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基于STM32的CRH2型动车组客室空调逆变电源的设计
| 论文题名： | 基于STM32的CRH2型动车组客室空调逆变电源的设计 |
| 关键词： | CRH2型动车组;客室空调;逆变电源;STM32芯片;PWM调制 |
| 摘要： | 当铁路列车的数量、速度和安全性满足人们需求后，人们对铁路出行的舒适度提出了更高的要求。为了使车内通风系统正常运行，保证乘客的人身健康和安全，列车空调控制系统的优化设计显得尤为重要。本文基于 STM32微处理器，设计了一款适用于CRH2型动车组客室空调的逆变电源。与国内其他客车所采用的空调系统不同的是，CRH2型车上用的是车下单元式空调机组，并且采用了变频控制方式，这对逆变电源提出了更高的要求。 本文首先介绍了客室空调制冷系统和控制系统的工作原理，以此确定逆变电源在整个空调系统中的作用。同时，介绍了客室空调的制冷运行模式，为逆变电源控制方式和参数要求提供依据。空调主控制器根据检测到的温度与期望温度进行比较，决定当前空调所处的运行模式，并向逆变电源发送启动、停止、频率等控制信息。逆变电源根据主控制器发送来的信息，负责将辅助电源提供的单相交流电转变为合适的三相交流电，供给通风机和压缩机使其正常运行。为了实现这一功能，在设计中通过单相桥式半控整流电路和双闭环Buck电路将单相交流电变为稳定的直流电，再通过三相桥式逆变电路将直流电变为三相交流电。其中，运用到了V/F控制方式实现变频调速，并使用了三次谐波注入PWM调制方法提高直流电压利用率。 根据需求，逆变电源的硬件设计分为整流降压电路单元、逆变单元和控制单元等。逆变电源的控制程序主要是由主程序、中断程序、通讯程序等组成。除了实现基本的控制功能外，还实现了对电源当前运行情况如输出电压、温度等的实时监测、反馈。在完成主电路拓扑结构选择、控制方式选择、硬件和软件设计后，最终搭建了实验平台。通过实验结果和MATLAB仿真结果的对比，表明逆变电源各种性能指标均符合设计要求，适用于动车组客室空调。 |
| 作者： | 梁雪钰 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 欧阳红林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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