混合動力動車組輔助變流器設(shè)計與研究.pdf

1、混合動力動車組項目是由北車長春軌道客車股份有限公司和北京交通大學合作開展的。其中輔助供電系統(tǒng)是其電氣裝備核心組成部分之一，其為混合動力動車組上除牽引傳動系統(tǒng)之外的所有其他用電設(shè)備進行供電。輔助供電系統(tǒng)中輔助變流器又是一個必不可少的關(guān)鍵電氣組成部分，它為列車的空調(diào)系統(tǒng)、通風機、照明、充電機以及冷卻風機等交流負載提供穩(wěn)定的三相380V50Hz電源，其運行的穩(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行。本文基于理論和工程

2、的研究基礎(chǔ)，設(shè)計了混合動力動車組的輔助變流器系統(tǒng)，包括了主電路設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計，并對其可行性進行了仿真和實驗，最終驗證了方案的可行性。
　　首先，本文對不同型號CRH動車組的輔助供電系統(tǒng)進行了比較分析。比較了這些輔助供電系統(tǒng)的特點，并著重分析了其輔助變流器的拓撲結(jié)構(gòu)。通過研究以及根據(jù)實際項目需求，我們選擇了適合混合動力動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撲結(jié)構(gòu)。
　　其次，根據(jù)已經(jīng)確定的輔助變流器拓撲方案以

3、及項目實際技術(shù)指標要求，完成了主電路拓撲的最終設(shè)計。然后通過計算及仿真驗證，對主電路上的所有元器件進行選型，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，接下來是對控制系統(tǒng)的設(shè)計。本文對雙動力輔助變流器的控制策略進行了分析并進行了軟件實現(xiàn)。整個系統(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進行雙閉環(huán)控制，并在雙閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上進行了前饋改進。另

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