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电力机车辅助变流器控制策略研究
| 论文题名： | 电力机车辅助变流器控制策略研究 |
| 关键词： | 交流器;控制策略;输入电压前馈;故障管理;电力机车 |
| 摘要： | 辅助变流器是电力机车的重要组成部分，其性能直接关系到机车的安全、可靠运行。本文以“深度国产化HXD2型电力机车辅助变流器控制系统研发”为背景，对变流器的控制策略进行了深入的研究。 本文所研究的辅助变流器采用DC-DC-AC拓扑，包括斩波、逆变、充电机三个变流模块。斩波模块使用输出电压反馈+输入电压前馈的控制策略，在输入电压波动、负载波动影响下获得了较好的控制效果。三相逆变模块采用了SPWM+SHEPWM的调制方法，为满足不同调制模式的电压幅值无差切换，对SPWM注入了3次谐波进行改进。充电机模块使用半桥DC-DC拓扑，将直流545V降至110V左右，并按照充电曲线给蓄电池充电。 运行逻辑和故障管理是辅助变流器控制的重要环节。在机车运行过程中，ACU(辅助变流器控制单元)从列车通信网络中获取控制指令，控制变流器进行启动停止、负载管理、隔离或紧急等操作。ACU对变流器的运行状态进行实时的监测，若出现故障情况，需要及时进行处理，将故障进行记录和报告。 ACU选用DSP+FPGA作为控制核心，外设包括A/D采样、PWM发生、对外通信等功能模块。DSP程序包括算法、决策、通信等多重任务。在设计过程中采用了“自顶向下，逐步求精”的分层设计思路，通过对每个任务的功能和执行时间进行测试，可以保证程序运行的可靠性和实时性。 辅助变流器控制程序在多项试验过程中得到了验证和改进。包括地面低压、高压、型式实验，车上低压、高压、型式、试运营试验。试验结果表明，本文所研究的控制策略能够满足相关规范和要求，辅助变流器可以在复杂的实际环境中平稳、可靠地运行。 |
| 作者： | 张淼 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 郝瑞祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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