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机车天窗开启作业安全报警装置的研究与实现

作　者: 孔勇
导　师: 黄继雄；莫易敏
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电力机车 安全报警 联动接地装置 抗干扰 可靠性
分类号: U269
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 91次
引　用: 1次
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内容摘要


电力机车通过受电弓从接触网获得驱动电能，接触网的供电电压为单相25KV交流电。电力机车担当若干牵引任务后，将返回机务段或整备场进行整备，这时地勤作业人员或其他部门工作人员须登上机车车顶检查各部状态及做清洁保养工作。作业人员上车顶前应按照登顶作业程序，先通知供电部门对相应区段的接触网断电，并作好接地处理，然后方可打开车顶天窗登项作业。铁路机务部门在实际工作中，由于管理上的疏忽以及作业人员的大意，未能认真执行登顶作业安全规程，在接触网带电的情况下登顶作业，容易造成作业人员被电击身亡的重大事故，严重威胁铁路部门的生产安全。研制一套电力机车天窗开启作业安全报警接地系统，对于提高登顶作业的安全保护，确保登项作业人员的人身安全，保证机务部门的生产安全有重要的意义。该系统包括一套可靠检测接触网有无高电压的检测装置、受检测装置控制的联动机械接地装置和能准确控制机械装置的控制装置。在高压检测中，采用现代传感技术和锁相环技术，精确检测固定频率的高电压的存在，并结合计算机控制技术。考虑系统的可靠性，对系统的部分环节实现多余度控制，从而使系统能稳定可靠的王作。同时按照实地调研的情况，设计一套可以升降的菱形接地装置，既节约了空间，又满足了升降要求，还能保证长期有效的工作。控制系统包括电气控制系统和计算机控制系统。整个电气控制系统主要包括电机驱动环节、电机电流检测环节、系统决策环节以及告警环节的设计与实现。由于电力机车车顶现场条件恶劣，易受到各种干扰的侵入，因此，系统的抗干扰特性的好坏关系到整个控制系统的稳定性和可靠性。干扰的来源有许多，归纳起来主要有自然因素、周围设备、元件物理性质和板线的结构设计不合理。弄清楚干扰的来源和抑制的方法后，要解决系统硬件电路抗干扰的问题，还有软件的抗干扰设计。在硬件抗干扰措施中，主要着重对于电源干扰、电磁干扰以及外界因素引起的干扰的防治；而软件抗干扰设计主要体现在三个方面：指令沉冗、软件陷阱和看门狗系统。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 课题研究背景  8
  1.2 课题来源  8
  1.3 国内外研究现状  8-10
  1.4 主要研究内容  10-11
  1.5 本章小结  11-12
第二章 系统总体方案  12-16
  2.1 总体需求分析  12-13
    2.1.1 检测系统需求  12-13
    2.1.2 接地机械系统需求  13
    2.1.3 控制系统需求  13
  2.2 系统设计  13-15
    2.2.1 总体设计  13-14
    2.2.2 可靠性研究  14-15
  2.3 本章小结  15-16
第三章 检测系统研究与实现  16-23
  3.1 传感器  16-18
    3.1.1 检测原理  16-17
    3.1.2 传感器选择  17-18
  3.2 信号处理  18-22
    3.2.1 信号处理  18-19
    3.2.2 锁相环  19-22
  3.3 本章小结  22-23
第四章 接地机械系统设计  23-28
  4.1 初步方案  23-26
    4.1.1 方案一  23-24
    4.1.2 方案二  24-26
  4.2 方案选择  26
  4.3 接地设施  26-27
  4.4 直流电机  27
  4.5 本章小结  27-28
第五章 控制系统研究与设计  28-45
  5.1 硬件设计  28-41
    5.1.1 单片机控制模块  29-34
      5.1.1.1 概述  29-31
      5.1.1.2 复位电路  31-33
      5.1.1.3 电源电路  33-34
      5.1.1.4 报警电路  34
    5.1.2 直流电机控制模块  34-41
      5.1.2.1 概述  34
      5.1.2.2 直流电机驱动  34-37
      5.1.2.3 电机电流检测  37-41
  5.2 软件设计  41-44
    5.2.1 系统程序设计  42-43
    5.2.2 人机操作系统  43-44
  5.3 本章小结  44-45
第六章 系统可靠性研究与实现  45-51
  6.1 硬件可靠性设计  45-48
    6.1.1 电源干扰及抑制  46
    6.1.2 电磁干扰及抑制  46-47
    6.1.3 传输通道抗干扰  47
    6.1.4 电路板抗干扰  47-48
  6.2 软件可靠性设计  48-50
    6.2.1 指令冗余  48
    6.2.2 软件陷阱  48-49
    6.2.3 看门狗系统  49-50
  6.3 本章小结  50-51
第七章 总结与展望  51-53
  7.1 总结  51-52
  7.2 展望  52-53
参考文献  53-56
致谢  56-57
附录一  57-58
附录二  58

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 机车工程 > 机务段、机车保养与检修
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