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原文传递电力机车四象限变流器的研究

论文题名：	电力机车四象限变流器的研究
关键词：	电力机车;四象限变流器;电流控制;仿真波形
摘要：	中国电力牵引技术经历了四十年的时间，从早期的功率二极管不控整流、直流传动发展到现在的四象限整流、交流传动。四象限变流器因其功率因数高、网侧电流正弦性好、能够实现能量回馈、整机效率高等优势，正在逐渐占据电力牵引领域的主导地位。本文以电力机车变流器为对象，主要研究四象限变流器的电流控制技术。　　本文分析了四象限变流器的传统理论，包括瞬态数学模型和周期平均化的状态空间模型，主回路参数的设计方法，基于DFT的单相锁相环设计方法，传统的间接电流控制和直接电流控制两种电流环设计方法。为了解决间接电流控制鲁棒性差、直接电流控制抗干扰能力差的问题，对传统控制方法分别作出改进。　　对于间接电流控制，通过DFT技术对网侧电流基波正交分解，得到有功电流和无功电流对交流侧电压的解耦控制模型。再通过滞环算法实现有功电流与无功电流双闭环的间接电流解耦控制方式。文中给出500Hz开关频率下四象限变流器在启动、空载、满载、能量回馈等情况下的仿真波形。　　对于直接电流控制，电流环采用PI-重复控制器并联的混合型控制结构，其中重复控制器做到电流正弦指令无差跟踪、抑制网侧电流谐波干扰，PI控制器做到对阶跃指令快速响应。最后给出重复控制器详细的参数设计过程和2kHz开关频率下PI控制器、混合控制器在四象限变流器启动、带载等仿真波形。　　论文给出了四象限变流器控制系统的软硬件架构，分别介绍控制系统硬件电路功能和软件流程图，然后给出500Hz开关频率下基于滞环的间接电流解耦控制和2kHz开关频率下电流环混合控制下的实验波形，验证了上述算法的正确性。
作者：	杨畅
专业：	控制理论与控制工程
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：	2017
正文语种：	中文