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多电平牵引变流器中点电位控制策略研究
| 论文题名： | 多电平牵引变流器中点电位控制策略研究 |
| 关键词： | 高速铁路;电力牵引变流器;中点电位;平衡控制;仿真验证 |
| 摘要： | 本文以高速铁路领域的电力牵引变流器为研究对象，重点对三电平脉冲整流器和三电平NPC逆变器的中点电位控制算法展开深入的理论研究。以动车组CRH2的牵引变流器为原型，针对牵引变流器系统主电路的拓扑结构，分别建立了三电平脉冲整流器和三电平NPC逆变器的数学模型。基于此数学模型，在Matlab/Simulink平台上，搭建牵引变流器系统的仿真模块。针对直流侧电容电压中点电位的不平衡问题，进行了理论分析。并且，分别从三电平整流器和三电平NPC逆变器两个方面进行中点电位的平衡控制和仿真验证，得出的研究成与结论如下: (1)详细分析了三电平牵引变流器的工作原理及中点电位问题，研究其中点电位的主要控制方法，分析了三电平脉冲整流器、三电平NPC逆变器的中点电位不平衡原因，着手从这两侧研究保持中点电位平衡的控制策略。 (2)针对三电平脉冲整流器侧对直流环节电容电位的控制方法，与SPWM调制相比较，基于电压前馈的SVPWM调制方法适用于离散化的数字化处理，实现了再生制动和牵引制动条件下的运行，保证了两端直流侧电容电压的基本平衡，因此有比较高的功率因素，仿真结果证明了这种控制策略的可行性。 (3)对于直流环节电容电位保持平衡的问题，从三电平二极管箝位NPC逆变器处进行控制，本文中介绍了中点电位偏移对空间矢量控制作用的结果，而且在虚拟电压空间矢量中的每一个小扇区内依次给出了矢量对应的作用时间和顺序。通过Matlab/Simulink仿真验证了当调制度过大时，虚拟空间矢量PWM控制算法对中点电位波动有明显的抑制效果。 |
| 作者： | 童芳 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 张桂新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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