機(jī)車牽引系統(tǒng)無工頻變壓器的研究.pdf

1、電力機(jī)車速度的提高既是當(dāng)前的研究重點(diǎn)也是熱點(diǎn)。然而要實(shí)現(xiàn)速度的提高就一定要實(shí)現(xiàn)機(jī)車的輕量化，而工頻變壓器占電氣設(shè)備的1/3，因此要實(shí)現(xiàn)機(jī)車輕量化的要求就必須要減小變壓器的重量和體積，變壓器頻率的升高是減小重量和體積的有效方式。本文研究的無工頻變壓器機(jī)車牽引系統(tǒng)用中頻變壓器取代了傳統(tǒng)的笨重而效率低的工頻變壓器，使機(jī)車能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化的要求，并能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)速度的提高。
　　 本文首先分析了基于中頻變換器隔離的交直變換器的結(jié)構(gòu)，去掉笨

2、重的工頻變壓器，變換器以四象限變換器級聯(lián)的方式來承受電網(wǎng)的高壓，本文以CRH5的數(shù)據(jù)為例對組成變換器的級聯(lián)模塊數(shù)進(jìn)行了計算。分析了四象限變換器的工作原理以及級聯(lián)四象限變換器引起的均壓問題；分析了全橋雙向DC/DC變換器的常規(guī)移相工作過程和兩種改進(jìn)方法的工作原理，以及DC/DC變換器的反向工作過程，研究了DC/DC變換器輸出并聯(lián)所引起的均流問題。對四象限變換器的各參數(shù)的進(jìn)行了設(shè)計，給出了三種參數(shù)(交流側(cè)電感，二次濾波器參數(shù)，儲能電容)的設(shè)

3、計方法。
　　 研究了DC/DC變換器的設(shè)計，給出了一種中頻變壓器的設(shè)計方法。并對DC/DC變換器主電路的各參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計。
　　 研究了系統(tǒng)的控制電路，分析了四象限變換器和DC/DC變換器的控制原理，并分別對均壓控制和均流控制進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　 最后，對各項(xiàng)分析進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。首先，建立了單個四象限變換器的模型，驗(yàn)證了四象限變換器能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電壓電流同相，并輸出穩(wěn)定的直流電壓；以三個模塊為例，建立了輸入均壓

4、控制的模型，驗(yàn)證了級聯(lián)四象限變換器運(yùn)用輸入均壓控制方式即使是在輸出阻抗有差別的情況下仍然能夠?qū)崿F(xiàn)輸入均壓，并且驗(yàn)證了網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近于1；然后，建立了單個DC/DC變換器的移相工作模型，驗(yàn)證了DC/DC變換器工作于移相方式時，三種方法的控制脈沖和電壓電流波形與理論分析相一致，并且能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動；其次，以三個模塊為例，建立了均流控制模型，驗(yàn)證了DC/DC變換器即使是在特性阻抗或者輸入電壓有差別時仍然能夠?qū)崿F(xiàn)輸出均流；最后，建立基于