發(fā)布時(shí)間：2017-12-14 16:03

  本文關(guān)鍵詞：基于LLC諧振的無工頻牽引變壓器的交直變換系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著軟開關(guān)技術(shù)被越來越多的關(guān)注,有學(xué)者提出了基于諧振變換器的牽引交直變換系統(tǒng)研究思路。諧振變換器可以有效利用變壓器漏感,解決漏感尖峰電壓,開關(guān)管的ZVS開通,減少開關(guān)管損耗等,能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、高功率密度的能量傳輸。本文即是對(duì)基于LLC的無工頻牽引變壓器的交流變換系統(tǒng)進(jìn)行的研究,它取消了工頻變壓器,可以取代傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)中的交直部分。該系統(tǒng)輸入端級(jí)聯(lián)四象限變換器,輸出端并聯(lián)雙向半橋LLC諧振變換器。主要研究工作如下：1、對(duì)基于LLC的無工頻變壓器牽引交直變換系統(tǒng)主電路進(jìn)行研究。分析了前級(jí)單級(jí)四象限變換器電路的工作原理、工作模式及載波移相技術(shù)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)側(cè)電流諧波的改善及其造成的輸出電壓不平衡；基于牽引工況的全負(fù)載范圍運(yùn)行,明確后級(jí)雙向半橋LLC諧振諧振變換器主要實(shí)現(xiàn)變壓和電氣隔離,充當(dāng)直流變壓器作用,并對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了選型,分析了其工作原理和直流增益特性。2、對(duì)牽引變換系統(tǒng)的主電路參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)級(jí)聯(lián)模塊數(shù)目的選定,開關(guān)器件及變壓器工作頻率的確定,根據(jù)跟蹤特性分析求得四象限變換器交流側(cè)電感和直流側(cè)支撐電容的取值范圍,諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì),以及輸出電容的計(jì)算推導(dǎo)。3、通過建立級(jí)聯(lián)四象限變換器等效空間模型,推導(dǎo)出電壓、電流雙閉環(huán)的均壓控制策略；分析造成雙向半橋LLC諧振變換器輸出電流不均衡的因素,討論其誤差容許范圍；給出雙向半橋LLC諧振變換器的換向控制策略。4、結(jié)合CRH5型動(dòng)車的交流傳動(dòng)系統(tǒng)的額定參數(shù),在MATLAB/SIMULINK上搭建了一個(gè)基于該動(dòng)力模塊的交直變換系統(tǒng),仿真分析了該變換系統(tǒng)載波移相閉環(huán)控制下模塊間均壓效果及雙向LLC變換器的全負(fù)載范圍工作,并對(duì)變換系統(tǒng)在牽引、再生制動(dòng)工況切換、網(wǎng)壓幅值波動(dòng)、網(wǎng)壓頻率波動(dòng)、負(fù)載突變、電壓指令突變等工況變化下的穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明：該變換系統(tǒng)能夠保證網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)為1的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓穩(wěn)定輸出,并且能量可雙向傳遞。雙向LLC變換器通過開環(huán)定頻控制,結(jié)合激磁電感、死區(qū)時(shí)間及相關(guān)諧振參數(shù)的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了在全負(fù)載范圍內(nèi)的恒定直流增益運(yùn)行�；谳d波移相、多PR, FMA的雙閉環(huán)控制能使系統(tǒng)良好穩(wěn)定運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn)變換系統(tǒng)模塊間的輸入均壓控制。因此仿真進(jìn)一步驗(yàn)證了理論分析的有效性。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM922.73

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本文編號(hào)：1288485