多電平牽引變流器中點(diǎn)電位控制策略研究.pdf

1、本文以高速鐵路領(lǐng)域的電力牽引變流器為研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)三電平脈沖整流器和三電平NPC逆變器的中點(diǎn)電位控制算法展開(kāi)深入的理論研究。以動(dòng)車組CRH2的牽引變流器為原型，針對(duì)牽引變流器系統(tǒng)主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別建立了三電平脈沖整流器和三電平NPC逆變器的數(shù)學(xué)模型。基于此數(shù)學(xué)模型，在Matlab/Simulink平臺(tái)上，搭建牽引變流器系統(tǒng)的仿真模塊。針對(duì)直流側(cè)電容電壓中點(diǎn)電位的不平衡問(wèn)題，進(jìn)行了理論分析。并且，分別從三電平整流器和三電平NPC逆變

2、器兩個(gè)方面進(jìn)行中點(diǎn)電位的平衡控制和仿真驗(yàn)證，得出的研究成與結(jié)論如下:
　　(1)詳細(xì)分析了三電平牽引變流器的工作原理及中點(diǎn)電位問(wèn)題，研究其中點(diǎn)電位的主要控制方法，分析了三電平脈沖整流器、三電平NPC逆變器的中點(diǎn)電位不平衡原因，著手從這兩側(cè)研究保持中點(diǎn)電位平衡的控制策略。
　　(2)針對(duì)三電平脈沖整流器側(cè)對(duì)直流環(huán)節(jié)電容電位的控制方法，與SPWM調(diào)制相比較，基于電壓前饋的SVPWM調(diào)制方法適用于離散化的數(shù)字化處理，實(shí)現(xiàn)了再生制動(dòng)

3、和牽引制動(dòng)條件下的運(yùn)行，保證了兩端直流側(cè)電容電壓的基本平衡，因此有比較高的功率因素，仿真結(jié)果證明了這種控制策略的可行性。
　　(3)對(duì)于直流環(huán)節(jié)電容電位保持平衡的問(wèn)題，從三電平二極管箝位NPC逆變器處進(jìn)行控制，本文中介紹了中點(diǎn)電位偏移對(duì)空間矢量控制作用的結(jié)果，而且在虛擬電壓空間矢量中的每一個(gè)小扇區(qū)內(nèi)依次給出了矢量對(duì)應(yīng)的作用時(shí)間和順序。通過(guò)Matlab/Simulink仿真驗(yàn)證了當(dāng)調(diào)制度過(guò)大時(shí)，虛擬空間矢量PWM控制算法對(duì)中點(diǎn)電位波