原文传递
电力电子变压器机车网侧级联H桥整流器电容电压平衡方法
| 论文题名： | 电力电子变压器机车网侧级联H桥整流器电容电压平衡方法 |
| 关键词： | 电力电子变压器机车;级联H桥整流器;电容参数;电压指数;不平衡现象 |
| 摘要： | 电力电子变压器(Power Electronic Transformer，PET)牵引传动技术是高速列车牵引传动系统小型轻量化的发展方向之一。以单相多电平级联H桥整流器与中频隔离DC-DC变换器为核心的高速列车PET模式是目前较为典型的方案之一。因此对该PET模式中的单相级联H桥整流器开展研究具有重要的理论价值和工程应用前景。本文以单相级联H桥整流器的直流侧电容电压平衡问题为研究对象，主要从电容电压不平衡现象产生原理、不平衡抑制算法等方面开展研究，具体工作可总结如下: 首先，研究了单相级联H桥整流器的拓扑，定义了其等效开关函数，分析了单一模块四种开关模态下对应的三种工作状态，并建立了相应的数学模型。在此基础上，介绍了传统单模块整流器控制与调制算法在级联H桥整流器中的应用及其优缺点。 其次，以直流侧电容电压不平衡问题为研究对象，定量分析了调制方法、直流侧电容参数、电容等效串联阻抗、等效负载电阻等因素的变化对直流侧电容电压的影响。分析结果表明:载波移相调制影响整流器输入电流谐波分布，并最终影响直流侧充放电电荷总量，导致电容电压不平衡;直流侧电容参数变化时，电容电压稳态值不变，但电容电压纹波随着电容值增大而减小;电容等效串联阻抗变化时，电容电压稳态值亦不变，但阻抗值越大电容电压纹波就越大;电容电压之比等于负载电阻之比。基于以上分析，本文分别采用了一种基于最大电压误差模块选择的控制与调制算法，并基于MATLAB/Simulink软件对该控制与调制算法进行了仿真验证。与两种传统算法的对比分析表明，该控制与调制算法大大降低了控制系统的复杂度。 最后，研制了单相七电平（3模块）级联H桥整流器的小功率实验平台。以DSP+FPGA为双核控制器核心，设计了适用于级联多模块变流器的控制器架构，并成功运用在小功率实验平台上。小功率实验结果很好地验证了理论分析的正确性，以及电容电压平衡算法的可行性和有效性。 |
| 作者： | 张杰 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 宋文胜 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
