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同相供电系统方案的提出解决了减少电气化铁道牵引供电系统的负序、谐波和无功三大难题,突破了牵引网电分相阻碍列车高速化发展的技术瓶颈,实现了电气化铁道牵引供电系统的绿色化、高效化和智能化。本论文以同相牵引供电系统的核心单元同相供电潮流控制装置为重点研究对象,对同相供电潮流控制装置的工作原理进行了理论分析,对PWM整流器和并网逆变器的控制方案作比较及选择,并通过软件仿真验证了方案的可行性,给出硬件电路的设计方案和软件的实现方法。本设计制作了一套电气化铁路同相供电系统控制装置,完成了同相供电模拟并网实验,验证了本文采用的控制理论的正确性和可靠性。本文最后给出PWM整流器输入功率因数测试,逆变器并网频率、相位跟踪测试和无功补偿测试等实验结果,并对调试过程中出现的故障进行了分析并给出解决方案。本设计采用单相桥式AC-DC-AC电路结构,以TI公司的C2000系列DSP芯片TMS320F28335为控制核心。在整流器部分,以固定开关频率的双极性调制方式,采用电压、电流双闭环的直接电流PI控制策略,对网侧电流进行跟踪控制实现PWM整流,使系统具有响应速度快,控制稳定可靠,输入功率因数高,对电网无污染的特点；在逆变器部分,以固定开关频率的单极性调制方式,采用电流PI跟踪控制策略,实现电流输出型逆变,并用数字锁相对逆变输出电流进行同频、移相控制,实现了对并网电源的无功补偿与有功调节。本装置对主电路的各个测量信号进行调理放大,通过TMS320F28335内置12位AD转换器进行采集检测,完成了对系统输入电流以及输出电压电流的控制。测试表明,装置输出电压电流的精度达到1%,频率和相位精度达0.5%,输入功率因数最高0.98,无功补偿使并网电源输出功率因数为0.98。本装置采用4.3寸彩色液晶触摸屏作为人机交互媒介,完成了输出信号波形和频谱特性的在线实时显示,以及输入输出电压、电流、频率、相位差及功率,主机效率,失真度等参数的正确显示。采用虚拟数字键盘进行参数输入,操作方便快捷。本装置具有开机自检、输入电压欠压及输出过流保护,在过流、欠压故障排除后能自动恢复。