單相級(jí)聯(lián)H橋整流器控制算法研究與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，客運(yùn)列車的不斷提速還面臨著眾多挑戰(zhàn)，輕量化是高速列車發(fā)展與進(jìn)一步提速的關(guān)鍵技術(shù)。使用電力電子變壓器替代傳統(tǒng)工頻牽引變壓器是高速列車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)輕量化和高功率密度化研究的一個(gè)重要方面。采用單相級(jí)聯(lián)H橋整流器與中高頻隔離DC-DC變換器結(jié)合的電力電子變壓器是無(wú)工頻牽引變壓器牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的主要研究方向，因此開展級(jí)聯(lián)H橋整流器系統(tǒng)的分析與研究具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值與意義。本文以電力電子變壓器前端單相級(jí)聯(lián)H橋整流器為研

2、究對(duì)象，從級(jí)聯(lián)H橋整流器控制調(diào)制算法、小功率實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)搭建、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)控制程序設(shè)計(jì)三個(gè)方面展開工作，主要工作內(nèi)容如下:
　　首先，對(duì)單相級(jí)聯(lián)H橋整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析和計(jì)算，分析了級(jí)聯(lián)整流器直流電容電壓不平衡的原因和負(fù)載不平衡程度的約束條件，結(jié)合傳統(tǒng)兩電平整流器的控制方法，分析了單相級(jí)聯(lián)H橋整流器的控制、調(diào)制和電壓平衡控制的方法，分析和仿真結(jié)果表明:瞬態(tài)直接電流控制和電流DQ解耦控制適用于對(duì)單相級(jí)聯(lián)H橋整

3、流器的控制;載波移相調(diào)制可在較低載波頻率下實(shí)現(xiàn)較高的等效開關(guān)頻率，有助于改善諧波特性;直流側(cè)負(fù)載不平衡是引起直流電壓不平衡的主要原因，通過對(duì)調(diào)制比增量進(jìn)行調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)直流電壓平衡控制。
　　其次，設(shè)計(jì)并搭建了包含三個(gè)H橋模塊的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)功率220V/2.2kW，主要有控制、驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)和功率電路，此外還包含預(yù)充電、濾波器和保護(hù)等輔助電路。給出了詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算過程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)性能良好