數(shù)字化鐵路25Hz信號(hào)電源及其并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)的研究.pdf

1、鐵路25Hz信號(hào)電源是給相敏軌道電路供電的兩相交流電源。為了適應(yīng)不同規(guī)模的車站需求，鐵路25Hz信號(hào)電源必須能夠并聯(lián)運(yùn)行以擴(kuò)大容量。該電源的可靠供電可以保證軌道相敏電路獲取鐵軌占用信息，對(duì)于鐵路運(yùn)行安全管理具有重要的意義。本文針對(duì)鐵路25Hz信號(hào)電源的數(shù)字控制及其并聯(lián)運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究和討論。
　　首先針對(duì)逆變器數(shù)字PWM控制存在的一拍滯后問(wèn)題，提出了一種基于多環(huán)結(jié)構(gòu)的逆變器最少拍控制方案。該方案法將PWM控制一拍滯后

2、作為受控對(duì)象的一部分，在Z域直接完成電流環(huán)和電壓環(huán)控制器的設(shè)計(jì)。相比傳統(tǒng)的PID控制，該方案控制效果更好，實(shí)施更方便，不依賴于經(jīng)驗(yàn)性的控制帶寬選擇;相比單電壓環(huán)最少拍控制，該方案可以獲得更好的穩(wěn)定性和可靠性?？紤]到最少拍控制的參數(shù)敏感性問(wèn)題，文中給出了基于根軌跡的穩(wěn)定邊界條件驗(yàn)證方法和輔助設(shè)計(jì)的MATLAB仿真模型。本文提出的逆變器控制方案具有很好的控制性能:濾波電感電流滯后兩拍跟隨指令和輸出電壓滯后三拍跟隨指令?；诒疚姆椒ê彤a(chǎn)生死區(qū)

3、問(wèn)題的原因找到實(shí)施死區(qū)補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法不受PWM控制滯后的影響，可以進(jìn)一步改善輸出電壓質(zhì)量。為了降低數(shù)字控制時(shí)序造成的負(fù)載電流前饋補(bǔ)償誤差，并節(jié)省硬件成本，分析了負(fù)載電流預(yù)測(cè)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)方法，發(fā)現(xiàn)一階模型的負(fù)載電流觀測(cè)器比零階模型的負(fù)載電流觀測(cè)器具有更好的預(yù)測(cè)性能。
　　論文分析了電壓源逆變器數(shù)字并聯(lián)的相關(guān)問(wèn)題。因?yàn)镈A控制和AD檢測(cè)的分辨率總是有限的，逆變并聯(lián)運(yùn)行的環(huán)流是不可避免的。在環(huán)流可接受的情況下，實(shí)現(xiàn)電壓源的并聯(lián)，才是

4、并聯(lián)設(shè)計(jì)的目的。結(jié)合逆變器并聯(lián)應(yīng)用，分析比較了目前主流網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通訊的實(shí)時(shí)性和介質(zhì)控制方式對(duì)實(shí)時(shí)通訊的影響。論文提出了一種基于CAN總線的自動(dòng)主從逆變并聯(lián)方案。該方案通過(guò)CAN總線不僅實(shí)現(xiàn)了總從機(jī)地位的自動(dòng)分配，而且實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)逆變之間的載波同步;將CAN總線超頻到2MHz速率的方法，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了每載波周期實(shí)時(shí)控制數(shù)據(jù)的可靠傳輸。這種并聯(lián)方案不僅可以抑制基波環(huán)流，也能抑制諧波環(huán)流，具有很好的環(huán)流控制性能，并且能保證與單機(jī)運(yùn)行時(shí)一致的