電力機車四象限變流器的研究.pdf

1、中國電力牽引技術(shù)經(jīng)歷了四十年的時間，從早期的功率二極管不控整流、直流傳動發(fā)展到現(xiàn)在的四象限整流、交流傳動。四象限變流器因其功率因數(shù)高、網(wǎng)側(cè)電流正弦性好、能夠?qū)崿F(xiàn)能量回饋、整機效率高等優(yōu)勢，正在逐漸占據(jù)電力牽引領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。本文以電力機車變流器為對象，主要研究四象限變流器的電流控制技術(shù)。
　　本文分析了四象限變流器的傳統(tǒng)理論，包括瞬態(tài)數(shù)學(xué)模型和周期平均化的狀態(tài)空間模型，主回路參數(shù)的設(shè)計方法，基于DFT的單相鎖相環(huán)設(shè)計方法，傳統(tǒng)的間

2、接電流控制和直接電流控制兩種電流環(huán)設(shè)計方法。為了解決間接電流控制魯棒性差、直接電流控制抗干擾能力差的問題，對傳統(tǒng)控制方法分別作出改進。
　　對于間接電流控制，通過DFT技術(shù)對網(wǎng)側(cè)電流基波正交分解，得到有功電流和無功電流對交流側(cè)電壓的解耦控制模型。再通過滯環(huán)算法實現(xiàn)有功電流與無功電流雙閉環(huán)的間接電流解耦控制方式。文中給出500Hz開關(guān)頻率下四象限變流器在啟動、空載、滿載、能量回饋等情況下的仿真波形。
　　對于直接電流控制，電流

3、環(huán)采用PI-重復(fù)控制器并聯(lián)的混合型控制結(jié)構(gòu)，其中重復(fù)控制器做到電流正弦指令無差跟蹤、抑制網(wǎng)側(cè)電流諧波干擾，PI控制器做到對階躍指令快速響應(yīng)。最后給出重復(fù)控制器詳細的參數(shù)設(shè)計過程和2kHz開關(guān)頻率下PI控制器、混合控制器在四象限變流器啟動、帶載等仿真波形。
　　論文給出了四象限變流器控制系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)，分別介紹控制系統(tǒng)硬件電路功能和軟件流程圖，然后給出500Hz開關(guān)頻率下基于滯環(huán)的間接電流解耦控制和2kHz開關(guān)頻率下電流環(huán)混合控制