现代有轨电车牵引逆变器的开发

论文摘要

近年来,随着经济迅速发展,我国城市现代化轨道交通进入一个高速发展时期,全国许多城市争相发展地铁、轻轨和有轨电车,以缓解日益严重的交通拥堵问题。现代有轨电车的运用不但适应了城市经济的迅猛发展的需求,有效地缓解了城市交通压力,方便居民的日常出行,而更主要的是解决了因地铁和轻轨工程造价昂贵而造成的资金短缺的问题,因此,对于中小城市来说发展现代有轨电车是解决交通拥堵问题的理想选择。现代有轨电车采用交流牵引控制、微机监控显示、气电联合制动、空气弹簧、弹性车轮等国际先进技术,与传统的有轨电车相比具有快速、舒适、环保等特点,具有广阔的应用前景。交流传动技术取代传统的直流传动技术已成为目前现代有轨电车电力牵引的趋势,由于我国的城市轨道车辆交流传动系统大多数依赖国外进口,因而城市轨道车辆交流传动系统中牵引逆变器的国产化则是目前的重点研究课题。本课题针对750V直流供电条件下的4×75KW交流牵引电动机牵引系统的要求,按4C4M驱动方式对逆变器进行设计、开发。具体设计内容包括主电路设计、驱动电路设计、控制电路设计、保护电路设计,并对散热系统设计方法进行了研究,开发的逆变器配备数据通信接口,通过该接口使逆变器接收上层牵引控制系统的控制指令。本课题的研究对牵引逆变器的国产化进行探索,满足现代有轨电车交流牵引传动系统的需要,为将来实现地铁、轻轨等更大功率的交流传动系统做技术上的储备。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 工作意义
• 1.1.1 发展现代有轨电车是解决中小城市交通问题的有效途径
• 1.1.2 现代有轨电车的技术特点
• 1.1.3 现代有轨电车交流传动系统的现状
• 1.2 论文所做工作
• 本章小结
• 第二章 现代有轨电车交流传动系统驱动方案
• 2.1 有轨电车交流传动系统的驱动方式
• 2.2 牵引逆变器驱动方式的确定
• 本章小结
• 第三章 4C4M 方式下牵引系统的主要技术参数
• 3.1 有轨电车牵引系统主要参数的确定
• 3.2 逆变器与牵引电机的匹配方式
• 本章小结
• 第四章 逆变器主电路设计
• 4.1 主电路形式
• 4.2 开关元件的选择
• 4.3 缓冲电路的设计
• 4.3.1 缓冲电路的作用
• 4.3.2 缓冲电路的形式
• 4.3.3 缓冲电路的参数
• 4.4 逆变器的过电流、过热保护电路
• 4.4.1 逆变器过电流保护电路的设计
• 4.4.2 IGBT 过热保护电路的设计
• 4.5 冷却方式
• 4.6 驱动电路设计
• 4.6.1 驱动电路的要求
• 4.6.2 驱动电路参数的选择
• 4.6.3 驱动电路的设计
• 本章小结
• 第五章 逆变器控制电路设计
• 5.1 控制电路应具备的功能
• 5.2 控制电路的结构
• 5.2.1 总体方案设计
• 5.2.2 AT89S52 外扩存储电路
• 5.2.3 80C196KC 外扩存储电路
• 5.2.4 SA4828 接口电路
• 5.2.5 MCU 复位电路
• 5.2.6 IGBT 功率模块接口电路
• 5.2.7 显示电路
• 5.2.8 电流采样电路
• 5.2.9 工况给定电路
• 5.2.10 保护电路
• 5.3 控制电路的通信系统
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢