从上世纪50年代至今,我国电气化铁路的发展经历了翻天覆地的变化。但由于牵引供电系统的结构和负载机车的特殊性,目前现有的牵引供电系统存在的问题主要集中在以下两个方面,其一是牵引负荷的不平衡性,会造成电力系统侧负序电流和高次谐波含量增大、功率因数降低等不良影响;其次是过分相问题,目前牵引供电系统采用的是相序轮换的供电方式,列车在不同的供电臂之间运行会存在过分相,其会引发严重的暂态过程如暂态过电压和速度降落,严重限制了电气化铁路尤其是高速铁路的长足发展。为了解决过分相导致的问题,国内外学者提出了对牵引供电系统采用同相供电的方式,即所有的供电臂都采用同一相序,取消和减少了分相绝缘器的使用。为了到达这一目的,需在牵引供电所加入电能质量调节装置,弥补由于同相供电对供电系统带来的影响。因此,同相供电的研究对于高速铁路的发展具有十分重要的意义。本文根据国内外对同相供电的研究现状,在假设采用同相供电的基础上,分析一种新型的供电形式,即采用斯科特变压器的斜边进行供电,所谓斜边,即将变压器的两个副边绕组首尾相接串联起来,共同为负载进行供电,这种供电形式仍然是一种不平衡的供电方式,所以使用隔离的交-直-交(AC-DC-AC)电力电子变换装置为核心的功率调节器对不平衡供电方式产生的谐波、无功和负序三大问题进行调节,并分析了该种形式与传统供电形式的对比异同。文中首先介绍了 PWM变流器的原理,然后分析了牵引负荷有功和无功分量的提取方法,提出了相应的牵引负荷平衡控制策略及调制算法。利用MATLAB仿真软件搭建了电路模型,针对实验室条件下的小功率系统进行了仿真,结果验证了该新型结构平衡策略和控制方案的可行性与正确性。以集成H桥和I/O 口的dSPACE实时仿真平台为核心,通过相关设备参数的选择计算,利用电网仿真器作为电源供给220/275的斯科特变压器,斜边阻感负载代替电力机车,搭建了小功率试验平台通过对其进行调试以及示波器采集的相关波形数据,验证了该平台控制结构的有效性和可靠性。为接下来大功率的装置的开发和研制提供了宝贵的经验。