电机平台用DC-DC变换器

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1、中文摘要摘要：本文根据北京交通大学轨道交通电力传动教学实验室电力机车及动车组的牵引与制动平台改造项目的要求，针对原系统在电机对拖实验中发电机发电能量采用电阻消耗的问题，设计了可以实现能流反馈的双向DC／DC变换器。它可在电机平台模拟列车牵引工况时将发电机能量反馈回逆变器输入侧，在电机平台模拟列车制动工况时将能量传递到电机侧，实现能量的循环流动，节约实验中消耗的电能。本文从DC／DC变换器要实现功能出发，分析了不同双向DC／DC变换器的电路拓扑结构及其优缺点，在确保完成实现电机平台实验内容的基础上，考虑成

2、品体积，择优选择了双向Buck．Boost直流变换器作为主电路拓扑。依据DC／DC变换器额定工作电压、电流、功率等要求对主电路参数进行了详细设计并在MATLAB／Simulink环境下对系统进行了仿真。以FreescaleMC9S12D64为控制核心，采用C语言编程，提出了DC／DC变换器软硬件设计的完整解决方案，并用该方案实现了输出电压、输出电流的控制及能量的双向流动。在控制方法上采用电压环、电流环PI控制，通过适当选取PI调节器的参数来保证系统的快速响应和稳定性，并对整个控制系统进行了功率试验。最后

3、在3kW直流电机实验中验证了针对DC／DC变换器应用而提出的系统参数设计和控制方法的正确性。关键词：电机对拖实验平台；双向DC／DC变换器；数字控制；PI调节分类号：TM921．52●ABSTRACTABSTRACT：BasedontherequirementsofBeijingJiaotongUniversityelectricdrivetestsystem，thispaperdesignsDC／DCconverterwhichcallachievebidirectionalenergyflow．It

4、canfeedbacktheenergyofgeneratortoinverterinputsidewhensimulatingtraintractionconditionsinmotorplatform，whileachievebidirectionalenergyflowwhensimulatingtrainbrakingcondition，savingelectricenergyconsumptionoflaboratory．Circuittopologyaswellasadvantagesand

5、disadvantagesofdifferentDC／DCconvertersareanalyzedaccordingtoDC／DCfunctionstoberealized．Onthebasisoffinishingexperimentsneededtorealizemotorplatform,consideringfinishedproducev01ume．Buck-BoostDCconverterischosenasmaincircuittopology．Dependingonratedvolta

6、ge，currentandpowerrequirementsofDC／DCconverter,parametersofmaincircuitaredesignedandthesystemissimulatedinMATLAB／Simulinkenvironment·TakingFreescaleMC9S12D64ascontrol-core，usingClanguageprogram，恤entires01utionofDC／DCconverterhardwareandsoftwaredesignispr

7、esented，whicha6hievescontrolofoutputvoltage，currentandbidirectionalenergyflow．Voltageloop锄[1da叫Tentloopcontrolmethodisadopted，whichCanensurerapidresponseandstabilityofthesystemthroughproperselectionofPIregulatorparameters·Moreover,powertestofthewholecont

8、rolsystemisdone．Finally,correctlyofsystemparametersdesignandcontrolmethodforDC／DCconverterapplicationisverifiedin3kWDCmotorexperiment．KEYWORDS：motorplatform，bi—directionalDC／DCconverter，PIregulator，MC9S12D64CI．ASSNO：TM921．