電氣化鐵路同相供電潮流控制實(shí)驗(yàn)裝置研究與設(shè)計(jì).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(fù)序、諧波和無(wú)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(shí)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(diǎn)研究對(duì)象，對(duì)同相供電潮流控制裝置的工作原理進(jìn)行了理論分析，對(duì)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(guò)軟件仿真驗(yàn)證了方案的可行性，給出硬件電路的設(shè)計(jì)方案和軟件的實(shí)現(xiàn)方法。本

2、設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)，驗(yàn)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(cè)試，逆變器并網(wǎng)頻率、相位跟蹤測(cè)試和無(wú)功補(bǔ)償測(cè)試等實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析并給出解決方案。
　　本設(shè)計(jì)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(kāi)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(duì)網(wǎng)側(cè)電流進(jìn)行跟蹤控制實(shí)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(duì)電網(wǎng)無(wú)污染的特點(diǎn)；在逆變器部分，以固定開(kāi)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(shí)現(xiàn)電流輸出型逆變，并用數(shù)字鎖相對(duì)逆變輸出電流進(jìn)行同頻、移相控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)并網(wǎng)電源的無(wú)功補(bǔ)償與有功調(diào)節(jié)。
　　本裝置對(duì)主電路的各個(gè)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行調(diào)理放大，通過(guò)TMS320F28335內(nèi)置12位AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采集檢測(cè)

4、，完成了對(duì)系統(tǒng)輸入電流以及輸出電壓電流的控制。測(cè)試表明，裝置輸出電壓電流的精度達(dá)到1％，頻率和相位精度達(dá)0.5％，輸入功率因數(shù)最高0.98，無(wú)功補(bǔ)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(jī)交互媒介，完成了輸出信號(hào)波形和頻譜特性的在線實(shí)時(shí)顯示，以及輸入輸出電壓、電流、頻率、相位差及功率，主機(jī)效率，失真度等參數(shù)的正確顯示。采用虛擬數(shù)字鍵盤進(jìn)行參數(shù)輸入，操作方便快捷。本裝置具有開(kāi)機(jī)自檢、輸入電壓欠壓及輸出過(guò)流