基于模塊化多電平的交直變換系統(tǒng)研究.pdf

1、交-直-交無工頻牽引變壓器的交流傳動(dòng)系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外機(jī)車行業(yè)研究的熱點(diǎn)。因?yàn)樗苡行У臏p輕機(jī)車重量，降低車輪對(duì)輪軌的沖擊，延長(zhǎng)鋼軌的使用壽命，減小線路的維護(hù)和故障概率，同時(shí)提高牽引系統(tǒng)的可靠性與整體效率。以模塊化多電平(MMC)與中頻變壓器為核心結(jié)構(gòu)的交直變換系統(tǒng)是其中的典型的方案之一，該變換系統(tǒng)采用直接的AC/AC/DC變換模式，只需要一個(gè)中頻變壓器，結(jié)構(gòu)上更加簡(jiǎn)單，功率變換效率更高，高壓隔離更加容易。并且隨著近年MMC技術(shù)于高壓直流輸電

2、領(lǐng)域取得的成果，MMC拓?fù)涞膬?yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯，所以對(duì)該方案展開研究將具有重要的理論價(jià)值以及工程應(yīng)用價(jià)值。目前針對(duì)基于MMC的交直變換系統(tǒng)相關(guān)研究依然較少，本文做了主要工作如下:
　　1、對(duì)基于MMC的交直變換系統(tǒng)的主電路工作原理進(jìn)行分析，包括電路的工作模式，系統(tǒng)能量流動(dòng)，功率分析以及MMC子模塊電容電壓脈動(dòng)，MMC橋臂間環(huán)流分析等，并建立了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。
　　2、基于CRH5型動(dòng)車的一個(gè)動(dòng)力單元的額定參數(shù)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的主電路

3、參數(shù)，包括網(wǎng)側(cè)電感，MMC子模塊個(gè)數(shù)，子模塊電容值，中頻變壓器相關(guān)參數(shù)，移相變換器相關(guān)參數(shù)、直流側(cè)濾波裝置相關(guān)參數(shù)等。
　　3、對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部分進(jìn)行了控制策略設(shè)計(jì)，包括前端四象限變換器控制電路，MMC子模塊電容電壓均衡控制電路，MMC交流輸出電壓控制策略，以及隔離型AC/DC變換器控制策略。提出了一種基于諧波注入原理的MMC交流輸出電壓的開環(huán)控制方法，并設(shè)計(jì)了一種基于排序法的適用于全橋子模塊的電容電壓平衡控制算法。
　　4、根