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基于SVPWM的动车组辅助逆变器波形控制技术研究.pdf

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第 37卷第 1期 铁 道 机 车 车 辆 Vo1.37 NO.1 2O17年 2月 RAIIWAYIOCOMOTIVE & CAR Feb. 2O17 霭 劫 囊专题研究毳 啦 % 文章编号 :1008—7842(2017)01~0029—05 基于 SVPWM 的动车组辅助逆变器波形控制技术研究 哈大雷 ,韩 伟 (中车长春轨道客车股份有限公司,吉林长春 130006) 摘 要 随着动车组车载设备的多样化 ,辅助逆变器 的负载条件越来越复杂 ,负载设备的频繁投切 、非线性负载容 量 的增大都对辅助逆变器 的输 出波形控制技术提 出了新 的要求 。介绍 了空间矢量调制 (SVPWM)的基本算法 ,并 对基于 SVPWM调制技术 的辅助逆变器进行了系统建模 ,并重点对非线性负载引起的输 出电压畸变现象进行 了分 析 。针对动车组负载情况和 SVPWM调制技术特点,提 出了电压闭环和输 出电流前馈相结合 的控制技术 ,不仅可 以实现输出电压的无静差控制,并且提高了对负载投切情况的动态调节性能。最后通过 MATLAB仿真验证了提 出方案 的可行性并在试验平 台上进行 了不 同负载条件下的测试 ,证明了基于 SVPWM 的波形控制技术的实用性 。 关键词 辅助逆变器 ;波形控制 ;非线性负载 ;SVPWM 中图分类号 :U266.2.5 文献标志码 :A doi:10.3969/j.issn.1008—784Z.2017.o1.o7 近年来 ,随着高速铁路建设进程 的加快 ,对动车组 提供零序 电流通路,提高辅助逆变器带不平衡负载的能 的辅助供电系统性能要求越来越高 。辅助逆变器主要 力 。这种电路拓扑的优点在于结构简单 、可靠性高和易 负责为空气压缩机、冷却通风机、空气调节系统、采暖和 于维护 ,但是 由于采用工频隔离方式 ,在非线性负载等 列车无线系统等服务性设备供 电。面临 日渐复杂的负 恶劣负载情况下,输出电压 中的高次谐波分量较大 。因 载环境 ,辅助逆变器的输出电压波形控制技术显得尤为 此 ,选择合适 的调制方式和输出 电压控制策略尤为重 重要。特别是针对非线性负载 ,如果控制系统的调制技 要 。 术和输 出调节技术不能处理好非线性负载引入 的谐波 干扰 ,将危害中压母线上 的其他供电设备 ,可能会引起 对电压质量敏感设备的工作异常。因此 ,动车组辅助逆 一 . 厂 变器的控制系统需要具有快速 的动态调节能力和稳态 f l I厂 RlUC。=u。【 — 下的精确控制 ,保证 中压母线 的供 电质量 。 - j 】Uc·卜_ 根据辅助逆变器的实际电路拓扑选择 空间矢量调 fQ fQ fQ 制技术 (SVPWM)作为控制核心 ,并建立 了基于 SVP— S sH sc wM技术的逆变器模型 。基于系统模型,重点分析 了非 线性负载对输 出电压 的影 响,并提 出了和 SVPWM 调 图 1 辅助逆变器电路拓扑 制技术相对应的电压闭环控制策略,同时加人 了输 出电 流前馈机制,提高了对负载突变 的动态调节能力 。最 1.1 空间矢量调制技术原理 后 ,通过仿真和试验验证了设计方案的合理性 。 空间矢量调制技术主要是基于三相abc坐标系的变 1
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