鐵路養(yǎng)護(hù)宿營車電源系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著高性能數(shù)字芯片DSP、FPGA等的出現(xiàn)，DSP的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，引起了學(xué)術(shù)界和工程界的廣泛興趣。基于DSP控制的鐵路養(yǎng)護(hù)宿營車電源系統(tǒng)的研究已經(jīng)越來越受到國內(nèi)外的關(guān)注。針對鐵路養(yǎng)護(hù)宿營車電源系統(tǒng)，本文在提出系統(tǒng)硬件構(gòu)架的基礎(chǔ)上，采用工程經(jīng)驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法，對直流濾波器和交流濾波器進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，對于直流濾波器中的平波電感、平波電容的參數(shù)設(shè)計(jì)，均提出了兩種實(shí)用的設(shè)計(jì)思路。系統(tǒng)選用增量式PI算法實(shí)現(xiàn)整流模塊、充電模塊、逆

2、變模塊的全數(shù)字控制，仿真實(shí)驗(yàn)以及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的濾波器參數(shù)以及增量式PI調(diào)節(jié)算法的合理性。對于電源系統(tǒng)而言，諧波含量是衡量其電能質(zhì)量優(yōu)劣的核心標(biāo)準(zhǔn)。研究系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)以及諧波抑制的實(shí)現(xiàn)對于其推廣應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先介紹了鐵路養(yǎng)護(hù)宿營車電源系統(tǒng)的研究背景，接著介紹了宿營車電源系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展，然后對宿營車的不同供電方式進(jìn)行了比較?；谒逘I車電源的控制要求和設(shè)計(jì)目標(biāo)，提出了系統(tǒng)的總體硬件框架。接著

3、分別對其整流模塊、充電模塊、逆變模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。文章緊接著說明了精確捕捉同步電壓過零點(diǎn)的同步鎖相分頻電路、DSP外圍的數(shù)字量輸入輸出接口電路以及模擬量輸入接口電路的工作原理。
　　其次，詳盡介紹了數(shù)字PID的位置式與增量式算法，并針對了宿營車電源系統(tǒng)給出了整流模塊PID控制算法。同時(shí)，介紹了宿營車三相逆變器SPWM算法在DSP中的具體實(shí)現(xiàn)，給出了系統(tǒng)主要模塊的控制流程圖以及說明。然后，基于傅里葉分析的基本理論，

4、簡明扼要地介紹了宿營車電源單相半控整流橋在不同負(fù)載情況下的諧波分布，同時(shí)詳盡地推導(dǎo)了三相全控橋的SPWM波的諧波分布。針對宿營車電源的整流模塊和逆變模塊提出了實(shí)用的諧波抑制方法。
　　最后，根據(jù)三相SPWM逆變器的開關(guān)函數(shù)與相電壓的對應(yīng)關(guān)系，得到相電壓在靜止坐標(biāo)系下的平衡方程，根據(jù)坐標(biāo)變換理論得出了三相逆變器在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而提出同步坐標(biāo)系下的三相SPWM逆變器恒頻穩(wěn)壓的PI控制模型。接著，基于宿營車電源的所有