100％低地板车辅助逆变器设计.研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：钛堑签字日期：钞。7年f1月1乙日61致谢本论文的工作是在我的导师刘志刚教授的悉心指导下完成的。刘志刚教授实践经验丰富，治学态度严谨，倡导创新，为人正直。在实验室学习工作期间，刘志刚教授不仅在傲学问方面给了我很多实践机会和宝贵意见，更

2、在如何做人方面为我树立了学习的榜样，这一切都将成为我受用终生的财富。本文的理论研究和实验工作也正是在刘老师一如既往的指导、关心和帮助下完成的，让我的基础知识和动手能力得到了进一步提高跃。除此之外，刘老师还在生活上给了我莫大的支撑和帮助。借此机会，我谨向刘志刚老师致以一名学生对恩师最崇高、最真挚的祝福和感谢!另外在实验室工作及撰写论文期间，实验室的沈茂盛老师、刁立军、牟富强、林文立、陈丹等师兄、师弟和同学们都给了我无私的帮助，使我在实验室里感受到了家一样的轻松和温暖。这些都是我的学业和毕设得以顺利完成的重要因素。在此也向他们表示真心的感谢。借此机会，也向本论文

3、中所引用和参考的文献资料的作者和出版者致以崇高的敬意和感谢。最后要感谢我的父母和家人，正是他们的支持才使我能够安心完成学业。还有我的朋友以及电气学院所有帮助过我的老师和同学们，祝好人一生平安。I绪论1．1辅助逆变器的研究背景随着城市轨道交通的飞速发展，低地板轻轨运输系统以其快捷、投资少、环境危害小等优点成为人们首选的交通工具，尤其是其无需设置站台，方便旅客上下车而倍受青睐。辅助逆变器作为车辆的辅助供应电源设备，它是车辆辅助系统的重要组成部分，其作用是提供稳定的三相四线制的380V或220V，50Hz电源给空调机组及通风装置、空压机、电加热器、客室照明等交流辅

4、助负载使用。早期的辅助电源采用的旋转辅助发电机组供电方式，存在重量大、噪声大、效率低及维护工作量大等诸多缺点。随着电力电子技术和计算机控制技术的发展，出现了采用电力电子技术的辅助逆变器，它是一种具有稳定输出电压及频率的电源供应装置，其以最少的组件，减少能源损耗，减轻重量，降低噪声及很少维护保养为目的，进而提升车辆的性能，成为现代轻轨车辆辅助电源的必然选择。1．2辅助逆变器的总体要求及特点轻轨车辆均以直流电网供电，电网电压有750V和1500V两种。辅助逆变器一般由给受电电路、直流滤波电路、电容器充放电电路、三相逆变器、交流滤波电路及其相关控制电路等部分构成。

5、辅助逆变器的单台额定容量一般在几十千伏安至二百多千伏安之间，属于中小功率的“直交”型变流器。它通常需要满足如下基本要求：(1)输出电压为三相四线制，输出电压和频率满足规定的精度要求。(2)在宽输入电压变化范围内，输出额定容量的工作能力。输出电压与频率应能满足额定负载容量的正常工作能力。(3)输出电压为正弦波形或准正弦波形。在整个输入电压范围内，输出电压的总谐波含量都要求小于规定值。(4)负载突变能力。具备允许空调压缩机、通风机、空压机等负载直接启动和切除的能力，并且其输出电压的瞬时变化不超过规定值及在规定的时间内恢复稳定，以满足在带有部分负载的情况下空调机、

6、通风机、空压机等负载频繁投切的要求。(5)噪声低，以保证乘客乘车的舒适性。(6)一定的冗余度。一台辅助逆变器故障时，在切除部分负载的条件下，正常工作的辅助逆变器应可同时向相邻的故障负载供电。、现代辅助逆交器的主要特点有：(1)采用IGBT技术。早期的辅助逆变器采用的功率器件有晶闸管、功率晶体管和GTO等。IGBT具有高开关频率、功率损耗低，自我保护能力强，电路结构简单，无需换流和吸收电路，取代和控制电路简单等优点，它的使用减少了输入与输出滤波器的体积和重量，藏少了元件的数量，因而也增加了使用的可靠性。(2)模块化的设计，可以实现模块化和简统化的目标，并且空间

7、利用充分，体积小，维护方便，成本较低，从而适应各种不同的地铁车辆，满足用户要求。(3)高质量的输出电压，使标准的工业电机与压缩机负载和其它设备在地铁车辆中得到可靠应用。(4)采用微机数字控制。随着计算机技术的发展，辅助逆变器的控制以高性能微机为基础，在以PWM(脉宽调制)控制为中心的控制运算中心部分采用数字信号处理器DSP，其强大功能促进了控制方式的不断发展，具有良好的稳定性、快速的动态响应性能，适应性不断得到提高和优化。1．3辅助逆变器的在我国的发展前景轻轨车辆的辅助逆变器产品，国外的大公司如ABB，西门子等都已经相当成熟，而且具有了很大的规模。国内无论是

8、地铁还是轻轨，一般都是直接选用国外的产品，经过近几年