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贯通供电系统中的多电平三相-单相交直交变换器设计
| 论文题名： | 贯通供电系统中的多电平三相-单相交直交变换器设计 |
| 关键词： | 贯通供电系统;交直交变换器;二极管钳位;多电平变流器 |
| 摘要： | 将电气化铁道牵引网供电所区段拉通实现贯通同相供电，可以彻底解决牵引供电的过分相、过分压问题，取消中性段从而使机车可以在运行过程中全线得到连续的高质量供电;同时由于功率均摊，可以为沿线变电所节约大量变压器容量。然而公用电网对“高压环网、低压解网”的供电结构约束了贯通同相供电的可行性，针对此问题，本文研究了一种适用于牵引供电网贯通式供电的交直交变换器装置实现方案。 本文首先比较了现有同相供电技术与贯通同相供电技术实现方案上的异同点。为使变电所对电网体现出良好的三相平衡特性及使能量具备双向流动特性，整流侧直接使用了三相PWM整流器;同时为了进一步降低输出的谐波含有率，研究了多电平开关变换器技术在本系统中的应用。 为实现新的变流器方案，本文先从理论层面讨论研究了电力系统分析中常见克拉克变换及派克变换两种相量分析法及工程中最常用的比例积分控制法，之后研究了基于数字式锁相环(PLL)的变流器信号相位跟踪方法及正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种调制方式;同时分析了三相PWM整流器及单相PWM逆变器的变流原理、控制策略、多电平化方案在其上的应用和二极管钳位式多电平变流器中的电容失衡问题与基于直流均压电路的解决方案。 最后在使用MATLAB/Simulink软件对五电平交直交变换器电路建模仿真运行通过的基础上，利用XilinxISE软件对既有的基于FPGA的控制器平台进行二次开发，并连接IPM开关模块与虚拟负载进行三电平交直交电路的方案验证。测试结果证明，应用本文提出方案建设的交直交变换器能够正确实现高效的三相-单相的能量转换，逆变器输出能够顺利并网向负载供电，在实验室环境下该方案能够顺利达到预期的结果。 |
| 作者： | 徐闵 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 李群湛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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