单相三电平PWM实验系统中数字滤波器设计

为了实现网侧电流正弦化及输入端高功率因数,针对单相三电平PWM整流器,本文首先分析了单相三电平PWM整流器的工作原理,给出了控制系统的总体控制思想,为了减少直流侧电压、网侧电压、网侧电流因传感器采样误差和电磁干扰等因素产生的高次谐波,探讨了一种适用于单相PWM整流器谐波抑制的数字滤波器设计方法,实验验证了该算法的有效性。

高速动车组变流器大功率IGBT驱动器保护电路设计

国内高速动车组牵引变流器、辅助变流器均采用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)作为功率开关器件。理想的IGBT驱动器除了提供适当的栅极正偏压和负偏压,使高压IGBT模块可靠地开通和关断,还应具有完善的保护功能。本文提出了IGBT栅极电压保护、短路保护、di/dt保护、集电极-发射极过电压保护的方法,并利用IGBT双脉冲试验台,进行试验验证。试验结果验证了保护方法的有效性。

单相三电平整流器d-q坐标系下的控制与SVPWM方法

为了减弱高速动车组与牵引供电网压之间的相互耦合关系,以电力牵引变流器中的单相三电平中点钳位(NPC)整流器为对象,分析了其工作原理,建立了其在d-q坐标系下基于开关函数的数学模型;然后给出了一种基于d-q变换的有功无功电流控制算法。并在此基础上,提出了一种单相三电平空间矢量调制(SVPWM)方法。与传统的正弦脉宽调制方法相比,该调制方法不但能够有效地降低牵引变压器的绝缘等级和电压突变的耐受能力,并且还具备中点电位控制能力。最后,计算机仿真和小功率样机实验验证了该控制方法和调制方法的有效性和可行性。

单相PWM整流器瞬态电流控制策略的研究

针对单相两电平PWM整流器在铁路牵引传动中应用的要求,分析了其工作原理和工作状态,建立了相应的开关函数数学模型,并介绍了SPWM的调制原理,着重分析了瞬态电流的控制方法。实验证明,瞬态电流控制能实现网侧功率因数接近于1、直流侧电压稳定、网侧电流谐波小等控制目标。

小波分析在PWM整流器去噪中的研究

为了减少大功率PWM整流器中采集到的固有噪声信号的影响,提高其变流控制的精度,将小波分析理论引入到PWM整流领域。并利用db小波对PWM整流器交流侧的电流反馈信号进行了多层小波分解,把反馈的电流信号分解为多个层次的高频部分和低频部分,最后按实际需求对信号进行重构达到降噪的目的。实验结果表明,小波分析方法的应用能有效地消除PWM整流器中的噪声干扰,在机车变流器的信号降噪处理方面有广阔的应用前景。

高速动车组辅助变流器研制

辅助变流器是高速动车组的重要组成部分之一。北京纵横机电技术开发公司开展了对辅助变流器及关键部件的自主研制。首先介绍自主化辅助变流器技术方案,在搭建设计和实验平台基础上进行箱体设计与强度计算、热设计、控制器和功率模块等关键部件的自主研发、控制算法研究。针对动车组辅助供电系统,自主化的辅助变流器及关键部件通过了型式试验,完成了装车运用考核及中国铁路总公司组织的技术评审。

基于列车传动系统的24脉波整流供电系统仿真研究

建立了基于列车传动系统的24脉波整流供电系统仿真平台,对城轨24脉波供电整流机组移相原理进行分析和建模,将基于SVPWM三电平逆变器供电的矢量控制牵引传动系统作为负载,模拟仿真了在理想电源供电和24脉波供电时电机的运行情况。同时,对列车各种运行状态下电网的谐波和直流侧电压进行了分析。仿真结果表明,24脉波供电性能良好,联合仿真平台能有效地分析交流侧、直流侧及列车运行之间的相互影响。

基于有限元MagneForce的直流无刷永磁电机性能分析

对机车牵引电机应用与永磁电机特性进行了分析,根据麦克斯韦方程组推导出直流无刷永磁牵引电机电磁场基本方程,运用MagneForce软件,对永磁电机的特性进行了仿真。

单相级联多电平H桥整流器有限集模型预测电流控制

本文以基于电力电子变压器的高速列车牵引传动系统中的单相级联多电平H桥整流器为控制对象,以提升系统动态响应速度、减小网侧电流谐波含量为控制目标,提出了一种基于两矢量的有限集模型预测电流控制算法。首先,推导单相级联多电平H桥整流器的α-β静止坐标系下数学模型;然后,基于空间矢量调制思想,对单相级联多电平整流器进行基本电压矢量定义与空间扇区划分;在此基础上,建立包含最小电流误差的目标函数,通过对其求导实时计算出两个矢量的最优占空比,同时为了保证各模块直流侧电容电压的平衡关系,设计了选取冗余矢量的原则。与基于PI的瞬态电流控制算法相比,所提出的模型预测控制算法无需内环PI控制器,显著提高了电流内环的动态响应速度;最后,对所提算法与传统的瞬态电流控制算法进行硬件在环半实物实验对比研究,结果表明了所提算法的可行性与有效性。