矿用本安型电源优化研究

发布时间：2020-10-19 15:40

　　 目前,用于煤矿井下检测、控制、监控、通讯的各种电气设备无处不在,而这些电气设备能够正常工作必须依靠安全可靠的电源。近年来,矿用本安型电源由于安全程度高、成本低、体积小、重量轻等优点日益成为专家研究的热点。本文主要是对矿用本安型电源进行优化研究,特别是针对其过压、过流保护次序和双重化保护串、并冗余方式进行优化研究。设计了一种具有自动恢复功能的截流保护电路和一种开关管为MOSFET的过压保护电路,为优化研究做准备。在对过压、过流保护次序选择优化中,建立了本安型电源火花放电等效模型,确定影响本质安全性能的因素,以设计的过流、过压保护电路为试验电路,分别模拟本安型电源在过压、过流和同时过压过流三种情况下两种保护次序的保护性能,结合保护电路的特点进行研究。在对双重化保护电路串、并联冗余方式优化中,引入故障的概念,以设计过流保护电路为试验电路,模拟当故障发生时,两种冗余式的本安型电源在没有要求保护时是否发生误动及在要求保护时是否发挥保护作用。研究发现:过压保护电路的类型决定了保护次序的选择,除过压保护电路类型是短路型外,本安电源采用过压-过流的保护次序安全性能更高;保护电路开关管的类型决定了双重化冗余方式的选择,针对开关管为MOSFET的保护电路,本安电源采用双重化保护电路串联冗余式安全性能更高。最后根据优化研究得出的结论,设计了一种安全性高、实用性强的“ia”级新型本质安全型电源。
【学位单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD611
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 本安型电源国内外研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
    1.4 本章小结
2 矿用本安型电源分析
    2.1 矿用本安型电源的工作条件
    2.2 本安电路火花放电分析
    2.3 矿用本安型电源设计的基本要求
    2.4 矿用本安型电源的基本结构
    2.5 矿用本安型电源的保护模式
    2.6 对存在的问题拟解决的方法
    2.7 本章小结
3 矿用本安型电源过流、过压保护电路
    3.1 本安型电源过流保护电路
    3.2 本安型电源过压保护电路
    3.3 本章小结
4 矿用本安型电源的优化
    4.1 本安电源过压、过流保护次序选择的研究
    4.2 本安电源双重化保护电路冗余方式对比研究
    4.3 本章小结
5 “ia”级新型本质安全型电源的设计
    5.1 “ia”级新型本质安全型电源系统方案的设计
    5.2 “ia”级新型本质安全型电源各组成部分设计
    5.3 分析和实验验证
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录A
附录B
致谢
作者从事科学研究和学习经历简介
攻读硕士学位期间主要成果

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本文编号：2847403