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原文传递牵引变流系统电磁兼容性研究

论文题名：	牵引变流系统电磁兼容性研究
关键词：	列车牵引变流系统;电磁兼容性;绝缘栅极双极型晶体管;脉冲宽度调制;整流器;逆变器
摘要：	列车牵引变流系统作为一个大功率的能流控制装置，在列车系统构成中占有重要地位，同时，其对于列车系统电磁环境的影响也不容忽视。作为列车系统内的主要电磁干扰源之一，本文对其的电磁兼容性进行了相关的研究以及仿真，研究内容主要分为以下几个方面。　　首先，分析了牵引变流器所用的主要开关器件，绝缘栅极双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)的动态开关特性参数，讨论了在开关管状态发生变化时，其动态特性参数对于输出信号的影响，以及开关管开关频率与其产生的子谐波频率的倍数关系，并进行了相应仿真验证。　　其次，阐述了牵引变流系统的整体结构、工作原理，并且在开关管的基础上，根据开关函数理论，分析了单相三电平整流器和三相三电平逆变器的工作原理、电路拓扑结构及其工作方式，并用Matlab/Simulink搭建了整流器和逆变器的仿真模块。　　再次，在搭建了主要拓扑电路的基础上，讨论了当前牵引变流系统采用的主流调制方式脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)的基本原理，包括正弦脉宽调制信号(Sinusoidal Pulse Width Modulation，SPWM)和空间矢量脉宽调制(SpaceVector Pulse Width Modulation，SVPWM)信号的产生机理。针对整流器和逆变器采用的不同的PWM调制方式，结合变流器的控制理论建立了整流器和逆变器各自的控制系统仿真模块，实现了对三电平SPWM和三电平SVPWM调制方式的仿真。　　然后，在Simulink平台上建立完整的牵引整流器和逆变器的仿真模型，并对其仿真呈现的电流、电压波形进行时域和频域的分析，同时讨论此类信号的特性，例如谐波，共模干扰等。并且，本文在上述仿真模型的基础上，搭建了整个牵引变流系统的仿真模型，并就其仿真数据做出了相应的电磁兼容分析。另外，通过对电机YJ87A输入线缆上共模骚扰的实地测量，讨论了逆变器引起的共模骚扰的特性。同时，在博世汽车电子检测中心进行了逆变器输出骚扰的测试，将测试数据与仿真结论做对比，从实践上证明仿真系统的正确性。　　最后，就如何抑制牵引变流系统的电磁骚扰，作了简要讨论，并对以后的工作提出展望。
作者：	张婧亮
专业：	通信与信息系统
导师：	沙斐
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文