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高性能城市轨道交通直流牵引供电电源研究 西南交通大学
硕士学位论文
高性能城市轨道交通直流牵引供电电源的研究
姓名:杨鹏
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:郭世明
20040501
摘要用基于电压空间矢量髦的直接电流控制方法对三相电压型洲整流器西南交通大学硕士研究生学位论文功率的电力电子设备在电网中占有很大的比重,因此对高功率因数的三相整流进行双环控制,文中详细推导了三相髌骰赟氖凳笨刂扑惴ㄔ砗计算过程,并在此基础上讨论了两种基于慕牡缌骺刂品椒ǎ湟皇腔的完整仿真模型,,在最大程度上避免设性,也验证了针对其应用而提出的控制方法和系统参数设计方法的正确性。关键词:城市轨道交通:电压型髌消除电网谐波污染、提高功率因数是电力电子领域研究的重大课题。由于中大器的研究己成为当今国内外研究的一大热点,如能将之应用在城市轨道交通直流牵引供电电源系统中将有着重大的现实意义。本文首先讨论了实用的三相整流多重化技术原理,以期推动等效二十四脉波整然后在推导三相电压型髌魇P偷幕∩希涌刂频慕嵌瘸龇ⅲ结了目前对其研究的一些控制方案,并指出了各种控制方案的特点。继而确定了采于有功、无功电流解耦的刂品椒ǎ硪皇腔谠げ獾缌鞯腟控制方法。所改进的基于预测电流的控制方法相比于常规方法具有更简单的控制结构和更少的可变调节参数,因而也更容易得到理想的系统响应。文中建立了/环境下三相电压型髌骷捌湔隹刂葡低计的盲目性,提高试验的一次成功率,缩短研制周期、节约研制成本。文中还推导了基于控制方法的三相髌飨低持鞯缏凡问墓こ袒设计方法,将所设计的电流环和电压坏调节器参数以及系统主要元件参数代入系统仿真模型,针对城市轨道交通直流供电电源中一应用环境进行仿真。通过仿真结果验证了三相髌髟诘靥⑶峁斓戎绷髑R┑绲缭粗杏米髑R髌鞯目尚空间矢量流技术在城市轨道交通直流牵引供电系统的应用。直流牵引供电;仿真分析第
西南交通大学硕士研究生学位论文畆第/,:瓺,.;一瑃咀,,,猵】.瑃畉甌,.琣阾
第滦髀整流器概述西南交通大学硕士研究生学位论文发展缓慢,从年我国第一条地铁——北京地铁一期工程破土动工起,到备——整流器。由于轨道交通具有运载能力大、噪声废气污染小、运行快速准时、占用轨道交通的供电系统包括高、中、低压交流供电系统、直流供电系统以本论文的主要笔力率侵荚谔致鄢鞘泄斓澜煌ㄖ绷髑R┑缦低持械墓丶在高压直流输电、城市轨道交通供电以及工矿运输等用电系统中,都要捎谛巢ǖ拇嬖冢髌魇淙氲缌鞯亩疃ㄖ翟龃螅黾恿讼呗匪鸷模为业界的不懈追求,对于工程应用中高功率因数的整流器的设计方案主要有诙ü,。我国轨道交通目前为止,国内仅北京、上海、天津、广州、深圳等城市建有少量地铁,因而我国对轨道交通供电系统的研究还处在起步阶段。由于专用性强,市场相对较窄,国外也只有几家公司生产直流供电系统设备⋯。但可喜的是我国将有越来越多的城市发展轨道交通,市场前景越来越广阔,我们在这方面的研究及电力集中监控系统等。其中直流供电系统是轨道交通最关键的供电系统。而直流供电系统的关键电器设各有整流器、直流快速断路器、直流开关柜等。用到大容量的整流装置,传统的整流装置都是采用不控或相控整流的方式,这种方法存在如下一些缺点淙氲缌靼罅康母叽涡巢ǎ叽涡巢ǖ缌髟诘缤辛魍ń谙拥缤∥薰β剩故淙牍β室蚴档停也提高了保险丝、断路器以及传输线的规格。整流器的效率降低:捎诨涣鞴探鸬缤缪共ㄐ位洌缪沟鹘诘目焖傩圆睢为了使整流器的性能得到改善,于是高功率因数的整流器顺理成章地成诰д⒐芟嗫卣髌鞯亩嘀鼗杓疲也必将越来越深入。路阻抗上形成干扰电压,造成严重的谐波污染,干扰其它设备:以下几种”第
多重化整流方式的特点西南交通大学硕士研究生学位论文目前国内城市轨道交通用的车辆牵引系统大多采用的是直流电机斩波器控制系统,作为牵引机车直流电源的整流系统,其单台供电容量大,谐波含置的效率和功率因数。解决这对矛盾的办法有多种,从提高整流机组的变压器利用率、减少注入电网谐波含量两方面来考虑,经济而有效的实用方法是在三相桥式整流电路的基础上增加整流相数。如采用若干相位彼此错开的多个整流机组串联或者并联起来,以构成更多脉波的整流输出,有移相多重联合使用,以构成多脉波输出的方法就称之为整流电路的多重化,即多重化整而且。若为了实现从直流侧向交流电网的能量回馈,需要在当前的牵引而只能让再生状态下的能量通过大功率电阻耗掉。在目前国内地铁牵引的直流供电系统中,正在经历着从十二相多重化整流向二十四相多重化整流的过渡。谡恫ㄆ鞯亩ü苷魃杓疲捎肞整流器拓扑