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高性能城市轨道交通直流牵引供电电源的研究
| 论文题名： | 高性能城市轨道交通直流牵引供电电源的研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;直流牵引供电;电压型PWM整流器;空间矢量PWM;仿真分析 |
| 摘要： | 消除电网谐波污染、提高功率因数是电力电子领域研究的重大课题.由于中大功率的电力电子设备在电网中占有很大的比重,因此对高功率因数的三相PWM整流器的研究己成为当今国内外研究的一大热点,如能将之应用在城市轨道交通直流牵引供电电源系统中将有着重大的现实意义.该文首先讨论了实用的三相整流多重化技术原理,以期推动等效二十四脉波整流技术在城市轨道交通直流牵引供电系统的应用.然后在推导三相电压型PWM整流器数学模型的基础上,从控制的角度出发,总结了目前对其研究的一些控制方案,并指出了各种控制方案的特点.继而确定了采用基于电压空间矢量PWM调制(SVPWM)的直接电流控制方法对三相电压型PWM整流器进行双环控制,文中详细推导了三相PWM整流器基于SVPWM的实时控制算法原理和计算过程,并在此基础上讨论了两种基于SVPWM而改进的电流控制方法,其一是基于有功、无功电流解耦的SVPWM控制方法,另一是基于预测电流的SVPWM控制方法.所改进的基于预测电流的SVPWM控制方法相比于常规方法具有更简单的控制结构和更少的可变调节参数,因而也更容易得到理想的系统响应.文中建立了Matlab/Simulink环境下三相电压型PWM整流器及其整个控制系统的完整仿真模型,其能准确地反映可逆变流器的特性,从而使得在设计阶段就能全面考察系统的动静态特性并优化选择合理的系统结构及参数,在最大程度上避免设计的盲目性,提高试验的一次成功率,缩短研制周期、节约研制成本.文中还推导了基于SVPWM控制方法的三相PWM整流器系统主电路参数的工程化设计方法,将所设计的电流环和电压环调节器参数以及系统主要元件参数代入系统仿真模型,针对城市轨道交通直流供电电源中一应用环境进行仿真.通过仿真结果验证了三相PWM整流器在地铁、轻轨等直流牵引供电电源中用作牵引整流器的可行性,也验证了针对其应用而提出的控制方法和系统参数设计方法的正确性. |
| 作者： | 杨鹏 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 郭世明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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