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电力牵引系统的谐波分析及仿真研究
| 论文题名： | 电力牵引系统的谐波分析及仿真研究 |
| 关键词： | 电动车组;电力牵引系统;谐波分析;电路仿真 |
| 摘要： | 随着高速铁路和重载运输的大力发展，交流传动型电力机车和电动车组在国内大规模上线运行，电气化铁路已经成为我国电网的主要谐波源。针对这一现象，需要及时的对电气化铁路电能质量问题进行监测、评估和治理。本文将围绕交流传动型电力机车和动车组的谐波特性问题进行展开。对于动车组而言，CRH2型动车组采用二极管钳位式三电平脉冲整流器，而其它几种车型均采用两电平脉冲整流器。本文有针对性的以CRH2型和CRH5型两种动车组为研究对象，通过建立其网侧的变流器模型，来分析谐波的分布特性。 本文首先对电力机车和动车组的牵引传动系统进行了研究，同时分析了谐波对牵引供电系统和机车车辆的影响。对网侧整流器的工作原理进行阐述，研究交流传动电力机车采用脉冲整流器与交-直流传动电力机车采用相控整流器所产生谐波特性的差异及影响。重点分别对两电平、三电平脉冲整流器的电路结构、工作原理进行阐述。同时对整流器谐波产生机理进行了深入的分析，并建立了网侧变流器谐波电流的数学模型。对网侧变流器的相关控制技术进行了研究，详细分析了瞬态电流控制和预测电流控制两种直接电流控制策略，对三电平脉冲整流器固有的中点电位问题进行了分析，并且提出了一种较为简单的脉冲转换方法来解决此问题。同时对多重化PWM整流器的载波移相技术进行了研究，并达到扩容和减小谐波的目的。利用Matlab/Simulink仿真平台，分别搭建CRH2、CRH5两种车型的整流电路仿真模型，研究机车在额定工况、功率变化及牵引网电压变化时网侧电流的谐波输出特性，并通过仿真验证理论分析的正确性。 通过对这两种变流器的理论分析，就能推断出整个动车组谐波对电网的影响。进而可以为下一步为抑制谐波对电网的干扰提供一定的理论支持。 |
| 作者： | 周诗林 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 胡汉春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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