充電機作為輔助變流系統(tǒng)中的一部分,承擔著為動車組低壓直流負載和蓄電池供電的任務,但傳統(tǒng)充電機設計中常使用三相不控整流電路,造成交流側(cè)諧波污染。為緩解充電機對交流輸入側(cè)的諧波影響,本文對三相PWM整流器在充電機中的應用展開研究。本文首先根據(jù)三相電壓型PWM整流器的拓撲結(jié)構(gòu)建立其數(shù)學模型,推導出坐標變換公式并建立三相PWM整流器在同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,然后分析了解耦控制的參數(shù)設計。在對PWM整流器進行數(shù)學分析后,本文設計了充電機的拓撲形式,同時提出一種充電機接入輔逆變壓器的新型拓撲結(jié)構(gòu),并根據(jù)PWM整流器主電路參數(shù)的設計方法對充電機主電路參數(shù)進行設計,再根據(jù)主電路參數(shù)對控制系統(tǒng)一部分硬件進行修改并進行控制軟件設計。輔助逆變器帶不平衡負載及非線性負載時會造成交流側(cè)電壓中產(chǎn)生負序分量和低次諧波,從而會對充電機控制造成影響。為此,本文對輔助逆變器負載造成的負序分量和低次諧波進行分析,將其轉(zhuǎn)換為基波正序同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的二次諧波和六次諧波。鑒于諧振控制器對特定頻率下的信號有很好的跟蹤性能,針對輸入不平衡和非線性的問題,擬使用多個準諧振控制器配合電流內(nèi)環(huán)PI控制器進行控制。之后使用雙線性變換對準諧振控制器進行離散化,再得到可以在數(shù)字控制器中實現(xiàn)的差分形式。最后,根據(jù)本文設計的充電機,在MATLAB/Simulink平臺搭建仿真模型進行仿真,驗證了充電機兩種拓撲設計的可行性,并利用混合動力動車組輔助逆變器實驗臺對控制軟件進行了驗證。圖62幅,表1個,參考文獻68篇。
【學位單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM461
【部分圖文】：

１．２．２．充電機結(jié)構(gòu)類型及對比逡逑動車組牽引變流系統(tǒng)主要有兩種結(jié)構(gòu)，即主輔一體化結(jié)構(gòu)和主輔分離結(jié)構(gòu)Ｗ，逡逑如圖１－１所示。主輔一體化結(jié)構(gòu)中牽引變流器與輔助變流器均從網(wǎng)側(cè)變流器后的逡逑中間直流環(huán)節(jié)取電，相比主輔分離結(jié)構(gòu)能省去額外的輔助整流器和變壓器繞組，逡逑空間結(jié)構(gòu)更加緊密。對于地鐵車輛等城市軌道交通車輛，其牽引供電系統(tǒng)多為直逡逑流供電，因此輔助變流器與牽引變流器均可直接從直流供電母線取電。逡逑牽邋邐邐邋邐邐１邋牽邋邐邐邋邐邐逡逑牽引＾網(wǎng)側(cè)Ｉ牽引＿牽引邐牽引＾網(wǎng)側(cè)４１牽引—牽引逡逑變壓器＿變流器邋１變流器＝電機邐變壓器＿變流器＿Ｉ變流器＾電機逡逑網(wǎng)邋邐邐＇邐Ｌ＿＿＿Ｊ邋邐１邋網(wǎng)邐——Ｊ邋Ｌ＿＿Ｊ邋Ｌ＿＿Ｊ邋邐逡逑輔助邐輔助邐輔助逡逑變流器邐邐整流器邐變流器逡逑（ａ）主輔一體化結(jié)構(gòu)邐（ｂ）主輔分離結(jié)構(gòu)逡逑圖１－１動車組牽引變流系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｒａｃｔｉｏｎ邋ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｏｆＥＭＵｓ逡逑充電機是輔助變流系統(tǒng)的一部分，在動車組輔助變流系統(tǒng)中通常接在輔助逆逡逑變器后級，將交流輸入通過電力電子裝置變換為直流輸出，最早的充電機為工頻逡逑不控整流模式，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l隔離開關(guān)隔離模式。而在地逡逑鐵輔助變流系統(tǒng)中充電機則可以從輔助逆變器輸出側(cè)取電或直接從直流母線取逡逑電。從電路結(jié)構(gòu)上看，充電機主要可以分為三種類型，如圖１－２所示。逡逑圖ｌ－２ａ為交流輸入

１．２．２．充電機結(jié)構(gòu)類型及對比逡逑動車組牽引變流系統(tǒng)主要有兩種結(jié)構(gòu)，即主輔一體化結(jié)構(gòu)和主輔分離結(jié)構(gòu)Ｗ，逡逑如圖１－１所示。主輔一體化結(jié)構(gòu)中牽引變流器與輔助變流器均從網(wǎng)側(cè)變流器后的逡逑中間直流環(huán)節(jié)取電，相比主輔分離結(jié)構(gòu)能省去額外的輔助整流器和變壓器繞組，逡逑空間結(jié)構(gòu)更加緊密。對于地鐵車輛等城市軌道交通車輛，其牽引供電系統(tǒng)多為直逡逑流供電，因此輔助變流器與牽引變流器均可直接從直流供電母線取電。逡逑牽邋邐邐邋邐邐１邋牽邋邐邐邋邐邐逡逑牽引＾網(wǎng)側(cè)Ｉ牽引＿牽引邐牽引＾網(wǎng)側(cè)４１牽引—牽引逡逑變壓器＿變流器邋１變流器＝電機邐變壓器＿變流器＿Ｉ變流器＾電機逡逑網(wǎng)邋邐邐＇邐Ｌ＿＿＿Ｊ邋邐１邋網(wǎng)邐——Ｊ邋Ｌ＿＿Ｊ邋Ｌ＿＿Ｊ邋邐逡逑輔助邐輔助邐輔助逡逑變流器邐邐整流器邐變流器逡逑（ａ）主輔一體化結(jié)構(gòu)邐（ｂ）主輔分離結(jié)構(gòu)逡逑圖１－１動車組牽引變流系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｒａｃｔｉｏｎ邋ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｏｆＥＭＵｓ逡逑充電機是輔助變流系統(tǒng)的一部分，在動車組輔助變流系統(tǒng)中通常接在輔助逆逡逑變器后級，將交流輸入通過電力電子裝置變換為直流輸出，最早的充電機為工頻逡逑不控整流模式，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l隔離開關(guān)隔離模式。而在地逡逑鐵輔助變流系統(tǒng)中充電機則可以從輔助逆變器輸出側(cè)取電或直接從直流母線取逡逑電。從電路結(jié)構(gòu)上看，充電機主要可以分為三種類型，如圖１－２所示。逡逑圖ｌ－２ａ為交流輸入

北京交通大學碩士學位論文在能饋式牽引供電系統(tǒng)［０得到應用，取得不錯的效整流器常見拓撲結(jié)構(gòu)逡逑的拓撲結(jié)構(gòu)來看，ＰＷＭ整流器主要可以分為電壓型撲在電路結(jié)構(gòu)上存在一定的對偶性。電壓型ＰＷＭ整進行儲能，使其電壓輸出更為平穩(wěn)，直流側(cè)可以等效型ＰＷＭ整流器（ＣＳＲ）的直流側(cè)則使用電感進行儲能，，直流側(cè)等效為高阻抗的電流源。逡逑有半橋和全橋兩種拓撲結(jié)構(gòu)，如圖１－３和圖１－４所示撲只有一個橋臂使用功率開關(guān)管，另一橋臂由兩個串，但控制時需考慮兩個電容的均壓問題，因此控制上

【參考文獻】

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