论文部分内容阅读
在电力牵引交流传动系统中,由于牵引网单相供电和单相PWM整流器的工作特性,牵引变流器直流环节的电压会产生脉动。高速动车组为实现轻量化,其牵引变流器取消了LC谐振滤波电路,导致直流环节中脉动电压无法被有效的吸收,影响牵引变流器的稳定运行。鉴于此,本文以无LC谐振滤波电路的牵引变流器为对象,研究脉动电压对牵引变流器影响的抑制策略。首先,研究了脉动电压产生的机理,并定量分析了脉动电压对网侧电流和牵引电机的影响。其次,为抑制网侧低次谐波电流,电压外环采用直流侧电压动态补偿和后置数字滤波器的方法,研究了低通滤波器、陷波器和滤波器组合的参数设计及离散方法,滤除给定电流中的脉动分量。在电流内环,根据单相PWM整流器的数学模型重新设计奇次重复控制器,同时探讨了准比例谐振控制器的相位补偿问题,并优化参数。基于内模原理的奇次重复控制器和比例谐振控制器均改善了单相PWM整流器跟踪交流信号的能力。然后,在多模式PWM调制策略中,SHEPWM技术采用在线拟合替代离线优化。基于伏秒平衡的原理,研究了牵引电机无拍频控制算法,在高载波比时,牵引逆变器采用前馈补偿,实时修正牵引逆变器触发脉宽。在低载波比时,牵引逆变器采用频率补偿,动态修正牵引逆变器的输出频率。为更好的抑制拍频现象,采用周期预测弥补PWM更新带来的延时误差。两种无拍频控制算法均抑制了脉动电压引起的拍频电流和脉动转矩。最后,在Matlab/Simulink仿真环境下搭建牵引变流器的仿真模型,对抑制网侧低次谐波电流的改进算法进行仿真分析,同时按调制模式不同,对两种无拍频控制算法进行仿真分析,通过对仿真数据的分析和对比研究,验证了本文提出方法的正确性和有效性。