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牵引逆变器的SHEPWM及拍频抑制策略研究
| 论文题名： | 牵引逆变器的SHEPWM及拍频抑制策略研究 |
| 关键词： | 机车工程;牵引逆变器;特定谐波消除脉宽调制;拍频现象;谐波抑制 |
| 摘要： | 机车牵引变流器常采用交直交拓扑结构，其额定功率达到MW级别，受功率器件的开关损耗限制，其开关频率一般不会超过500Hz。论文主要围绕交直交拓扑结构以及低开关频率在牵引逆变器控制中引起的主要问题展开研究。 论文根据SHEPWM基本理论，把其开关角求解问题转变为无约束的单目标优化问题，采用改进型人工鱼群算法对该问题进行了迭代计算，提升了算法的收敛速度和计算精度；定量对比分析了各载波比下的SHEPWM输出谐波特性，并通过matlab进行了验证。由牵引逆变器开关频率低和运行频率范围宽的特点，研究了一种基于SHEPWM且可实现平滑过渡的分段调制策略，重点探讨了不同载波比SHEPWM间的切换方法，得出三相同时切换和三相分别切换两种方案，有效提高了输出波形质量，避免了切换电流冲击，并利用matlab进行了仿真验证。 针对母线电压二次脉动在电机侧引起的拍频现象，研究了一种基于重复控制的前馈补偿方案，通过对母线电压的精确预测，解决了低开关频率以及DSP输出特性引起的传统前馈补偿效果不佳的问题。结合分段调制策略及其工程实现特性，给出了一种三段式拍频抑制策略，即在SPWM调制区采用重复控制型前馈补偿，SHEPWM调制区采用传统前馈补偿，在方波模式下，改用频率补偿方案，并针对传统频率补偿存在的缺陷采用了一种基于积分思想的工程实现方法补偿输出电压频率。最后通过matlab/simulink的S-Function进行算法程序编写，仿真验证了三段式拍频抑制策略结合多模式调制策略的可行性，在牵引逆变器运行频率范围内均取得了显著的谐波抑制效果。 |
| 作者： | 孔祥乾 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 程善美 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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