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机车空调电源系统的研究与设计
资料介绍
机车司机室安装空调系统可以改善司机室的微气候条件,为机车司机提供舒适的工作环境,在我国铁路高速发展的今天,对保证机车高速、安全运行具有非常重要的现实意义,因此研制高效、可靠的机车空调系统十分必要。与普通空调运行环境相比,机车司机室内气候环境恶劣,空调的热负荷大,运行条件差,供电电源电压波动范围大,这些因素对机车空调电源的设计、安装及调试都提出了更高的要求。为了改善机车司机的工作环境,本文设计了一种稳定的机车空调电源系统,针对机车空调的特殊运行工况采用先进控制策略以提高系统运行的稳定性。
本文首先介绍了机车空调的工作原理以及应用情况,并根据机车空调电源系统的技术指标,提出了电源系统总体设计方案,包括主电路和控制电路设计方案,同时对电源的硬件结构进行模块化设计,模块之间用接插件进行连接,拆装方便。
本文设计了DC-DC变换主电路和控制电路,主电路采用Boost升压拓扑结构,对输入电压进行升压变换,控制电路包括PWM脉冲发生电路和电压负反馈电路。试验结果表明,所设计的DC-DC电路可以很好的实现升压功能,可以保持输出电压的稳定。
本文进行了DC-AC逆变主电路与控制电路的设计,逆变电路使用IPM智能功率模块组成三相全桥逆变电路,使直流电逆变成交流电,再将输出电源连接到空调机组,逆变控制电路以TMS320F2812为核心控制芯片,采用正弦脉宽调制技术,并设计了IPM驱动电路。
最后,本文以PIC单片机为核心对主控制电路及故障保护电路进行了软硬件设计,分析了故障保护的工作原理,对所设计的保护电路结构进行了详细的介绍,并进行了电源系统的抗干扰设计。
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