混合動(dòng)力動(dòng)車組輔助變流器設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、混合動(dòng)力動(dòng)車組項(xiàng)目是由北車長春軌道客車股份有限公司和北京交通大學(xué)合作開展的。其中輔助供電系統(tǒng)是其電氣裝備核心組成部分之一，其為混合動(dòng)力動(dòng)車組上除牽引傳動(dòng)系統(tǒng)之外的所有其他用電設(shè)備進(jìn)行供電。輔助供電系統(tǒng)中輔助變流器又是一個(gè)必不可少的關(guān)鍵電氣組成部分，它為列車的空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)、照明、充電機(jī)以及冷卻風(fēng)機(jī)等交流負(fù)載提供穩(wěn)定的三相380V50Hz電源，其運(yùn)行的穩(wěn)定與否，直接影響了列車上包括牽引系統(tǒng)在內(nèi)的其他電氣裝置的正常運(yùn)行。本文基于理論和工程

2、的研究基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了混合動(dòng)力動(dòng)車組的輔助變流器系統(tǒng)，包括了主電路設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并對(duì)其可行性進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)，最終驗(yàn)證了方案的可行性。
　　首先，本文對(duì)不同型號(hào)CRH動(dòng)車組的輔助供電系統(tǒng)進(jìn)行了比較分析。比較了這些輔助供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，并著重分析了其輔助變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過研究以及根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目需求，我們選擇了適合混合動(dòng)力動(dòng)車組的輔助供電系統(tǒng)方案，并初步確定了輔助變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　其次，根據(jù)已經(jīng)確定的輔助變流器拓?fù)浞桨敢?/p>

3、及項(xiàng)目實(shí)際技術(shù)指標(biāo)要求，完成了主電路拓?fù)涞淖罱K設(shè)計(jì)。然后通過計(jì)算及仿真驗(yàn)證，對(duì)主電路上的所有元器件進(jìn)行選型，使其能夠滿足電壓、電流、溫度等條件。
　　完成了主電路的設(shè)計(jì)，接下來是對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文對(duì)雙動(dòng)力輔助變流器的控制策略進(jìn)行了分析并進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)采用數(shù)字控制技術(shù)，核心芯片采用TI公司生產(chǎn)的DSP TMS320F28335，調(diào)制策略采用SVPWM，中間通過PI進(jìn)行雙閉環(huán)控制，并在雙閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行了前饋改進(jìn)。另

4、外，對(duì)控制系統(tǒng)的保護(hù)策略也進(jìn)行了介紹，通過硬件和軟件同時(shí)進(jìn)行保護(hù)，保證了可靠性。最后，還對(duì)不平衡和非線性負(fù)載問題作了簡要分析。
　　本文的最后一部分是仿真和實(shí)驗(yàn)部分。對(duì)之前的器件選型、控制策略方法等進(jìn)行仿真驗(yàn)證，證明之前的設(shè)計(jì)是行之有效的。在仿真成功的基礎(chǔ)上，再搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其結(jié)果與仿真結(jié)果及理論分析相吻合，驗(yàn)證了整套方案設(shè)計(jì)的可行性，實(shí)現(xiàn)了功能，同時(shí)為以后的工程應(yīng)用和產(chǎn)品化提供了一定理論依據(jù)和前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)