Исследование и разработка методов повышения эффективности современных устройств СЦБ путем оптимизации систем и устройств электропитания

• Автор: Наговицын, Виктор Викторович
• Шифр специальности: 05.22.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 159 с. : ил

Содержание
Введение.
1 Обзор систем и устройств электропитания электронной аппаратуры устройств СЦБ и связи и постановка задачи исследования .
1.1 Характеристика влияния параметров электропитающих устройств на функционирование электронной аппаратуры

1.2 Основные виды и принципы построения систем электропитания электронной аппаратуры

1.3 Объект и постановка задачи исследования.

2 Исследование системных вопросов электропитания электронной аппаратуры СЦБ.

2.1 Обобщенная эквивалентная схема систем электропитания

и е характеристики

2.2 Исследование систем электропитания с учетом влияния внутреннего сопротивления первичного источника.

2.2.1 Анализ процессов работы схемы рис.2.5,а.

2.2.2 Анализ процессов работы схемы рис.2.5,б.
2.2.3 Анализ процессов работы схемы рис.2.3.
2.2.4 Анализ процессов работы схемы с учетом сопротивления Уэ. .
Выводы
3 Разработка и исследование функциональных узлов и систем
источников электропитания
3.1 Исследование и улучшение энергетических
показателей светофоров.
3.2 Исследование устройства для управления электромагнитными силовыми механизмами.
3.3 Исследование устройств для заряда аккумуляторных батарей . . .
3.4 Исследование пусковых характеристик источника .электропитания
3.5 Исследование дистанционных методов контроля
нескольких переменных токов
Выводы.
4 Исследование влияния импульсных высокочастотных помех на функционирование электронной аппаратуры СЦБ.
4.1 Исследование причин и процессов возникновения
импульсных помех в источниках электропитания . .
4.2 Исследование процессов взаимодействия высокочастотных
помех различных генераторов
4.3 Исследование влияния параметров питающих линий на уровень высокочастотных помех в электронных приборах.
Выводы.
Заключение.
Литература


Оно может привести к сбоям в работе, например, к зависанию клавиатуры, системным сбоям, которые заканчиваются потерей или повреждением информации. Отключение питающего напряжения (сектор 2 - 6%) может вызвать потерю текущих данных в оперативной или кэш-памяти, нарушение файловой системы, что ведет к полной потере записанной на дисках информации. Импульсные перенапряжения (сектор 3 - 7%) могут привести к катастрофическим повреждениям аппаратуры с полной потерей данных. В качестве практического примера влияния проблем электропитания в устройствах СЦБ можно привести процентные данные по отказам аппаратуры системы УКП СО на Свердловской железной дороге, полученные за период с по г. Они приведены на рисунке 1. Рисунок 1. Рисунок 1. Диапазоны эксплуатационных изменений напряжения цепей управления локомотивов. Данные рис. УКП СО в г. По мере отработки и принятия соответствующих организационных, схемотехнических и системных мер доля отказов в г. Приведенные данные могут быть отнесены к стационарной электронной аппаратуре железнодорожного транспорта, располагаемой на постах ЭЦ, в релейных шкафах, домах связи и др. Для этих устройств при номинальном значении первичного переменного напряжения 0 (или 0) В практические величины напряжения лежат в пределах от 0 до 0 В. Гораздо более худшая обстановка по качеству первичного электропитания имеет место в системах электропитания бортовой электронной аппаратуры, располагаемой на локомотивах, дрезинах, пассажирских вагонах и т. Результаты измерений, выполненных рядом различных КБ и НИИ железнодорожного транспорта, обобщенные в [8], приведены на рисунке 1. Здесь обозначения соответствуют: 1 - электровозы переменного тока при номинальном значении напряжения цепей управления 1/иоы = В; 2- электровозы постоянного тока при ииоы = В; 3 - электропоезда при 6/„0м = В; 4 -электропоезда при Цноы = 0 В; 5 - тепловозы при ином = В; 6 - тепловозы при ? В. Черным цветом показаны величины напряжений Цм, серым и белым - практически возможные и экспериментально определенные изменения напряжений в процессе эксплуатации. Видно, что изменения напряжений цепей управления могут превышать номинальные значения (7И0М в 4. Для электровозов переменного тока возможно уменьшение напряжения до 5 В. У тепловозов в момент пуска дизеля снижение напряжения также значительно. Наибольшее относительное увеличение напряжения имеет место у электровозов и тепловозов. Таким образом, качество систем электропитания электронной аппаратуры на железнодорожном транспорте крайне неудовлетворительное. Вместе с этим, нельзя с достаточной степенью достоверности утверждать, что имеющиеся данные по параметрам питающих сетей известны. Если для локомотивной аппаратуры практические измерения выполнялись, хотя и недостаточно корректно, то определение характеристик первичных постоянных и переменных питающих напряжений стационарной аппаратуры не проводилось. Подобная ситуация объективно объясняется рядом следующих причин. Во-первых, ранее разработанная и эксплуатирующаяся электронная аппаратура СЦБ и связи с точки зрения преобразуемых сигналов была аналоговой или релейной и, в основном, не содержала электронных цифровых функциональных узлов с устройствами памяти. Поэтому кратковременные изменения напряжений, питающих эти узлы, не вызывали ощутимых и необратимых отказов аппаратуры и не приводили к потере значимой части информации. Во-вторых, аппаратура имела достаточно большие перегрузочные способности как по току, так и по напряжению. В качестве наиболее яркого примера можно привести релейную аппаратуру СЦБ. Следующим фактором является то обстоятельство, что ранее разработанные ИВЭП для электронной аппаратуры по принципу силового преобразования электрической энергии являлись достаточно громоздкими низкочастотными устройствами с силовыми трансформаторами, преобразующими напряжение с частотой Гц, и сглаживающими фильтрами с большими постоянными времени, составляющими десятки-сотни миллисекунд, а иногда и более. Они осуществляли достаточно надежную защиту приборов-потребителей от импульсных помех и кратковременных провалов первичного напряжения.