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牵引变电所有源综合补偿系统的模拟实验研究
| 论文题名： | 牵引变电所有源综合补偿系统的模拟实验研究 |
| 关键词： | 平衡变压器;实验样机;电流传感器;牵引变电所;有源综合补偿系统;电气化铁路 |
| 摘要： | 在当前电气化铁路牵引供电系统中,电气化铁路的谐波和无功问题日益受到广泛关注,为此相关的多方面研究也就应运而生。随着大功率半导体器件的生产制造技术、电力电子技术、微型计算机技术等关键技术的突破性发展,也使得牵引变电所有源综合补偿系统的发展更加迅速、完善。有源综合补偿系统,它是集于平衡变压器、电力电子设备、以及先进的检测和控制方法于一体的动态补偿系统,具有较高的性价比和学术研究与工程应用价值,现阶段得到了专家学者们的广泛专注。 论文针对铁路牵引变电所三相110kV／27.5kV供电情况下,出现的谐波、无功、负序电流问题,采用 Y／>／▽平衡变压器模拟牵引变电所情况进行有源综合补偿,拟在实验室条件下进行模拟研究。根据平时用电情况,选择380V／220V平衡变压器供电作为研究设置,以模拟铁路三相110kV平衡变压器供电的工作情形,利用有源综合补偿系统装置来解决现实中可能出现的问题。 首先,对有源综合补偿系统的的拓扑结构和工作原理进行了分析,讨论了单相电路谐波和无功信号的补偿量检测方法,对系统的四象限变流器、直流侧电压等方面的控制策略也进行了研究,利用Matlab／Simulink软件建立了有源综合补偿系统的仿真模型并对设计参数进行仿真和分析,验证了所设计参数的正确性和可行性。其次,根据仿真结果设计系统的硬件电路和选取合适的电力器件,并设计相应PCB板。最后,为实现电压源型PWM变流器的相应控制功能,选取霍尔电压、霍尔电流传感器等检测器件,并设计相应的调理电路来完成控制要求。论文还采用TI公司新型高性能的DSP芯片TMS320F28335作为控制核心以及三菱公司的智能功率模块(IPM)PS21865-P作为功率器件对有源综合补偿系统进行小功率样机的实验。 论文侧重于对有源综合补偿系统的硬件电路设计及实现,以供实验室条件下实验使用。论文重要内容包括硬件电路设计、器件设计与选取、控制器设计、装置开发、样机实验。通过搭建以智能功率模块(IPM)PS21865-P与TMS320F28335 DSP控制器为核心的主电路,并设计了传感器检测电路、电压过零检测电路、信号调理电路、驱动隔离电路及电源电路等,对有源综合补偿系统进行软件流程设计、程序编辑,最后通过以上设计的器件进行硬件和软件的连接,完成了系统的调试工作,并对实验样机进行调试来验证系统的实际可行性、正确性。 |
| 作者： | 何利 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 田铭兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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