TU型轨道电路调谐电容器研发

论文摘要

随着我国国民经济的持续发展和人民生活水平的不断提高,城市轨道交通建设正在全国大型城市兴起,TU型轨道电路调谐电容器就是在这一背景下应轨道交通通信信号系统客户的要求而开发并替代进口产品的。由于生产过程的环境污染,项目产品使用的主要原材料金属化聚碳酸酯薄膜已在全球范围停止生产,这更迫切要求我们找到原材料的替代方案,尽快开发出满足顾客要求的产品。本文在金属化有机薄膜电容器研发流程的基础上,广泛分析了各种电工用有机薄膜,进行了大量的实验,及时地提出了运用复合介质技术开发TU型轨道电路调谐电容器的新设计。实践和试验证明,运用正温度系数的金属化聚酯薄膜和负温度系数的金属化聚丙烯薄膜复合生产轨道电路调谐电容器是完全符合用户的技术标准要求的。运用复合介质开发生产电容器打破了人们用单一介质生产电容器的惯性思维,申请的实用新型专利已得到国家知识产权局的授权,发明专利正在受理当中。文章从电容器的功能、种类、主要性能参数等基本知识开始,介绍了与TU型轨道电路调谐电容器密切相关的金属化有机薄膜电容器的主要原材料、产品设计及主要工艺过程,阐明了用金属化聚苯硫醚单一介质替代聚碳酸酯研制TU型轨道电路调谐电容器中存在的技术不成熟性和质量缺陷。本文重点介绍了运用介质复合技术开发TU型轨道电路调谐电容器项目产品的可行性、方案、产品设计、工艺设计,最后通过顾客第二方试验与使用验证、国家认可第三方权威实验室的检验和实验验证,充分证明了项目产品的技术可行性和制造工艺的成熟性。目前,项目产品已批量提供北京大成通号轨道交通设备有限公司使用。为进一步提升项目产品的技术含量和产业化的需要,文章最后提出了后续的改进工作和产业化计划,通过增强产品使用过程的安全性、制定行业标准达到引领和控制市场的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研发背景及意义
• 1.1.1 轨道交通简介及我国轨道交通的发展
• 1.1.2 城市轨道交通自动化发展
• 1.1.3 项目任务来源
• 1.1.4 技术要求及试验要求
• 1.1.5 项目产品开发的意义
• 1.1.5.1 经济效益
• 1.1.5.2 社会效益
• 1.2 电容器研发的典型过程
• 1.3 论文的结构安排
• 第二章 电容器设计基础
• 2.1 电容器的分类
• 2.1.1 按功能分类
• 2.1.2 按介质分类
• 2.1.3 按电容量是否可调整分类
• 2.2 电容器的性能参数
• 2.2.1 电容量
• 2.2.2 绝缘电阻
• 2.2.3 损耗角正切值
• 2.2.4 介电强度
• 2.3 项目产品种类的确定
• 2.4 金属化有机薄膜电容器
• 2.4.1 主要原材料
• 2.4.2 介质材料选定一般原则
• 2.4.3 金属化有机薄膜电容器一般工艺过程
• 2.4.3.1 卷绕
• 2.4.3.2 热压
• 2.4.3.3 喷金
• 2.4.3.4 热处理定型
• 2.4.3.5 半成品测试
• 2.4.3.6 焊接、装配
• 2.4.3.7 去潮
• 2.4.3.8 封装
• 2.4.3.9 成品测试
• 2.4.4 设计计算
• 2.4.4.1 采购电容器的一般给定条件
• 2.4.4.2 原材料规格确定及电容器设计计算
• 2.4.4.2.1 主要原材料规格的确定
• 2.4.4.2.2 平板型电容器电容量的计算
• 2.4.4.2.3 金属化有机薄膜电容器设计计算
• 第三章 单一介质研制 TU 型轨道电路调谐电容器
• 3.1 主要原材料的确定
• 3.2 产品设计
• 3.2.1 确定金属化聚苯硫醚薄膜的规格尺寸
• 3.3 工艺设计
• 3.4 检验、试验
• 3.4.1 电容量精度
• 3.4.2 极间耐电压
• 3.4.3 极壳耐电压
• 3.4.4 等效串联电阻
• 3.4.5 容量温度稳定性
• 3.4.6 寿命试验
• 第四章 基于介质复合技术开发TU 型轨道电路调谐电容器
• 4.1 介质复合技术的可行性分析
• 4.2 介质复合技术的两种方案
• 4.2.1 内部介质复合
• 4.2.2 外部复合
• 4.3 两种复合方式的比较
• 4.4 产品设计
• 4.4.1 确定最佳搭配比例
• 4.4.1.1 理论计算
• 4.4.1.2 实验修正
• 4.4.2 TU 型轨道电路调谐电容器160VDC 79.5μF 产品设计
• 4.5 工艺设计
• 4.6 检验、试验
• 4.6.1 电容量精度：≤±1%
• 4.6.2 极间耐电压：2UNNDC，5 秒，无击穿和闪络
• 4.6.3 极壳耐电压:2000VAC,5 秒,无击穿和闪络
• 4.6.4 等效串联电阻:≤5m
• 4.6.5 容量温度稳定性:从-20℃到+60℃,|△C/C|≤0.5%
• 4.6.6 寿命试验:|△C/C|≤2%
• 4.7 产业化实施的技术难点及解决方案
• 4.8 技术质量验证
• 4.8.1 顾客第二方试验与使用验证
• 4.8.2 第三方实验验证
• 第五章 TU 型轨道电路调谐电容器研发总结
• 5.1 项目产品研发的阶段性成果
• 5.2 后续的改进工作和产业化计划
• 5.2.1 提高项目产品的安全性
• 5.2.2 制定行业标准
• 5.3 产业化计划
• 参考文献
• 致 谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 攻读学位期间取得的其它科研成果