高速列車四象限變流器低頻振蕩現(xiàn)象研究.pdf

1、在高速列車中，單相四象限變流器具有能量雙向流動(dòng)、功率因數(shù)高、電流諧波低等優(yōu)點(diǎn)，但隨著我國(guó)高速鐵路的飛速發(fā)展以及大量新型交直交傳動(dòng)的大功率機(jī)車和動(dòng)車組的投入，也陸續(xù)出現(xiàn)了由車網(wǎng)耦合參數(shù)不當(dāng)造成的高頻諧振或低頻振蕩等新問(wèn)題。其中，高速列車和機(jī)車的四象限變流器低頻振蕩事故在國(guó)內(nèi)屢有發(fā)生，對(duì)鐵路的安全運(yùn)行造成了一定影響。
　　本文首先基于國(guó)內(nèi)低頻振蕩事故現(xiàn)象及特點(diǎn)，將牽引供電系統(tǒng)簡(jiǎn)化為戴維南等效電路模型，對(duì)多列列車同時(shí)運(yùn)行時(shí)，牽引供電系統(tǒng)

2、和瞬態(tài)電流控制下的四象限變流器耦合系統(tǒng)進(jìn)行了等效建模，考慮到系統(tǒng)的時(shí)變性和非線性因素，推導(dǎo)出了系統(tǒng)的小信號(hào)模型，并利用穩(wěn)定性判據(jù)對(duì)列車增多時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定性變差的現(xiàn)象給出了解釋。
　　本文分析了多車投入運(yùn)行后系統(tǒng)的阻尼比和振蕩頻率，定量分析了二者與列車數(shù)量及四象限變流器控制參數(shù)的關(guān)系，同時(shí)分析了振蕩的頻率及幅值隨列車數(shù)量變化的情況。并利用Hopf分岔理論，解釋了系統(tǒng)的非線性振蕩機(jī)理。此外，還研究了低頻振蕩的其他影響因素，通過(guò)仿真再現(xiàn)了青

3、島動(dòng)車所CRH5型動(dòng)車組5Hz的低頻振蕩現(xiàn)象，并與CRH2型動(dòng)車組分析結(jié)果對(duì)比，得出了振蕩頻率大小的影響因素，并通過(guò)仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　針對(duì)上述分析結(jié)果，本文提出了抑制四象限變流器低頻振蕩的主動(dòng)阻尼補(bǔ)償控制策略。針對(duì)調(diào)整控制參數(shù)、增設(shè)比例反饋?zhàn)枘嵫a(bǔ)償環(huán)節(jié)和增設(shè)低通濾波反饋?zhàn)枘嵫a(bǔ)償環(huán)節(jié)這幾種方案，對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)和頻域分析，并比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)增設(shè)低通濾波反饋補(bǔ)償方法可保證更多數(shù)量的列車同時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，且動(dòng)態(tài)效果較好。但考慮到