本文關(guān)鍵詞：同相供電系統(tǒng)中單相半橋三電平交直交變換器研究

  更多相關(guān)文章： 同相供電系統(tǒng) 單相半橋三電平交直交變換器 瞬態(tài)電流控制 基于單相d-q坐標(biāo)系控制

【摘要】：傳統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)存在無功、負(fù)序、諧波、不平衡的問題,同時存在電分相的問題,這嚴(yán)重制約了機(jī)車高效運(yùn)行。同相供電系統(tǒng)作為一種新型的牽引供電系統(tǒng),成功解決了電能質(zhì)量問題,同時解決了電分相問題。本文研究了同相供電系統(tǒng)中單相半橋三電平交直交變換器,并從理論分析、仿真、實(shí)驗(yàn)三個方面驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。本文首先介紹了牽引變壓器的選擇,經(jīng)過對各種變壓器結(jié)構(gòu)、工作原理、功率分析,最后采用YNvd平衡變壓器；研究了單相半橋三電平交直交變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和原理,控制變換器輸入的電流為負(fù)載有功電流的一半,輸出的電流為負(fù)載有功電流的一半、全部無功電流；對瞬態(tài)電流控制策略的數(shù)學(xué)模型和原理進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)了在變換器輸入側(cè)采用瞬態(tài)電流控制策略控制直流側(cè)電壓穩(wěn)定,且輸入側(cè)功率因數(shù)為一；對基于單相d-q坐標(biāo)系控制策略的數(shù)學(xué)模型和原理進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)了在變換器輸出側(cè)采用基于單相d-q坐標(biāo)系控制策略控制輸出側(cè)電流等于檢測值。在上述研究的基礎(chǔ)上,利用Matlab/Simulink仿真平臺搭建了瞬態(tài)電流控制下單相半橋三電平整流器仿真模型、基于單相d-q坐標(biāo)系控制下單相半橋三電平整流器仿真模型,最后搭建了基于單相半橋三電平交直交變換器的同相供電系統(tǒng)。在啟動、空載、帶載等情況下對直流側(cè)電壓,輸入側(cè)、輸出側(cè)電流進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明,采用瞬態(tài)電流控制策略可以實(shí)現(xiàn)變換器輸入側(cè)功率因數(shù)為一,且直流側(cè)電壓穩(wěn)定；采用基于單相d-q控制策略可以實(shí)現(xiàn)輸出側(cè)任意功率因數(shù)控制,當(dāng)控制輸出電流為負(fù)載有功電流的一半、全部無功電流時,即可滿足同相供電系統(tǒng)對補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償要求。最后,搭建了基于FPGA控制器的小功率實(shí)驗(yàn)平臺,完成了瞬態(tài)電流控制下單相半橋三電平整流實(shí)驗(yàn)、基于單相d-q坐標(biāo)系控制下單相半橋三電平整流實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)整體實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了系統(tǒng)的變換器結(jié)構(gòu)、控制策略、調(diào)制策略的正確性,以及實(shí)現(xiàn)基于單相半橋三電平交直交變換器的同相供電系統(tǒng)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：同相供電系統(tǒng) 單相半橋三電平交直交變換器 瞬態(tài)電流控制 基于單相d-q坐標(biāo)系控制
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM922.3;TM46
【目錄】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景和意義11
• 1.2 同相供電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 傳統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)存在的問題11-12
• 1.2.2 同相供電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 多電平變換器的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 基于多電平變換器的同相供電系統(tǒng)發(fā)展趨勢17-18
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 第2章 同相供電系統(tǒng)的原理19-28
• 2.1 牽引變壓器的選擇19-23
• 2.2 基于單相半橋三電平變換器的同相供電系統(tǒng)23-27
• 2.2.1 單相半橋三電平整流器23-25
• 2.2.2 單相半橋三電平交直交變換器25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第3章 單相半橋三電平交直交變換器的控制策略28-35
• 3.1 有功、無功的檢測方法28-29
• 3.2 PI控制器29-30
• 3.3 瞬態(tài)電流控制30-31
• 3.4 基于單相d-q坐標(biāo)系的控制31-33
• 3.5 本章小結(jié)33-35
• 第4章 仿真驗(yàn)證35-52
• 4.1 YNvd平衡變壓器仿真35-36
• 4.1.1 仿真模型和參數(shù)35-36
• 4.1.2 仿真結(jié)果分析36
• 4.2 有功、無功檢測算法仿真36-38
• 4.2.2 有功、無功檢測算法仿真模型和參數(shù)36-37
• 4.2.3 有功、無功檢測算法仿真結(jié)果分析37-38
• 4.3 瞬態(tài)電流控制下單相半橋三電平整流器仿真38-42
• 4.3.1 仿真模型和參數(shù)38-40
• 4.3.2 仿真結(jié)果分析40-42
• 4.4 基于單相d-q坐標(biāo)系控制下單相半橋三電平整流器仿真42-46
• 4.4.1 仿真模型和參數(shù)42-43
• 4.4.2 仿真結(jié)果分析43-46
• 4.5 同相供電系統(tǒng)仿真46-51
• 4.5.1 仿真模型和參數(shù)46-48
• 4.5.2 仿真結(jié)果分析48-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 第5章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證52-62
• 5.1 FPGA與Verilog HDL語言52
• 5.2 實(shí)驗(yàn)總體方案設(shè)計(jì)52-54
• 5.3 單相半橋三電平整流實(shí)驗(yàn)54-58
• 5.3.1 瞬態(tài)電流控制下的整流實(shí)驗(yàn)54-55
• 5.3.2 基于單相d-q坐標(biāo)系控制下的整流實(shí)驗(yàn)55-58
• 5.4 同相供電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)58-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論和展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 附錄68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果69

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔣勇;;單級不對稱半橋變換器的研究[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2005年10期

2 祁峰;傅鋒鋒;馬皓;;新型半橋逆變電流源控制器設(shè)計(jì)[J];機(jī)電工程;2006年08期

3 魯維德;;具有磚式功能的半橋結(jié)構(gòu)控制器特征與應(yīng)用[J];電源世界;2010年03期

4 胡紅林;;半橋諧振電源的設(shè)計(jì)研究[J];通信電源技術(shù);2010年02期

5 張紅;;一種改進(jìn)型不對稱半橋變換器的仿真研究[J];湖南理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

6 鄭連清;趙世華;朱軍;何立新;;輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的半橋變換器研究[J];高電壓技術(shù);2008年07期

7 陳丹江;張仲超;;不對稱半橋變換器的研究[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2003年09期

8 楊黎;蔣啟龍;;不對稱半橋變換器的分析與設(shè)計(jì)[J];電氣開關(guān);2008年03期

9 楊黎;蔣啟龍;;不對稱半橋變換器的分析與設(shè)計(jì)[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2008年09期

10 王劍;張仲超;;多路獨(dú)立供電的半橋變換器的設(shè)計(jì)[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2005年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 蔣華;封心歌;陳善華;;應(yīng)用于雷達(dá)組件的倍流整流式半橋變換器系統(tǒng)[A];江蘇省電子學(xué)會2010年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

2 羅來柱;趙錄懷;;不對稱半橋變換器的偏磁問題[A];電工理論與新技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

3 王志輝;金毅;李夢南;陳仲;;基于改進(jìn)半橋拓?fù)涞男滦陀性礊V波器[A];分布式發(fā)電、智能微電網(wǎng)與電能質(zhì)量——第三屆全國電能質(zhì)量學(xué)術(shù)會議暨電能質(zhì)量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2013年

4 趙清林;鄔偉揚(yáng);張純江;顧和榮;;ZVS Boost半橋DC/DC隔離變換器[A];中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第八屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

5 李艷杰;張昱;;基于AMESim的B型液壓半橋與液壓系統(tǒng)仿真[A];第十五屆流體動力與機(jī)電控制工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 山東 毛興武;新型高性能CFL鎮(zhèn)流器控制與半橋功率芯片UBA2211[N];電子報(bào);2011年

2 山東 毛興武;采用PFC和LLC的諧振半橋變換器作200W LED照明電源[N];電子報(bào);2011年

3 苗菁;巴山半橋 蜀水一梅[N];中國文化報(bào);2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 荊鵬輝;高頻隔離三電平雙向DC/DC變換器的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張振宇;雙變壓器不對稱半橋變換器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 唐許;ZVS半橋三電平充電機(jī)的研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

3 伍滔;一種高壓IGBT半橋驅(qū)動芯片設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

4 于彪;同相供電系統(tǒng)中單相半橋三電平交直交變換器研究[D];西南交通大學(xué);2016年

5 陳亮;不對稱半橋變換器研究[D];華中科技大學(xué);2007年

6 趙世華;半橋變換器組合技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2009年

7 呂健;不對稱半橋變換器偏磁問題的研究[D];燕山大學(xué);2012年

8 代杰仕;基于倍流整流技術(shù)的不對稱半橋變換器的分析與設(shè)計(jì)[D];西安科技大學(xué);2012年

9 曾立;不對稱半橋變換器軟開關(guān)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

10 陳云國;改進(jìn)型不對稱半橋變換器的研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

，

本文編號：854228