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系統(tǒng)是國內外機車行業(yè)研究的熱點。因為它能有效的減輕機車重量，降低車輪對輪軌的沖擊，延長鋼軌的使用壽命，減小線路的維護和故障概率，同時提高牽引系統(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構的交直變換系統(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，只需要一個中頻變壓器，結構上更加簡單，功率變換效率更高，高壓隔離更加容易。并且隨著近年MMC技術于高壓直流輸電

2、領域取得的成果，MMC拓撲的優(yōu)勢愈發(fā)明顯，所以對該方案展開研究將具有重要的理論價值以及工程應用價值。目前針對基于MMC的交直變換系統(tǒng)相關研究依然較少，本文做了主要工作如下:
　　1、對基于MMC的交直變換系統(tǒng)的主電路工作原理進行分析，包括電路的工作模式，系統(tǒng)能量流動，功率分析以及MMC子模塊電容電壓脈動，MMC橋臂間環(huán)流分析等，并建立了系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型。
　　2、基于CRH5型動車的一個動力單元的額定參數(shù)設計了系統(tǒng)的主電路

3、參數(shù)，包括網(wǎng)側電感，MMC子模塊個數(shù)，子模塊電容值，中頻變壓器相關參數(shù)，移相變換器相關參數(shù)、直流側濾波裝置相關參數(shù)等。
　　3、對系統(tǒng)各個部分進行了控制策略設計，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，并設計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