列车辅助逆变器硬件在环测试直流源研究
发布时间：2021-12-23 06:52
随着我国经济的发展,轨道交通产业进入蓬勃发展期,辅助逆变器是列车重要器件之一,对列车稳定舒适运行有重要影响。在列车的工作过程中,辅助逆变器所接负载及接入电源运行状况较为复杂。因此研究输入电源变化对辅助逆变器的工作影响尤为重要由于列车辅助逆变器工作时直流电源电压较高,且电压范围较宽,一般直流电源难以提供合适测试电源。因此,能够模拟辅助逆变器的工作输入电源的测试直流源的研究十分必要。本文设计了测试直流源的拓扑,改进了直流升压模块的中位点电位平衡控制及主电路控制,具体研究内容如下:1、分析测试直流源的工作特性,选择合适的拓扑并分析其工作过程。详细分析连续电流、断续电流两种模式的运行过程,对比分析两种模式的优缺点,并推导了临界工作条件。2、针对直流升压部分（TL-BOOST变换器）中位点电位问题进行研究,首先分析了中位点电位平衡控制原理,建立数学模型,其次分析了模糊PI控制算法的控制过程,设计模糊PI控制器,进行仿真验证。3、针对直流升压部分的输出电压负超调现象,对比分析了预测PI控制与Smith预估控制,建立控制—输出的等效数学模型,设计预测PI控制进行改进,建立仿真模型进行验证。4、设计基...
【文章来源】：上海电机学院上海市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
2018年全国各城市轨道交通线路长度Fig.1-1:Lengthofrailtransitlinesincitiesacrossthecountryin2018
上海电机学院硕士学位论文-2-32条，运营长度达5032.7公里，56个城市开展建设城市轨道交通，在建线路共计254条，长度达6246.3公里。由此可以看出，无论从建设速度和建设规模，还是规划路线长度，中国的城市轨道交通正处于一个空前的发展期，且将持续很长时间，“十三五”预计新建3500公里左右，全国城市轨道交通运营线路预计2020年达到7000公里，2025年超过1万公里，至2030年接近1.5万公里[2]。图1-1：2018年全国各城市轨道交通线路长度Fig.1-1:Lengthofrailtransitlinesincitiesacrossthecountryin2018图1-2：2018年中国部分城市在建轨道交通线路长度Fig.1-2:LengthofrailtransitlinesunderconstructioninsomecitiesinChinain20181.2.2课题研究意义目前，我国的列车交通拥有较高的发展水平与发展速度，基本建立列车装备制
全可靠、轻量化、模块化的轨道交通设备的研发与生产仍为急需解决的问题[4-5]。辅助逆变器是列车重要器件之一，作用是为空调、通风机、加热设备、插座、照明系统供电[6]。在列车的运行过程中，辅助逆变器面临十分复杂的工作状况，其工作中的挑战主要包括以下几个方面：受电弓从电网取电情况受局域电网电压波动的影响，而局域电网的状况同时受列车运行的影响[7-8]。列车的行驶过程中受电网的影响与负载功率变化的作用有较大的随机性且无法避免的，因此辅助逆变器从受电弓所取电的有一定的扰动也是不可回避的[9]。图1-3：列车工作运行环境Fig.1-3:LengthofrailtransitlinesunderconstructioninsomecitiesinChinain2018由上述的叙述可知，辅助逆变器对于列车的运行有着十分关键的作用且有严格的工作要求。为保证上述设备的安全稳定运行，列车的辅助逆变器供电需要满足以下要求：①足够的输出电压，符合列车车载辅助设备的用电要求；②较高的输出稳定性，当接入受电弓接入的直流电源在一定范围内波动及列车车载辅助功率产生变化时，能保证稳定可靠的供电。功率硬件在环测试采用真实控制器、部分真实测试环境及部分虚拟测试环境进行测试，能缩减测试装置的开发周期，降低测试所需成本，能提高测试可靠性，并且能进行被测设备一些较为极端的运行条件下的性能测试，大大减少被测设备工作运行时出现问题的可能性。而且功率硬件在环测试的兼容度较大，可以满足被测设备不同型号的测试工作。目前已经广泛地应用在新能源发电[10]、电动汽车[11-12]等领域。为保证辅助逆变器在工作时能安全可靠运行，需要对辅助逆变器进行严格的可靠性测试。辅助逆变器由功率较大的电力电子器件构成，对其进行可靠性测试具有
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种面向电动车IPMSM的基于模糊PI的高性能调速控制方法[J]. 谭琳,刘平,崔帅. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(11)
[2]基于改进模糊PI控制器的PMSM矢量控制系统仿真[J]. 胡堂清,张旭秀. 自动化与仪表. 2019(06)
[3]一种DSP+FPGA/CPLD控制系统互联及同步策略[J]. 程然,马柯. 电力电子技术. 2019(06)
[4]基于SOGI单相锁相环的列车辅助逆变器并联技术[J]. 康成伟,顾诚博,李伟杰,王伟,刁利军. 电工电能新技术. 2019(05)
[5]基于SCA优化模糊PI控制器的PMSM转速控制[J]. 陈冬,赵宇红. 电气传动. 2019(05)
[6]基于模糊PI及矢量变换控制方法的电动车驱动系统工况适应性研究[J]. 王鹏博,卢秀和. 电测与仪表. 2019(08)
[7]基于辅助逆变器的IPT系统原边动态调谐方法研究[J]. 岳鹏飞,易小龙,刘野然,麦瑞坤,何正友,李伟华. 中国电机工程学报. 2019(05)
[8]船舶电力推进永磁容错电机模糊自适应PI控制[J]. 白洪芬,朱凌宇. 电机与控制应用. 2019(02)
[9]预测模糊PI控制的反激变换器设计与仿真[J]. 管雪梅,张卢军,樊粉霄. 现代电子技术. 2019(02)
[10]三电平Boost变换器脉冲相位延迟控制策略[J]. 杨杰,杜会卿,沈杰,蔡宗举. 电力电子技术. 2018(08)
博士论文
[1]用于电信号计量和测量的DSP架构及实现[D]. 吴博强.浙江大学 2019
[2]高频脉冲直流环节辅助逆变器输出性能优化与效率提升[D]. 杜会卿.北京交通大学 2016
硕士论文
[1]基于LabVIEW的电动汽车电机控制硬件在环测试系统设计[D]. 唐文军.吉林大学 2018
[2]兼容LM3S9B81微控制器的CAN总线控制器IP设计[D]. 王爽.西安电子科技大学 2018
[3]自适应滑模控制在Buck-Boost变换器中的应用[D]. 赵雷雷.北京交通大学 2018
[4]基于预测PI的双容系统控制算法研究与应用[D]. 文盼.东华大学 2018
[5]基于C8051单片机的通用型气压计的设计与实现[D]. 刘超然.天津大学 2018
[6]基于LabVIEW的电液比例加载系统的设计与研究[D]. 刘雄博.长安大学 2018
[7]风电系统三电平升压及T型逆变器并网预测控制研究[D]. 杨梓.燕山大学 2017
[8]基于三电平DC-DC变换器的风储双极性直流微电网运行控制策略研究[D]. 陈宇豪.太原理工大学 2017
[9]基于TMS320F28335的T型三电平光伏并网逆变器的设计与实现[D]. 单亮.合肥工业大学 2017
[10]电动汽车车载充电机功率因数校正技术的研究[D]. 姚鑫.南京师范大学 2017
本文编号：3548010
【文章来源】：上海电机学院上海市
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
2018年全国各城市轨道交通线路长度Fig.1-1:Lengthofrailtransitlinesincitiesacrossthecountryin2018
上海电机学院硕士学位论文-2-32条，运营长度达5032.7公里，56个城市开展建设城市轨道交通，在建线路共计254条，长度达6246.3公里。由此可以看出，无论从建设速度和建设规模，还是规划路线长度，中国的城市轨道交通正处于一个空前的发展期，且将持续很长时间，“十三五”预计新建3500公里左右，全国城市轨道交通运营线路预计2020年达到7000公里，2025年超过1万公里，至2030年接近1.5万公里[2]。图1-1：2018年全国各城市轨道交通线路长度Fig.1-1:Lengthofrailtransitlinesincitiesacrossthecountryin2018图1-2：2018年中国部分城市在建轨道交通线路长度Fig.1-2:LengthofrailtransitlinesunderconstructioninsomecitiesinChinain20181.2.2课题研究意义目前，我国的列车交通拥有较高的发展水平与发展速度，基本建立列车装备制
全可靠、轻量化、模块化的轨道交通设备的研发与生产仍为急需解决的问题[4-5]。辅助逆变器是列车重要器件之一，作用是为空调、通风机、加热设备、插座、照明系统供电[6]。在列车的运行过程中，辅助逆变器面临十分复杂的工作状况，其工作中的挑战主要包括以下几个方面：受电弓从电网取电情况受局域电网电压波动的影响，而局域电网的状况同时受列车运行的影响[7-8]。列车的行驶过程中受电网的影响与负载功率变化的作用有较大的随机性且无法避免的，因此辅助逆变器从受电弓所取电的有一定的扰动也是不可回避的[9]。图1-3：列车工作运行环境Fig.1-3:LengthofrailtransitlinesunderconstructioninsomecitiesinChinain2018由上述的叙述可知，辅助逆变器对于列车的运行有着十分关键的作用且有严格的工作要求。为保证上述设备的安全稳定运行，列车的辅助逆变器供电需要满足以下要求：①足够的输出电压，符合列车车载辅助设备的用电要求；②较高的输出稳定性，当接入受电弓接入的直流电源在一定范围内波动及列车车载辅助功率产生变化时，能保证稳定可靠的供电。功率硬件在环测试采用真实控制器、部分真实测试环境及部分虚拟测试环境进行测试，能缩减测试装置的开发周期，降低测试所需成本，能提高测试可靠性，并且能进行被测设备一些较为极端的运行条件下的性能测试，大大减少被测设备工作运行时出现问题的可能性。而且功率硬件在环测试的兼容度较大，可以满足被测设备不同型号的测试工作。目前已经广泛地应用在新能源发电[10]、电动汽车[11-12]等领域。为保证辅助逆变器在工作时能安全可靠运行，需要对辅助逆变器进行严格的可靠性测试。辅助逆变器由功率较大的电力电子器件构成，对其进行可靠性测试具有
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种面向电动车IPMSM的基于模糊PI的高性能调速控制方法[J]. 谭琳,刘平,崔帅. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(11)
[2]基于改进模糊PI控制器的PMSM矢量控制系统仿真[J]. 胡堂清,张旭秀. 自动化与仪表. 2019(06)
[3]一种DSP+FPGA/CPLD控制系统互联及同步策略[J]. 程然,马柯. 电力电子技术. 2019(06)
[4]基于SOGI单相锁相环的列车辅助逆变器并联技术[J]. 康成伟,顾诚博,李伟杰,王伟,刁利军. 电工电能新技术. 2019(05)
[5]基于SCA优化模糊PI控制器的PMSM转速控制[J]. 陈冬,赵宇红. 电气传动. 2019(05)
[6]基于模糊PI及矢量变换控制方法的电动车驱动系统工况适应性研究[J]. 王鹏博,卢秀和. 电测与仪表. 2019(08)
[7]基于辅助逆变器的IPT系统原边动态调谐方法研究[J]. 岳鹏飞,易小龙,刘野然,麦瑞坤,何正友,李伟华. 中国电机工程学报. 2019(05)
[8]船舶电力推进永磁容错电机模糊自适应PI控制[J]. 白洪芬,朱凌宇. 电机与控制应用. 2019(02)
[9]预测模糊PI控制的反激变换器设计与仿真[J]. 管雪梅,张卢军,樊粉霄. 现代电子技术. 2019(02)
[10]三电平Boost变换器脉冲相位延迟控制策略[J]. 杨杰,杜会卿,沈杰,蔡宗举. 电力电子技术. 2018(08)
博士论文
[1]用于电信号计量和测量的DSP架构及实现[D]. 吴博强.浙江大学 2019
[2]高频脉冲直流环节辅助逆变器输出性能优化与效率提升[D]. 杜会卿.北京交通大学 2016
硕士论文
[1]基于LabVIEW的电动汽车电机控制硬件在环测试系统设计[D]. 唐文军.吉林大学 2018
[2]兼容LM3S9B81微控制器的CAN总线控制器IP设计[D]. 王爽.西安电子科技大学 2018
[3]自适应滑模控制在Buck-Boost变换器中的应用[D]. 赵雷雷.北京交通大学 2018
[4]基于预测PI的双容系统控制算法研究与应用[D]. 文盼.东华大学 2018
[5]基于C8051单片机的通用型气压计的设计与实现[D]. 刘超然.天津大学 2018
[6]基于LabVIEW的电液比例加载系统的设计与研究[D]. 刘雄博.长安大学 2018
[7]风电系统三电平升压及T型逆变器并网预测控制研究[D]. 杨梓.燕山大学 2017
[8]基于三电平DC-DC变换器的风储双极性直流微电网运行控制策略研究[D]. 陈宇豪.太原理工大学 2017
[9]基于TMS320F28335的T型三电平光伏并网逆变器的设计与实现[D]. 单亮.合肥工业大学 2017
[10]电动汽车车载充电机功率因数校正技术的研究[D]. 姚鑫.南京师范大学 2017
本文编号：3548010
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