电工实验台实时安全监护系统的设计研究

发布时间：2017-05-15 06:02

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【摘要】：近年来,随着电工实验台在高校电工实验教学中的使用日益广泛,由这些电工实验台在使用过程中所暴露出的人身和设备安全问题也日益突出,这促使相关的设备制造商和高校教师对电工实验台的这类安全问题做了一些研究和改进工作,但是依然没有获得较大的实质性改善。鉴于现有的电子开关技术、FPGA实时信号处理技术和数据通讯技术已经取得巨大成功,这给电工实验台安全问题的有效解决提供了可能。 本课题主要研究交流电路实验中短路故障位置的定位方法以及利用交流电子开关进行快速断路保护的方法,并在此基础上实现安全监护信号的实时获取和分析,进而开发可供使用的实时安全监护系统。本课题的研究针对实际电工实验台安全监护系统的迫切需求,具有良好的推广应用价值。
【关键词】：电工实验台 快速断路 故障定位 安全监护系统
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP277;TM08
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题的背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状与不足10-12
• 1.2.1 研究现状10-11
• 1.2.2 不足之处11-12
• 1.3 课题主要研究内容12-13
• 第2章 安全防护的研究与设计13-33
• 2.1 安全防护的必要性13
• 2.2 人体安全防护速度的研究13-17
• 2.2.1 电路发生短路时的电流特性13-15
• 2.2.2 电流通过人体的效应15-17
• 2.2.3 人体安全防护开关切断速度的要求17
• 2.3 系统电流的检测与短路的判断17-26
• 2.3.1 电流信号的检测方法18-19
• 2.3.2 系统短路的判断19-20
• 2.3.3 基于FPGA的多路前端信号的快速处理方案20-26
• 2.4 业内现有断路保护装置的分析26
• 2.5 利用IGBT管实现交流电子开关的研究与设计26-32
• 2.5.1 两个对偶连接的IGBT管实现交流电子开关29-30
• 2.5.2 单个IGBT管实现交流电子开关30-31
• 2.5.3 单个IGBT管实现交流电子开关的断路保护效果分析31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第3章 故障定位的研究与设计33-43
• 3.1 故障定位的必要性33
• 3.2 需要故障定位的电路拓扑特点33
• 3.3 现有故障定位方法的分析33-37
• 3.3.1 电磁感应法34
• 3.3.2 阻抗法—电桥法34-35
• 3.3.3 行波法35-36
• 3.3.4 三种故障定位方法的比较36-37
• 3.4 本课题故障定位的研究与设计37-42
• 3.4.1 常规故障定位的研究思路37
• 3.4.2 穷举法故障定位的实现过程37-42
• 3.4.3 穷举法故障定位的测试结果和评价42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 实时安全监护系统的设计43-49
• 4.1 建立监护系统的必要性43
• 4.2 实时安全监护系统的总体设计43-47
• 4.2.1 硬件总体设计框图43-44
• 4.2.2 上位机与下位机的通信方式44-45
• 4.2.3 安全监护系统的运行效果45-47
• 4.3 系统的抗干扰设计47-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 总结与展望49-50
• 5.1 主要工作成果49
• 5.2 进一步改进方向49
• 5.3 展望49-50
• 参考文献50-53
• 致谢53-54
• 附录Ⅰ54-55
• 附录Ⅱ55-56
• 附录Ⅲ56

【参考文献】

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本文编号：366974