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混合动力动车组网侧变流器控制策略的研究与实现
| 论文题名： | 混合动力动车组网侧变流器控制策略的研究与实现 |
| 关键词： | 混合动力动车组;网侧变流器;控制策略;解耦控制;单相PWM整流器 |
| 摘要： | 网侧变流器是整个动车组牵引传动系统能量交换的最核心环节，因此在安全性和稳定性等各方面都对其提出了较高要求。本文依托“十二五”国家科技支撑重点项目——混合动力动车组关键技术研究及典型样车研制，对动车组网侧变流器的关键控制技术及相关应用策略进行了研究和试验，并成功装车应用。 首先，本文根据混合动力动车组的设计需求和性能指标，确定了网侧变流器的两重两电平拓扑结构，并给出了主电路电气参数的选取依据，以及混合动力动车组牵引变流器的实车装备参数。 其次，介绍了网侧变流器的基本工作原理、调制方法以及基于单相PWM整流器系统的同步旋转坐标系数学建模方法。以此为基础，本文研究了改进的基于半解耦的PI控制，基于半解耦的PR控制，常规dq解耦控制和应用快速虚拟轴算法的新型dq解耦控制，还分析了dq轴电流控制的二倍频脉动成因。通过系统仿真，研究比较和总结了上述方法各自的特点。最终给出结论，确定了新型dq解耦控制方法作为混合动力动车组网侧变流器的控制策略。该方法具备良好的动静态调节性能，实现了有功和无功功率的独立控制，可应对列车牵引时网压波动等工况。此外，还采用多重化移相控制技术以抑制电网电流中的谐波成分，介绍了动车组多重化移相方案。 然后，对混合动力动车组网侧变流器的应用策略进行了研究。本文研究了变流器系统保护策略。通过对故障分级和软硬件保护机制的配合工作，实现了对网侧变流器及相关设备的有效保护。设计了针对三种工况的新型过分相策略，和变流器对短时网压中断的快速识别与应对方案，并分别给出了相关原理和设计上的要点。 最后，基于混合动力动车组两列原型车和地面牵引链试验平台，对控制方法进行了算法实现，并进行了大功率实验和试验分析。基于仿真与实际获得的波形，验证了本文所研究的网侧变流器控制方法和相关应用策略的科学性与可行性。 |
| 作者： | 蒋李晨昕 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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