城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)整流器研究.pdf

1、隨著我們國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市交通量的增長(zhǎng)，城市軌道交通作為一種新的交通運(yùn)輸工具，在我國(guó)正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。未來(lái)數(shù)年將是城市軌道交通發(fā)展的黃金時(shí)期。城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)諧波抑制的研究，已逐步成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。 關(guān)于城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中的諧波抑制，在方法上可分為兩大類：一是現(xiàn)在正在使用的采用被動(dòng)式的諧波抑制方式，如在電網(wǎng)側(cè)加裝濾波裝置；另一類是采用主動(dòng)式的諧波抑制方式，采用多相整流，增加直流側(cè)輸出電壓的脈波數(shù)，

2、現(xiàn)已廣泛采用12脈波整流甚至等效24脈波整流，而高功率因數(shù)整流器在其他領(lǐng)域的成功應(yīng)用，為其在城市軌道交通中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的不控整流成為可能，從而從源頭上減少諧波的產(chǎn)生。 本文首先討論了實(shí)用的三相整流多重化技術(shù)原理，以期推動(dòng)等效二十四脈波整流技術(shù)在城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)的應(yīng)用。針對(duì)目前城市軌道交通整流機(jī)組12脈波整流或24脈波整流中所存在的諧波污染問(wèn)題，本文提出了利用電壓型PWM整流器代替?zhèn)鹘y(tǒng)整流器的方案。 本文詳細(xì)分析了

3、PWM整流器的工作原理，然后在推導(dǎo)三相電壓型PWM整流器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，從控制的角度出發(fā)，采用基于電壓空間矢量PWM調(diào)制(SVPWM)的直接電流控制方法對(duì)三相電壓型PWM整流器進(jìn)行雙環(huán)控制，文中詳細(xì)推導(dǎo)了三相PWM整流器基于SVPWM的實(shí)時(shí)控制算法原理和計(jì)算過(guò)程，同時(shí)用MATLAB中的SIMULINK工具箱對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了SIMULINK建模和仿真，還推導(dǎo)了基于SVPWM控制方法的三相PWM整流器系統(tǒng)主電路參數(shù)的工程化設(shè)計(jì)方法，將所設(shè)計(jì)

4、的電流環(huán)和電壓環(huán)調(diào)節(jié)器參數(shù)以及系統(tǒng)主要元件參數(shù)代入系統(tǒng)仿真模型，并以城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)為研究對(duì)象進(jìn)行仿真，將仿真結(jié)果與傳統(tǒng)的12脈波、24脈波整流仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：基于電壓空間矢量控制的PWM整流器，具有輸入電流正弦性好、可獲得單位功率因數(shù)、能量可實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng)，諧波干擾小等優(yōu)勢(shì)。從而驗(yàn)證了三相PWM整流器在地鐵、輕軌等直流牽引供電系統(tǒng)中用作牽引整流器的可行性，也驗(yàn)證了針對(duì)其應(yīng)用而提出的控制方法和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)方法的正確性。