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城市轨道交通再生制动逆变回馈系统研究
| 论文题名： | 城市轨道交通再生制动逆变回馈系统研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;再生制动;逆变回馈;数学模型 |
| 摘要： | 目前城市轨道交通的牵引供电系统一般采用不可控的二极管整流器，实现能量由交流电网向直流牵引网单向流动。当机车到站制动时，机车上的电动机此时作发电机用，产生制动能量。这一部分能量除了被正在取流的机车利用外，剩余的则会导致直流牵引网压升高。目前正在应用的解决办法有设置车载或地面制动电阻来吸收这部分能量，但是由于城市轨道交通的站间距离相对较短，所以机车的起动制动比较频繁，因此这些制动能量也是相当可观的。现阶段，由于普遍采用的是电阻制动，剩余的能量全部是由电阻消耗，这样不仅造成了再生制动能量的利用率低，还会增加散热通风系统的负担。此外，从节约能源的角度来说，城市轨道交通采用再生制动技术也是很有必要的。 城市轨道交通再生制动能量利用的根本问题是供电系统采用不可逆整流器，本文针对以上情况分析了一种再生制动逆变回馈式牵引供电系统，采用逆变回馈系统与现有不可控二极管整流器并联的结构方式。逆变回馈系统可以工作在整流、逆变两种工况下，既能实现将制动能量回馈给交流电网，也可以起到辅助整流器的作用，与现有的二极管整流器分担负荷。之后，讨论了再生制动逆变回馈式牵引供电系统的主电路拓扑结构，并分析了系统的工作原理。 其次，建立了逆变回馈系统的数学模型，并进行了主电路参数设计、系统投切原则的探讨。为了实现逆变回馈装置能量双向流动，达到回馈制动能量及稳定直流侧网压的目的，给出了采用SVPWM调制，基于同步旋转坐标系PI电流控制的电压外环电流内环控制策略。 最后，为了验证系统和控制策略的可行性，在Matlab/Simulink环境下搭建了系统仿真模型，对逆变回馈工况、由整流切换至逆变工况、辅助整流工况进行了建模和仿真。仿真结果表明所采用的控制策略可以实现对逆变回馈机组逆变、整流的快速、有效控制，系统可以起到反馈制动能量、稳定直流侧网压的作用，并且具有低谐波含量、高功率因数、动态响应快等特点。 |
| 作者： | 栾桂海 |
| 专业： | 电力系统及其自动化 |
| 导师： | 解绍锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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