大功率四象限變流器控制技術研究.pdf

1、四象限變流器是交流牽引傳動系統(tǒng)的重要組成部分。鑒于傳統(tǒng)的二極管不控整流或者晶閘管相控整流電路會對接觸網造成嚴重的諧波污染，PWM整流器以其較低的諧波含量、可控功率因數以及能量可雙向流動的優(yōu)點，近年來在兆瓦級大功率交直交牽引變流裝置中得到了廣泛應用。
　　針對不同工況和開關模態(tài)，分析了兩電平四象限變流器的工作原理。引入開關函數，建立了四象限變流器的狀態(tài)空間平均模型，并對四象限變流器的開環(huán)穩(wěn)定性給出了證明。再對消除了時變量的狀態(tài)空間平

2、均模型施加小擾動，最終得到線性化的幅值-相位穩(wěn)態(tài)模型以及小信號模型，并給出了元件參數的設計方法。
　　從間接電流控制的原理出發(fā)，提出了一種有功-無功解耦模型。從電流動態(tài)響應的時域特征出發(fā)，提出了一種以無過渡過程為特點的間接電流控制技術，使電流得以從一個穩(wěn)態(tài)直接過渡到另一個穩(wěn)態(tài)，大大提高了間接電流控制的動態(tài)響應。電流響應特性與電感參數無關，從根本上克服了間接電流控制的參數敏感性缺陷，可以作為四象限變流器的備用控制方案，并可將該理論擴

3、展到三相系統(tǒng)。提出了母線電壓平方控制，實現了四象限變流器模型的大范圍線性化。
　　在電力機車的實際運行中，變流器交流側阻感參數是隨著接觸網結構而變化的。為了優(yōu)化四象限變流器的運行狀態(tài)，分析了多繞組載波移相多重化并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流和諧波頻譜，提出了一種基于有功-無功解耦模型的直接電流控制和環(huán)流抑制策略。通過引入有功電流和無功電流的幅值閉環(huán)，實現了網側有功與無功功率的獨立、準確控制，同時還可輸出任意功率因數。
　　針對四象限變流器直