本文關鍵詞：電力電子牽引變壓器研究

  更多相關文章： 電力電子牽引變壓器 PR控制 移相控制 載波相移調制 電壓平衡 下垂控制

【摘要】：電力電子牽引變壓器(Power electronic traction transformer, PETT),通過使用新型電力電子器件、新型磁性材料、大功率變流新技術,實現對能量的轉換與控制,不僅可以取代傳統的工頻變壓器,還可實現對功率流動更加靈活的控制,具備解決高速列車中許多新課題的潛力。與傳統的變壓器相比,電力電子變壓器具有體積小、重量輕、空載損耗小等優(yōu)點,可以實現原副邊電壓、電流和功率的高度可控,并兼有斷路器、繼電保護裝置的功能。 電力電子牽引變壓器是由若干個功率單元組成的。功率單元的主電路拓撲有多種可選的方案。本文通過對比不同的拓撲方案,分析其優(yōu)缺點,最終選定了一種實用可行的拓撲結構�；谶@種結構,本文進行了主電路參數計算以及控制電路的設計,為電力電子牽引變壓器實驗樣機的搭建奠定基礎。 針對本論文采取的主電路拓撲結構,分別從單元模塊的控制與單元模塊之間的平衡控制兩個方面對控制策略進行了分析。單元模塊的控制又分為AC/DC變換器的控制與DC/DC變換器的控制。AC/DC變換器采用的是電壓電流雙閉環(huán)控制,電壓外環(huán)采用PI控制,電流外環(huán)采用帶諧波補償的準PR控制。DC/DC變換器采用移相控制。級聯H橋直流側電容電壓平衡控制采用載波相移調制技術與電壓平衡補償控制,DC/DC變換器的功率平衡采用下垂控制。以上控制方法均在理論分析的基礎上進行了的仿真驗證,仿真結果表明了控制方法的可行性與有效性。 此外,本文還在電力電子牽引變壓器試驗樣機上進行了實驗,實驗分為單元模塊的實驗與多模塊級聯實驗。單元模塊的實驗包括AC/DC變換器的實驗以及DC/DC變換器的實驗,AC/DC變換器的實驗結果表明了采用準PR控制的必要性及有效性,DC/DC變換器的實驗結果表明移相控制的可行性。多模塊級聯實驗包括級聯H橋的AC/DC變換器的實驗與并聯DC/DC變換器的實驗。級聯H橋的AC/DC變換器的實驗結果表明了載波相移調制技術以及電壓平衡補償控制的有效性,并聯DC/DC變換器的實驗表明下垂控制起到了均流效果。
【關鍵詞】：電力電子牽引變壓器 PR控制 移相控制 載波相移調制 電壓平衡 下垂控制
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM922.73
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-17
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀12-16
• 1.2.1 國外研究現狀12-15
• 1.2.2 國內研究現狀15-16
• 1.3 主要的研究內容和工作16-17
• 2 電力電子牽引變壓器主電路拓撲17-25
• 2.1 采用級聯式矩陣變換器、變壓器鐵芯共用的電路結構18-19
• 2.2 采用級聯式矩陣變換器、變壓器鐵芯獨立的電路結構19-21
• 2.3 采用級聯H橋變換器、變壓器鐵芯獨立的電路結構21-23
• 2.4 本章小結23-25
• 3 電力電子牽引變壓器試驗樣機設計25-37
• 3.1 主電路參數設計25-30
• 3.1.1 功率開關管的選取25-26
• 3.1.2 交流側濾波電感26-27
• 3.1.3 中頻變壓器27-29
• 3.1.4 中間直流側支撐電容29
• 3.1.5 輸出側支撐電容29-30
• 3.2 控制電路的設計30-36
• 3.2.1 電源電路30-31
• 3.2.2 測量電路31-32
• 3.2.3 調理電路32-33
• 3.2.4 主控制板33-36
• 3.3 本章小結36-37
• 4 電力電子牽引變壓器的控制策略37-59
• 4.1 單元模塊的控制37-49
• 4.1.1 AC/DC變換器的控制37-45
• 4.1.2 DC/DC變換器的控制45-49
• 4.2 單元模塊之間的平衡控制49-57
• 4.2.1 級聯H橋直流側的電容電壓平衡控制50-54
• 4.2.2 DC/DC變換器功率平衡控制54-57
• 4.3 本章小結57-59
• 5 電力電子牽引變壓器的實驗結果與分析59-75
• 5.1 實驗的主要參數59-60
• 5.2 單元模塊的實驗結果與分析60-66
• 5.3 多單元模塊級聯運行的實驗結果與分析66-73
• 5.4 本章小結73-75
• 6 結論75-77
• 參考文獻77-81
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果81-85
• 學位論文數據集8

【參考文獻】

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本文編號：810085