经济的发展、城市人口的增加、能源的缺乏、环境的恶化使城市轨道交通的重要性日益突出。在城市轨道电力牵引系统中,直流牵引占有重要的地位。本课题应现代城市轨道直流电力牵引的需要,开发了270KW级的大容量斩波器,该斩波器能保证直流传动的城市轨道车辆在电力牵引、电阻制动和再生制动工况下能够性能稳定的工作。 斩波主电路采用A型两象限斩波器的电路结构。斩波元件选用集成了驱动电路及过流、过压、过热保护的智能功率模块,增强了整个控制系统的可靠性。斩波器控制电路的主框架采用双MCU的结构,其中一个MCU负责以串行通汛方式接受上层控制系统的指令,以满足现代车辆总线控制的要求,选用AT89S52,另外一个MCU负责数据采集和实时控制斩波器以及显示数掘,任务繁多,故选用16位MCU-80C196KC。双MCU采用双口RAM共享数据区进行通讯。工况的给定是通过80C196KC的高速输入口实现的,斩波器的通断受80C196KC的高速输出口或I/O口的控制。另外,在控制电路板上还设计有显示电路、保护电路和采样电路。 AT89S52的程序主要保证与上层控制系统通讯的正确性,80C196KC采用瞬时电流法对斩波器进行控制。80C196KC的主程序采用中断方式来接受工况指令和保护申请,进入工况引起的中断后,以查询方式来判断具体的工况,再在相应的服务程序中调用电流瞬时值子程序来控制斩波器。电流瞬时值子程序采用增量法来判断采样值是否有效,并根据有效的实时电流采样值,对斩波器进行通断控制。 在他励电机改造成的串励电机试验台上,对该斩波器的三大工况分别进行了试验,并用能量自循环的方式完成了再生制动工况的模拟。