電氣化鐵路同相供電潮流控制實驗裝置研究與設計.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，突破了牽引網電分相阻礙列車高速化發(fā)展的技術瓶頸，實現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，給出硬件電路的設計方案和軟件的實現方法。本

2、設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測試，逆變器并網頻率、相位跟蹤測試和無功補償測試等實驗結果，并對調試過程中出現的故障進行了分析并給出解決方案。
　　本設計采用單相橋式AC-DC-AC電路結構，以TI公司的C2000系列DSP芯片TMS320F28335為控制核心。在整流器部分，以固定開關頻率的雙極性調制方式，采用

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

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％，輸入功率因數最高0.98，無功補償使并網電源輸出功率因數為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，失真度等參數的正確顯示。采用虛擬數字鍵盤進行參數輸入，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