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双动力动车组辅助供电系统并联技术研究
| 论文题名： | 双动力动车组辅助供电系统并联技术研究 |
| 关键词： | 动车组;辅助供电系统;逆变器;并联技术;控制策略 |
| 摘要： | 伴随着国内城市化进程的快速发展，城际交通的需求日渐增长，而动车组以其灵活的编组方式、优良的调速性能成为城际交通的首选。动车组辅助供电系统主要为列车通风机组和空气压缩机等三相负载供电，对列车运行的平稳性影响巨大。为了提高供电的可靠性和冗余度，需要对辅助逆变器的并联控制技术进行研究。 辅助逆变器单机系统优良的输出性能是并联系统可靠运行的基础。本文首先对逆变器电路拓扑进行了设计，分析了三相变压器和滤波电路电量关系，并推导了主回路的状态空间方程。在分析空间矢量调制技术的基础上，对数字锁相环进行建模并给出了参数设计方法，提出了基于坐标变换的电压闭环控制策略，并加入电流前馈，提高了逆变器对动态过程的输出调节能力。 动车组辅助逆变器并联系统采用以下垂特性为核心的无互联线并联技术。本文推导了传统下垂控制理论，针对传统下垂法系统阻抗适应性差的缺陷，在新型下垂控制中引入了反映系统阻抗特性的正交变换矩阵;针对比例下垂的动态响应慢的缺陷，加入了微分下垂分量。为了提高动车组复杂负载条件下的功率计算准确性，提出在dq坐标系下的瞬时功率计算方法，通过对整车功率流建模，设计了并联系统功率控制环，提高功率均分效果。 为了合理选择下垂控制参数，本文给出了控制系统的状态空间描述和基于时变相量法的新型小信号模型。和传统准稳态小信号模型相比，新模型考虑到了下垂控制对系统电量的实时调整，可以更全面的反映下垂系数对系统稳定性和动态性的影响，并通过分析根轨迹证明了新模型的优越性。结合小信号模型分析和下垂公式本身的数学约束，给出一组下垂参数并利用伯德图证明取值合理性。 本文利用Matlab进行了辅助逆变器单机系统和并联系统的仿真，并在实验平台上进行了相关实验。仿真结果和实验波形表明并联系统运行稳定，动态性能良好，验证了本文提出的控制策略的可行性。 |
| 作者： | 付尧 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刁利军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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