电力电子技术在我国电力机车上的应用

简要回顾了我国电力机车上电力电子技术应用从引燃管到交直交机车的历程，反映了电力电子技术对电力牵引发展的影响，对电力机车电力电子技术应用的现状和今后的发展进行了探讨。

能量回馈式PWM整流器并网的工程设计方法

论述了能量回馈式PWM整流器并网时的同步电流PI控制技术,提出改善馈网电流质量的几种关键的工程设计方法,包括软件滤波、防积分饱和PI控制、简单死区补偿和单位功率因数控制等。基于DSP和CPLD设计了控制系统,实现了上述设计方法,并应用于2.5kW的能量回馈式电子负载。实验结果表明,所提出的工程设计方法有效地改善了馈网的电流质量,使电流波形近似为正弦波且功率因数接近?1。

基于有源滤波器和阻抗匹配平衡变压器的同相牵引供电系统

提出了由一种阻抗匹配平衡变压器和平衡变换装置(BCD)构成的铁道牵引系统同相供电方案。平衡变换装置由两个电压型单相有源滤波器构成,用以补偿负载的无功和谐波电流,以及变压器两副边绕组的不平衡电流。无论牵引负载的性质及负荷的分布情况如何,经过变换之后,变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载。文中分析了系统的结构和工作过程,提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法。以一列满载运行的机车为对象,进行了供电系统的软件仿真研究,仿真结果证实了系统结构和控制方法的正确性。

交-直-交电力机车PWM调制方法研究

给出了一种适合于交 -直 -交电力机车的脉宽调制 (PWM)方案 ,针对逆变器开关频率低的特点专门设计谐波优化 SPWM调制方法 ,提出中间 6 0°过渡方法 ,实现了异步 SPWM、同步 SPWM、谐波优化 SPWM以及方波工况间的平滑过渡。该系统完全由单片微机实现。

有源滤波器滞环电流控制的矢量方法

提出了基于误差电流矢量和等效电源电压矢量的三相有源滤波器电流滞环控制的空间矢量模型 ,解决了滤波器的三相关联控制问题。利用模型中引入的误差六边形概念 ,将有源滤波器的空间矢量问题转化为平面解析问题 ,实现了逆变器状态的优化选择和控制 ,提高了系统的控制精度 ,降低了器件的开关频率。仿真结果验证了该方法的有效性。

8K型电力机车IGBT辅助逆变器的控制与驱动

８Ｋ型电力机车ＩＧＢＴ辅助逆变器于１９９６年１０月初装车试运行，至今运行状况正常。本文介绍了该逆变器方案的比较选择、控制电路和驱动电路。控制电路由电源变换、脉冲分配和检测保护环节三部分组成；驱动电路重点介绍了减少电磁干扰的设计要求和ＩＧＢＴ短路检测与保护的参数选择。同时还给出部分试验结果。

基于状态优化的单相有源滤波器边带控制方案

分析了单相有源滤波器电流边带控制方案的特性 ,指出将单个桥臂作为控制对象而造成的在定边带条件下开关频率变化范围大、定频率条件下控制精度差的弱点。提出应将有源滤波器看成一个整体 ,利用桥臂间的关联关系 ,以所有桥臂的状态变化作为滤波器的控制手段 ,构造了基于状态优化的边带控制方案。理论分析和仿真结果表明 ,在相同的边带要求下 ,该方案可以大大降低器件的开关频率 ,这对于大功率有源滤波器的工程实现非常有利。

采用有源滤波器实现平衡变换的供电系统研究

提出了一种基于平衡变换的新型牵引供电系统方案,采用有源滤波器实现单相牵引系统与三相电力系统的平衡变换,可以消除电气化铁道对电力网的不利影响。该系统能实现同相供电,取消电分相绝缘区;在电力系统的每个接入点处,牵引系统都是一个三相平衡的纯阻性负载,对电力系统造成的三相负载不平衡、无功功率及谐波污染等问题不复存在。文中分析了平衡变换的原理、系统的构成和控制方法。利用计算机仿真手段对系统进行了研究和验证。

基于有源滤波器和斯科特变压器的同相牵引供电系统

提出了一种采用斯科特变压器和平衡变换装置的铁道牵引供电系统同相供电方案.平衡变换装置由两个电压型单相有源滤波器构成,用以补偿负载的无功和谐波电流,以及变压器两副边绕组的不平衡电流.无论负载实际的特性如何,经过变换之后在变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载.文中分析了系统的结构和工作过程,提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法.以一列满载运行的机车为对象,进行了供电系统的软件仿真研究,仿真结果证实了该系统的正确性.

滞环控制变流器的开关频率研究

本文从各种电压型桥式变流器主电路中提取并建立其共有的半桥单元电路模型，根据滞环电流控制的物理过程，分析其开关频率的影响因素，导出了有关开关频率范围的计算公式。

简单实用的功率MOSFET驱动电路

设计了采用脉冲变压器隔离的功率MOSFET无源驱动电路 ,可工作在任意占空比下 ,具有实用性强、电路结构简单、响应速度快、输出阻抗小等优点。介绍了该驱动电路在零电流开关电路中的简化应用 。

异步电动机磁场定向前馈解耦控制系统的研究

针对大功率交流传动控制场合,在研讨其实现方案的基础上,就基于前馈解耦控制方式的异步电动机转子磁场定向系统进行了研究。研讨了异步电动机解耦方式与矢量控制系统的结构、影响电机解耦及磁场定向的因素,对转子电阻进行了辨识,并对所述的矢量控制系统方案进行了实验。结果表明,所述控制系统方案可行。

交流传动异步牵引电机能量反馈型温升试验台仿真研究

从理论到工作原理 ,对 2 0 0km/h动车组交流传动 30 0kW异步牵引电机能量反馈型温升试验台进行了研究与探讨 ,并利用美国Analogy公司的Saber软件建立了一套试验平台仿真系统 ,仿真结果充分证明了系统的可行性与优越性 .

关联指令分区控制脉宽调制技术

提出了一种新的脉宽调制 (PWM )方法———关联指令分区控制 (CRSC)方法。CRSC脉宽调制技术把 1个周期分成 6个区 ,在 1个分区内 ,其中 1个桥臂 (比如U相 )不调制 ,即开关状态不变 ,其它 2个桥臂 (比如V相和W相 )按照关联指令分别进行调制。关联指令实质上是线电压指令 ,由需调制相的相指令和不调制相的相指令相减而得。对三相逆变器系统来说 ,与传统PWM方法相比 ,CRSC方法可使逆变器输出电压提高 15 .47% ,开关次数降低 1/ 3。仿真与实验验证了理论分析结果。

机车用50kVAIGBT逆变器的电磁兼容性设计

针对电力机车的特点 ,设计了 5 0kVA绝缘栅双极晶体管 (IGBT)辅助逆变器 ,用于取代故障频繁的机车上原可关断晶闸管 (GTO)逆变器。自 1 996年 1 0月至今运行状况正常。从接地、屏蔽、吸收电路和减少引线电感等方面介绍了该逆变器的电磁兼容性设计。设计试验表明 ,5

异步牵引电机磁场定向控制解耦算法的研究

针对异步牵引电机,研究了磁场定向控制系统的电压解耦问题。就一种新的解耦算法,从动态响应、抗参数变化、弱磁区转矩响应等方面,借助理论分析和计算机仿真,与现有的解耦算法进行比较。研究表明:该方法更适合于大功率牵引电机的解耦计算。

面向电机的微机测控技术

介绍了微机技术在电机控制的应用及发展 ,分析了单片机和数字信号处理器在电机控制中的应用特点 ,重点叙述数字信号处理器在高性能电机控制中的应用 ,展望了电机控制微机技术的发展。

能降低端电压和容量的有源电力滤波器并联混合补偿拓扑结构研究

提出了一种能够同时降低端电压和容量的有源电力滤波器（ＡＰＦ）并联混合补偿拓扑结构．理论分析和仿真结果表明，ＡＰＦ并联混合补偿拓扑结构是合理可行的，能大大降低ＡＰＦ的端电压和容量，使得ＡＰＦ技术在电力系统中和铁道电气化供电系统中应用成为可能．

交直交电力机车矢量控制系统的研究

分析了交流传动电力机车矢量控制系统的特点,在比较两种不同的控制方案的基础上,给出了一种适合于电力机车传动的矢量控制系统,并对其进行了计算机仿真。

城市轨道交通交流传动逆变器系统国产化方案

比较了交流传动系统和直流传动系统的性能，分析了我国城市轨道交通的现状与发展趋势，结合北京地铁复八线建设提出了城市轨道交通交流传动逆变器系统的国产化方案．