大功率四象限變流器控制技術(shù)研究.pdf

1、四象限變流器是交流牽引傳動系統(tǒng)的重要組成部分。鑒于傳統(tǒng)的二極管不控整流或者晶閘管相控整流電路會對接觸網(wǎng)造成嚴(yán)重的諧波污染，PWM整流器以其較低的諧波含量、可控功率因數(shù)以及能量可雙向流動的優(yōu)點，近年來在兆瓦級大功率交直交牽引變流裝置中得到了廣泛應(yīng)用。
　　針對不同工況和開關(guān)模態(tài)，分析了兩電平四象限變流器的工作原理。引入開關(guān)函數(shù)，建立了四象限變流器的狀態(tài)空間平均模型，并對四象限變流器的開環(huán)穩(wěn)定性給出了證明。再對消除了時變量的狀態(tài)空間平

2、均模型施加小擾動，最終得到線性化的幅值-相位穩(wěn)態(tài)模型以及小信號模型，并給出了元件參數(shù)的設(shè)計方法。
　　從間接電流控制的原理出發(fā)，提出了一種有功-無功解耦模型。從電流動態(tài)響應(yīng)的時域特征出發(fā)，提出了一種以無過渡過程為特點的間接電流控制技術(shù)，使電流得以從一個穩(wěn)態(tài)直接過渡到另一個穩(wěn)態(tài)，大大提高了間接電流控制的動態(tài)響應(yīng)。電流響應(yīng)特性與電感參數(shù)無關(guān)，從根本上克服了間接電流控制的參數(shù)敏感性缺陷，可以作為四象限變流器的備用控制方案，并可將該理論擴

3、展到三相系統(tǒng)。提出了母線電壓平方控制，實現(xiàn)了四象限變流器模型的大范圍線性化。
　　在電力機車的實際運行中，變流器交流側(cè)阻感參數(shù)是隨著接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)而變化的。為了優(yōu)化四象限變流器的運行狀態(tài)，分析了多繞組載波移相多重化并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流和諧波頻譜，提出了一種基于有功-無功解耦模型的直接電流控制和環(huán)流抑制策略。通過引入有功電流和無功電流的幅值閉環(huán)，實現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)有功與無功功率的獨立、準(zhǔn)確控制，同時還可輸出任意功率因數(shù)。
　　針對四象限變流器直