地铁辅助逆变系统主电路的设计分解.doc

地铁辅助逆变系统主电路的设计 The Design of Underground Auxiliary Inverse System Main Circuit 毕业设计任务书 题　目 地铁辅助逆变系统主电路的设计 学生姓名 学号 班 级 专 业 承担指导任务单位 导师 姓名 导师 职称 一、设计内容 地铁辅助逆变系统是地铁车辆上的一个必不可少的关键电气部分，它负责为空调机组、通风机、照明、电加热器等交流负载提供稳定的三相380V电源。对地铁辅助逆变系统方案进行研究比较，选择合适的方案；根据项目技术指标要求，对辅助逆变系统主电路进行设计，主电路结构包括启动及输入滤波电路，DC/DC隔离变换电路(采用全桥变换电路)，三相逆变电路，三相滤波电路。输入侧直流接牵引网，网压额定750V，波动，经启动及直流滤波电路后，由DC/DC变换为650V中间直流电压，滤波后进入三相逆变，输出工频三相交流电，额定线电压380V。进行主电路参数计算和器件选型，通过仿真验证方案的可行性。 二、设计条件 技术指标 输入直流电压 750V 输出交流电压 380V/220V 输出电压偏差(静态) ±5% 输出电压偏差(动态) ±15% 输出频率 50Hz±1% 最大输出功率 35KVA 效率: 0.92 谐波含量 ≤5% 三、基本要求 1. 进行地铁辅助逆变系统方案设计； 2. 设计逆变系统主电路、参数计算、器件选型； 3. 主电路三相逆变器的仿真实现； 4. 设计滤波电路，进行参数计算，滤波电路仿真实现； 四、应收集的资料及参考文献 [1]王兆安 . 电力电子技术[M]. 北京: 机械工业出版社,2010 . 五、进度计划 第1-2周 开题报告 第3周 搜集资料，外文翻译 第4-6周 设计主电路，参数计算，器件选型，主电路仿真实现 第7周 中期检查 第9-13周 设计滤波电路，参数计算，仿真实现 第14-15周 答辩 教研室主任签字 时　间 　　 年　 月 日 毕业设计开题报告 题　目 地铁辅助逆变系统主电路设计 学生姓名 一、课题研究背景 辅助逆变系统是地铁或轻轨车辆上的一个必不可少的关键的电气部分，负责为空调机组、通风机、照明、电加热器等交流负载提供稳定的380V(220V)电源。 传统地铁辅助逆变系统通常采用旋转式电动-发电机组的供电方案。电动机从DC750V第三轨受电，发电机输出三相交流电压向负载供电。这种供电方式机组体积大、输出容量小、效率低，电源易受直流发电机组变化的影响，输出电压波动大，可靠性差。随着电力电子技术的发展，辅助逆变系统已从早期的旋转式电动-发电机组进步为静止式变流机组，即所谓静止辅助逆变电源装置，克服了旋转式电动发电机组的供电方案存在的大体积、低效率、低可靠性等一系列问题。 同时，静止辅助逆变系统中采用的电力电子器件也经历了晶闸管(SCR)、大功率晶体管(GTR、BJT)、可关断晶闸管(GTO)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT或IPM)的发展过程。IGBT或IPM器件的电压等级也从1200V发展到1700V、3300V以及4500V电压等级水平，除电压等级4500V的IGBT器件，其它电压等级的在国外已有多家公司批量生产与供货。 二、国内外研究现状 1. 国外研究现状及特点 国外新型的轨道车辆辅助电源以西门子公司所研发制造的SIBEST系列为代表。模块化的研发思路，使辅助电源具有良好的移植性和拓展性，完全可以适合各种场合的需要。无论是元器件，整体结构，冷却方式还是控制方法，保护功能都代表了最为先进的理念和技术成果。逆变系统采用模拟控制系统，DSP技术已经非常成熟与普遍，不仅可以方便的实现控制目地，而且大大简化了控制电路设计，提高了可靠性。 2. 我国研究现状及特点 香港地铁、北京国产化地铁、南京国产化地铁车辆用辅助逆变器均是采用12脉冲控制技术 尽管 该技术有开关频率低、波形质量好、损耗小、输出电气隔离等优点，但是主电路复杂、功率器件多，特别是变压器设计制造复杂，单位功率体积质量大，在功率较大和输入电压变化范围大的场合，这一缺点更加突出且系统动态响应慢。因此开发出了一种新型的地铁车辆辅助逆变器，该电路采用二电平逆变电路，主电路的功率器件采用高电压大电流IGBT模块，能很好的实现功能。 三、论文进行的主要工作 1. 本设计对辅助逆变系统的整体结构和方案进行了讨论，并对逆变器各部分参数选择进行了相关分析。 2. 对DC/DC模块以及逆变模块的相关控制系统技