真空断路器模块电源系统的电磁兼容与可靠性设计

论文摘要

在经济高速发展的今天,电力系统的稳定性是影响着经济建设的快速、稳定发展的重要因素。为了更快更好的发展我国的经济,提供一个有保障的,能安全运行的电力系统是十分重要的。真空断路器正是为了保障电力系统的可靠运行而出现的,断路器中的电源系统直接决定了其本身的可靠性。本文首先介绍了真空断路器的发展,分析了电源系统为断路器供能的基本原理。在解释了电磁兼容概念的基础上,提出了真空断路器的电源系统及其核心部件中存在的电磁兼容问题,进而说明了对电源系统进行电磁兼容和可靠设计的重要意义。接着进行了电源系统的总体设计,针对电源系统的总结构、电网取电的线圈、蓄电池充电电路、开关电源变换电路部分行了详细的分析,阐述了各个环节的工作原理,从而提出了各个部分的设计思路。为了提高电源系统工作的可靠性,对电源系统的充电电路和电压变化电路建立了可靠性模型,并通过可靠性分配的方法,计算了其平均故障间隔时间(MTBF)。在此基础上,结合对电子线路中常见的电磁干扰的种类和传播形式的研究,进行了电源系统的滤波电路、防过压电路、抑制尖峰电流电路、接地防雷击电路的设计。并提出了电源系统电路板的设计原则,全面的进行了系统的可靠性和电磁兼容性设计。根据本课题所提出的整体设计方案,制作了具有可靠性和电磁兼容特性的电源系统。并对其进行了电磁兼容实验和可靠性实验,验证了该电源系统具有良好的可靠性,且电磁兼容特性优良,进一步说明了本课题设计思路的合理性和科学性,值得借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 真空断路器模块的研究与发展
• 1.2 永磁操纵机构及其电源系统的发展
• 1.3 真空断路器模块电源系统中的电磁兼容问题
• 1.3.1 真空断路器模块电源系统的电磁兼容
• 1.3.2 电源系统的核心部件的电磁兼容
• 1.4 本文的主要研究工作
• 2 真空断路器模块永磁机构电源系统的总体设计
• 2.1 引言
• 2.2 电源系统结构介绍
• 2.3 电源系统的电网取电设计
• 2.4 蓄电池的充电模块设计
• 2.5 DC-DC变换电容充电电路
• 2.6 本章小结
• 3 电源系统的可靠性分析与设计
• 3.1 引言
• 3.2 真空断路器模块电源电路可靠性分析与设计
• 3.3 电路元件可靠模型的建立
• 3.4 电源电路元器件的可靠性计算
• 3.5 电容充电电路的可靠性的定量计算
• 3.6 本章小结
• 4 电源系统的电磁兼容性分析与设计
• 4.1 引言
• 4.2 电源系统中的电磁干扰源分析
• 4.3 电源系统的抗电磁干扰设计
• 4.4 电源系统的PCB抗干扰设计
• 4.4.1 设计的一些约束条件
• 4.4.2 总体布局的设计
• 4.5 本章小结
• 5 电源系统的电磁兼容与可靠性实验
• 5.1 引言
• 5.2 电源系统的电磁兼容实验
• 5.2.1 电快速瞬变脉冲群抗扰度实验
• 5.2.2 静电放电抗扰度实验
• 5.2.3 浪涌抗扰度实验
• 5.2.4 射频场感应的传导骚扰抗扰度实验
• 5.3 电源系统的可靠性实验
• 5.3.1 实验回路设计
• 5.3.2 实验结果
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢