數(shù)字控制鐵道客車充電機的設計與研究.pdf

1、鐵道客車的供電技術是列車安全、舒適運行的基本保障。經(jīng)過不斷發(fā)展，我國鐵道客車目前主要采用DC600V電壓等級的機車供電方式。列車上的DC600V/DC110V充電機主要為車載蓄電池充電，同時還負責向車上的照明、控制系統(tǒng)等DC110V設備供電，是現(xiàn)代新型客運列車不可或缺的供電設備，充電機性能的優(yōu)劣直接決定了列車的乘坐舒適度和運行穩(wěn)定性。因此，對充電機進行研究對于列車的電氣化發(fā)展具有重要意義。本文根據(jù)充電機的參數(shù)指標，設計了一種數(shù)字控制型的

2、充電機。
　　首先，本文根據(jù)充電機的設計要求，對其主電路拓撲進行了選型，并介紹了所選拓撲的工作原理。由于充電機的功率較大，同時為了達到較高的轉(zhuǎn)換效率，本文選用移相全橋軟開關變換器作為主電路拓撲。其中，副邊整流拓撲選用了全波整流電路;DC-DC變換拓撲選用了的滯后橋臂串聯(lián)二極管型移相全橋ZVZCS變換器。
　　其次，按照充電機的參數(shù)指標，對主電路中的元器件進行了選型計算，并對充電機控制系統(tǒng)中需要用到的信號采樣、隔離驅(qū)動、硬件保

3、護和輔助電源模塊進行了硬件電路設計和說明。
　　再次，本文基于有效占空比的概念，在Buck變換器小信號模型的基礎上，建立了移相全橋ZVZCS變換器的小信號模型，并推導出了有關的傳遞函數(shù);由于充電機具有恒壓輸出和限流充電兩種工作方式，本文采用了兩種輸出單閉環(huán)控制策略，并利用MATLAB中的SISOTOOL設計了這兩種控制方式下的PI調(diào)節(jié)器的參數(shù);使用PSIM搭建了充電機的閉環(huán)仿真模型，對主電路中的元器件參數(shù)和兩種閉環(huán)控制模式的穩(wěn)定性