节能减排比赛ppt

Re2
Re1
D 7 6 5 4 3 2 1 0
E D2a
Comment:
330
1
Rg1
1uF/35V
C32
0
1
Rg2
D1a
0
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2 HER107 0 1 2 3 4
3
4
5
6
7
8
9
HER107
PGND
PGND
+3.3V
+3.3V
1
1
COAX-M2
2 PWM2
COAX-M
2 PWM1
1
PGND +
1
100uF/50V
5 748B34 D12
v
C28 +
C25 V
5
100uF/50V
C46 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
02
IGBT欠压 保护
PGND C47 C48 PGND G N 3 3 2 2 1 1 100uF/50V D Y 1K/1/8w R 1K 1/8W R A Y A Y A SN74HCT14N 7 8 U C 7 6 5 4 3 2 1 6 2 PWM_out2 PWM_out1 100uF/50V C 1 7 4 1 1 1 1 8 9 0 1 2 3 J1驱动 J2驱动 2 R19 2 R20 4 L L L L K K 4 5 5 6 6 Vcc Y E E E E A Y A Y A U6_5Y + 3 5 2 D D D D J2驱动 U6_6Y J1驱动 V 1K 1/4W R 1K 1/4W R 1N718 2 1 D 1N718 D N N 4 3 C + 3 5 1uF/35V V 5 1uF/35V C 1uF/35V C 1uF/35V C R10 9 8 5 J2驱动 100uF/50V C11 100uF/50V C10 100uF/50V C 100uF/50V C 6 4 PGND J2驱动 J1驱动 G N 1 1 1 D Y B A SN75451B U PGND 4 PGND 3 2 1 7 J1驱动 5 6 7 8 4 3 HCPL181 U 4 3 2 2 2 Vcc 5 Y A B 4 U 0 R?1 5 R 5 R 1 5 0 4 0 C16 HCPL181 1 3 4 C12 7 7 3 P 6 F 3 4 F R 0 R P 0 K PGND + K 5 PGND V 0.1uF C30 PGND 1 2 1 2 1 1 1 1 4 5 K841L 4 5 K841L 5 4 5 1 1 5 5 4 5 1 1 5 9 9 9 9
T1
T3 T4
L1 C1 Zo
UBUS
T2
来自百度文库
02
减小幅值误差
sin t
Vref
设计方案—双闭环的控制策略
01
sK b
为了提高输出电压幅值和相位的控制 精度，提出带电压幅值反馈与电流前
+ -
PI
+ -
K vp
+
+ K ip
vm
G0 ( s )
vss
馈的双闭环控制策略
iL
sC +1 / R
取幅值
02
1 14
5
2
5
2 2 2 15
2 2 K 2
S TR O N G
3
P a rt Th re e
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03
理论计算
以成都地铁2号线为例。2号线共有32个站台，设 每天来回10次。每天可节约
P a rt F our
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牵引网电压 监测信号
N
判断牵引网电压是否 大于电压设定一级值
Y
能量吸收结束，车 辆安全制动 启动逆变装置，并 入0.4KV电网，监 测牵引网电压
判断牵引网电压是否 大于电压设定二级值
N
不启动/退出电阻吸 收装置，监测牵引 网电压
Y
启动电阻吸 收装置，监测 牵引网电压
Ubus=[1550,1950]V，制动状态， S1、S3闭合，S2、S4断开，电压经过模块一、模块二将电能输送到充电 桩； Ubus=[1100,1550]V，启动状态， S3、S4闭合，S1、S2断开，电容输出直流电压通过逆变器将电能输送到 充电桩； Ubus＞1950V，过压保护状态， S1、S3、S4闭合，S2断开，电压经过模块一、模块二将电能输送到充电 桩，经过模块三对电容充电； Ubus＞1950V，过压保护状态， S1、S2、S3、S4闭合，电压回馈能量可以通过电阻消耗再生制动产生能 量，实现对整体系统的保护。
7
6
5
4
3
2
1
C15
74lvc4254
U3.3-5
1
3
6
3 1
3
6
G
G
A
A
A
A
A
A
A
A
DIR
+ C17 5
N V
N
7
6
5
4
3
2
1
0
1uF/35V
100uF/50V
C13
D
D
C31
+3.3V
+3.3V
1uF/35V
C35
1uF/35V
C36
G Comment: O B 330
N B B B B B B B
Rge1
3
3 K
0
4
4
5
5 D2b
1
Rge2
PGND
PGND K
0
D1b
HER107
1N718
D
HER107
N
1
地铁再生制动能量再生系统原理图
U6_5Y U6_6Y 1N718 D 1uF/1600V C37 N PGND + K 2 R21 2 R26 2 K 5 V H20R120 Q 1 3 1 REG1117-3.3 U3.3V H20R120 Q G N N I 2 C192 D D L L C192 D 470uF/250V 5 Q1驱动 D E Q2驱动 D E 6 O O 5 4 U U T T C39 C40 470uF/250V 4 2 PGND +3.3V 5W/20K R37 + + Comment: 470uF/250V C42 C41 C 1 O 3 J 2 1 N 470uF/250V 3 + + C 2 O 3 J 2 1
3
1 2 2 9 3 2 A
2
2 10
1 2 11 2
1
1 10
1
2
2
2
9
1
2
2
1 1 1
8
7
6
5
4
HIGH
2 1 1 2 1 2 1 1 1 2 2 2 1 2 7 1 6
14
1 15 2
2
2
1
2 1
2
3 1 1 2 2
1 2 1
5
2
1
1
2
1
3 5 2
4 2 1
3
2
1
2 0 1 5 4
4
1
1
2
2
1
驱动模块
C18 100uF/50V
C14
0
1 1uF/35V
C34
0
1 C33
0
1 0
1
100uF/50V 1uF/35V
4
2
4
2
4
2
4
2
PGND
PGND
PWM_out2
PWM_out1
+
100uF/50V
5
V 1
3
6
1
3
6 U
1
1
1 2 100uF/50V U C19 100uF/50V
2
1
0
9
8
地铁制动 能量回馈 电网拉升 网侧电压 地铁运行 停止时牵 引网电压
用，在0.44s-0.51s内充电桩电压经过调节逐渐稳定，实现稳定收集电能的功能。
0.54
地铁再生制动能量回馈充电桩 输出电压波形图
0.51s充电桩电 压达到稳定
充电桩理想输 出电压波形图
地铁制动牵引 网电压波形图 充电桩实际输 出电压波形图
减小相位误差
这种控制方式在不同负载状况下均可获得
良好的输出电压幅值和相位的控制精度
02
设计方案—SPWM调制
1
a桥臂调制波 0 与载波信号
-1 1 a相PWM 0 脉冲信号 -1 1
b桥臂调制波 0 与载波信号
-1 1 b相PWM 0 脉冲信号 -1
Uab
2 0 -2 0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
对于调制方法，本方案采用目前比较成熟且应用较广泛的——SPWM调制。 其用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的SPWM波形控制逆变电路中开关器件的 通断，通过改变调制波的频率和幅值来调节逆变电路输出电压的频率和幅值
车辆制动
02
设计方案—系统工作流程
不启动/退出逆变并 网装置，监测牵引 网电压
2
2 2 1
1 1 2
2 1 14
2
13
1
2
1
3
12 3
4 2 1 1 1 5
11 1 10 2
2
6
9
3
7
8 1 2 4
2 1 2
1
1
2 5 1 0 2
2
1
2
1
2 6 3
5
4 7 K 1
6
3
1 2
1
7 4
2 8 2 1 1 2 2
8
1
9 0
2
1
10
1
1
2
3 11 A 2
3 1 A 1
4
3
4
3
1
1
1 1 1 2 3 1 2 2
地铁在稳定运行和制动时两个状态下牵引网的电压随之升高，经过逆变回馈系统作
t/s
02
进展情况及实物展示
S W IF T AND E F F E CTIVE
K 1 1
1 4
2
1 19 2
2
1
1 1 3 0
18 1
2 1 2 1 2 2 1 2 5 A 1 K 2 4
2
1
1
2 1
6
3 15 1 2 14 8 1 2 1 1 2 2 7
城市轨道交通 制动能量再生 利用系统设计
01 02 03
设计背景
Design background
设计方案
Design
CONTENTS
This Is A List
理论计算
Theoretical calculation
04
未来展望
Future Outlook
P a rt O n e
P a rt Tw o
02
设计方案—原理及系统构成
S W
O
S2
UBUS
S1 T1 T2 T3 T4 L1 C1 n1:n2
T5 S4 T6
T7 T8
L2 C2 S3 充电桩
T
Rs
逆变回馈系统结构图
02
设计方案：
核心电路为逆变回馈 系统电路的设计，其 可由右图几部分构成
逆变回馈装置对牵引网的电能进行变换，继而 供给后续的充电桩使用，SPWM为正弦脉冲宽 度调制，PI控制回路对整个电路起到控制作用。
IGBT开关模块
设计方案—系统整体实现
PWM信 号输入 端口
N 3
U/V
1600 1500
1700
100 0
200
300
-300 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 0.52
-200
-100
地铁稳定 运行时牵 引网电压
0.44s地铁再生 制动，牵引网 电压逐渐上升 0.44s-0.51s充 电桩电压调整 经过0.07s
02
设计方案—逆变电路拓扑结构
采用单相H桥逆变器, H桥逆变器原理可等效如右图
T1~T4 为理想开关器件，本方案选用3.3KV IGBT作 为开关器件。
当T1 、T3 导通，T2 、T4 断开时，输出电压uo1 为正； 当T2 、T4 导通，T1 、T3 断开时，输出电压uo1 为负。 为了得到电能质量较高的正弦波电压，在输出端口需 要加入LC滤波电路，将高次谐波滤除，获得正弦电压 波形。
供电模 块
端口 输入
PGND + 1 LM2678 + V 1 U PGND 5 9 5 1 v R18 1 A 3 N L D E 3 2 1 J 2 3 4 5 6 7 K L SWITCH D D PGND INPUT C BOOST G NO CONNECTION FEEDBACK ON/OFF E N 1 D 100uF/35V C 1 PGND 1 + 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 5 BLM21PG331SN1 V U 1 1uF/35V C29 L PD203 3 0.01uF C45