混合動(dòng)力動(dòng)車組網(wǎng)側(cè)變流器的研究.pdf

1、混合動(dòng)力動(dòng)車組是一種具有兩種動(dòng)力輸入的新型動(dòng)車組車型，可以采用接觸網(wǎng)供電或動(dòng)力電池（柴油發(fā)電機(jī)）等不同供電方式。其中，網(wǎng)側(cè)變流器作為連接交流接觸網(wǎng)與牽引逆變器/DCDC電池控制器之間的接口，采用了單相PWM整流器的拓?fù)洌邆淠芰侩p向流動(dòng)、直流電壓可控、交流諧波含量低等優(yōu)點(diǎn)。在列車牽引時(shí)網(wǎng)側(cè)變流器將交流電整流成直流電，為牽引逆變器提供穩(wěn)定的直流電壓;列車制動(dòng)時(shí)，網(wǎng)側(cè)變流器將列車的制動(dòng)能量進(jìn)行逆變，回饋到電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了能量的回收利用。本文對混

2、合動(dòng)力動(dòng)車組網(wǎng)側(cè)變流器的主電路及控制技術(shù)展開研究，并通過大量的仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　首先，對高速動(dòng)車組的網(wǎng)側(cè)變流系統(tǒng)方案進(jìn)行研究。分別介紹了CRH1、CRH2、CRH3、CRH5型動(dòng)車組的編組情況以及牽引供電變流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)對比分析了每種車型網(wǎng)側(cè)變流器的主電路拓?fù)涞膬?yōu)缺點(diǎn)。最后結(jié)合混合動(dòng)力動(dòng)車組的供電模式特殊性，提出了混合動(dòng)力動(dòng)車組網(wǎng)側(cè)變流器的主電路結(jié)構(gòu)，并明確了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　其次，結(jié)合網(wǎng)側(cè)變流器的主電路

3、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在分析了主電路的工作原理以及每個(gè)元件在電路中所起的作用后，提出了網(wǎng)側(cè)變流器等比例樣機(jī)主電路參數(shù)設(shè)計(jì)方法與等效原則，并結(jié)合網(wǎng)側(cè)變流器的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，搭建了等比例的小實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。借助Matlab仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，采用該等效原則設(shè)計(jì)的等比例樣機(jī)在動(dòng)靜態(tài)特性上都與實(shí)際系統(tǒng)具有很好的一致性。
　　再次，對網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略進(jìn)行了研究。首先介紹了三相PWM整流器在靜止坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，從而引出單相P

4、WM整流器在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的控制模型，并介紹了控制器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法。然后分析了傳統(tǒng)的基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的控制策略，并提出了一種改進(jìn)后的構(gòu)造虛擬正交坐標(biāo)軸的方法，使系統(tǒng)能夠更快的跟蹤實(shí)際電流的變化，改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性?；诖送瑫r(shí)也介紹了軟件鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)和載波移相控制方法。通過仿真驗(yàn)證了改進(jìn)型控制策略比傳統(tǒng)型存在的優(yōu)勢。
　　最后，參與搭建了基于混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引供電變流系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，重點(diǎn)進(jìn)行了網(wǎng)側(cè)變流器的本體功能實(shí)驗(yàn)，包括基本動(dòng)