電氣化鐵路同相供電潮流控制實驗裝置研究與設(shè)計.pdf

1、同相供電系統(tǒng)方案的提出解決了減少電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的負序、諧波和無功三大難題，突破了牽引網(wǎng)電分相阻礙列車高速化發(fā)展的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的綠色化、高效化和智能化。
　　本論文以同相牽引供電系統(tǒng)的核心單元同相供電潮流控制裝置為重點研究對象，對同相供電潮流控制裝置的工作原理進行了理論分析，對PWM整流器和并網(wǎng)逆變器的控制方案作比較及選擇，并通過軟件仿真驗證了方案的可行性，給出硬件電路的設(shè)計方案和軟件的實現(xiàn)方法。本

2、設(shè)計制作了一套電氣化鐵路同相供電系統(tǒng)控制裝置，完成了同相供電模擬并網(wǎng)實驗，驗證了本文采用的控制理論的正確性和可靠性。本文最后給出PWM整流器輸入功率因數(shù)測試，逆變器并網(wǎng)頻率、相位跟蹤測試和無功補償測試等實驗結(jié)果，并對調(diào)試過程中出現(xiàn)的故障進行了分析并給出解決方案。
　　本設(shè)計采用單相橋式AC-DC-AC電路結(jié)構(gòu)，以TI公司的C2000系列DSP芯片TMS320F28335為控制核心。在整流器部分，以固定開關(guān)頻率的雙極性調(diào)制方式，采用

3、電壓、電流雙閉環(huán)的直接電流PI控制策略，對網(wǎng)側(cè)電流進行跟蹤控制實現(xiàn)PWM整流，使系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快，控制穩(wěn)定可靠，輸入功率因數(shù)高，對電網(wǎng)無污染的特點；在逆變器部分，以固定開關(guān)頻率的單極性調(diào)制方式，采用電流PI跟蹤控制策略，實現(xiàn)電流輸出型逆變，并用數(shù)字鎖相對逆變輸出電流進行同頻、移相控制，實現(xiàn)了對并網(wǎng)電源的無功補償與有功調(diào)節(jié)。
　　本裝置對主電路的各個測量信號進行調(diào)理放大，通過TMS320F28335內(nèi)置12位AD轉(zhuǎn)換器進行采集檢測

4、，完成了對系統(tǒng)輸入電流以及輸出電壓電流的控制。測試表明，裝置輸出電壓電流的精度達到1％，頻率和相位精度達0.5％，輸入功率因數(shù)最高0.98，無功補償使并網(wǎng)電源輸出功率因數(shù)為0.98。本裝置采用4.3寸彩色液晶觸摸屏作為人機交互媒介，完成了輸出信號波形和頻譜特性的在線實時顯示，以及輸入輸出電壓、電流、頻率、相位差及功率，主機效率，失真度等參數(shù)的正確顯示。采用虛擬數(shù)字鍵盤進行參數(shù)輸入，操作方便快捷。本裝置具有開機自檢、輸入電壓欠壓及輸出過流