2 实验结果分析 |
72-74 |
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第7章 结论与展望 |
74-75 |
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参考文献 |
75-77 |
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实验设备(供参考) |
77-78 |
|
致谢 |
78-79 |
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附录A 攻读学位期间参加科研项目目录 |
79 |
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附录B 攻读学位期间所发表的学术论文 |
79 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383619 |
