電力牽引系統(tǒng)的諧波分析及仿真研究.pdf

1、隨著高速鐵路和重載運(yùn)輸?shù)拇罅Πl(fā)展，交流傳動型電力機(jī)車和電動車組在國內(nèi)大規(guī)模上線運(yùn)行，電氣化鐵路已經(jīng)成為我國電網(wǎng)的主要諧波源。針對這一現(xiàn)象，需要及時(shí)的對電氣化鐵路電能質(zhì)量問題進(jìn)行監(jiān)測、評估和治理。本文將圍繞交流傳動型電力機(jī)車和動車組的諧波特性問題進(jìn)行展開。對于動車組而言，CRH2型動車組采用二極管鉗位式三電平脈沖整流器，而其它幾種車型均采用兩電平脈沖整流器。本文有針對性的以CRH2型和CRH5型兩種動車組為研究對象，通過建立其網(wǎng)側(cè)的變流器

2、模型，來分析諧波的分布特性。
　　本文首先對電力機(jī)車和動車組的牽引傳動系統(tǒng)進(jìn)行了研究，同時(shí)分析了諧波對牽引供電系統(tǒng)和機(jī)車車輛的影響。對網(wǎng)側(cè)整流器的工作原理進(jìn)行闡述，研究交流傳動電力機(jī)車采用脈沖整流器與交-直流傳動電力機(jī)車采用相控整流器所產(chǎn)生諧波特性的差異及影響。重點(diǎn)分別對兩電平、三電平脈沖整流器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行闡述。同時(shí)對整流器諧波產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了深入的分析，并建立了網(wǎng)側(cè)變流器諧波電流的數(shù)學(xué)模型。對網(wǎng)側(cè)變流器的相關(guān)控制技術(shù)進(jìn)

3、行了研究，詳細(xì)分析了瞬態(tài)電流控制和預(yù)測電流控制兩種直接電流控制策略，對三電平脈沖整流器固有的中點(diǎn)電位問題進(jìn)行了分析，并且提出了一種較為簡單的脈沖轉(zhuǎn)換方法來解決此問題。同時(shí)對多重化PWM整流器的載波移相技術(shù)進(jìn)行了研究，并達(dá)到擴(kuò)容和減小諧波的目的。利用Matlab/Simulink仿真平臺，分別搭建CRH2、CRH5兩種車型的整流電路仿真模型，研究機(jī)車在額定工況、功率變化及牽引網(wǎng)電壓變化時(shí)網(wǎng)側(cè)電流的諧波輸出特性，并通過仿真驗(yàn)證理論分析的正確