列车辅助逆变器控制器研究
发布时间：2022-02-16 08:31
近年来,随着我国高铁技术的迅猛发展,庞大的高速铁路网逐渐规模化,使得对于高速列车的需求量也在逐年攀升,因此,对于列车供电系统的重要组成部分,辅助供电设备的研究变得更加有意义。辅助供电设备主要是针对列车上的空调系统、照明设备、充电及通信系统等提供稳定的电源。本文将通过对辅助逆变器控制算法及软硬件的实现展开研究。首先,通过对辅助逆变器拓扑结构的介绍,采用SVPWM调制算法对逆变器开关状态进行合理分配,同时对于传统辅助逆变器存在中点电位不平衡的固有问题,本文采用控制因子法,利用控制因子调整小矢量作用时间,达到抑制中点电位波动的目的;再利用电压电流双闭环的控制策略,实现基于单台辅助逆变器在负载突变等不同工况下的稳定运行。由于负载的变化使得列车对于辅助逆变器供电可靠性要求的不断提高,本文通过对辅助逆变器的并联技术的研究,实现辅助逆变器高可靠性和大功率化运行的需求。首先通过引入适用于逆变系统并联运行的单相锁相环技术并对其进行改进;其次在传统下垂控制技术不足的基础上,采用基于虚拟同步发电机的下垂控制方法提高系统的动态性能和稳态均流,并通过MATLAB/SIMULIINK仿真平台搭建仿真模型,进行仿真...
【文章来源】：上海电机学院上海市
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 列车辅助逆变器的发展历史及现状
1.3 三电平逆变器的拓扑结构
1.3.1 飞跨电容型三电平逆变器
1.3.2 级联型三电平逆变器
1.3.3 二极管箝位型三电平逆变器
1.4 课题研究主要内容
第二章 单台辅助逆变器控制系统设计
2.1 引言
2.2 逆变器主电路的拓扑结构及工作原理
2.3 逆变器的SVPWM控制算法和中点电压平衡
2.3.1 SVPWM调制原理
2.3.2 中点电位平衡控制
2.4 辅助逆变器双闭环控制策略
2.4.1 逆变器在a-b-c和dq0坐标系下的数学模型
2.4.2 双闭环控制策略
2.5 三电平逆变器的仿真实验
2.6 本章小结
第三章 辅助逆变器并联控制技术硏究
3.1 引言
3.2 锁相环技术设计分析
3.2.1 锁相环基本工作原理
3.2.2 基于SOGI的单相锁相环
3.2.3 改进的SOGI算法
3.3 下垂控制逆变器并联系统
3.3.1 传统下垂控制
3.3.2 基于虚拟同步发电机的下垂控制技术
3.4 仿真分析
3.5 本章小结
第四章 基于LABVIEW FPGA的辅助逆变器实验平台搭建
4.1 引言
4.1.1 Lab VIEW仿真平台简介
4.1.2 基于Lab VIEW的辅助逆变器程序设计
4.2 基于FPGA硬件电路设计
4.2.1 逆变桥开关管选取
4.2.2 IGBT驱动电路
4.2.3 逆变器直流母线电容计算
4.2.4 LC滤波参数
4.2.5 采样调理电路
4.2.6 保护电路
4.3 本章小结
第五章 实验及结果分析
5.1 引言
5.2 实验结果分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
功读硕士学位期间取得成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应虚拟阻抗的舰用逆变器并联策略[J]. 李维波,徐聪,许智豪,李齐,孙万峰. 高电压技术. 2019(08)
[2]基于SOGI单相锁相环的列车辅助逆变器并联技术[J]. 康成伟,顾诚博,李伟杰,王伟,刁利军. 电工电能新技术. 2019(05)
[3]单相逆变电源电压双闭环矢量控制方法[J]. 宋崇辉,徐涛,王振环,刁乃哲,陈宏志. 电工技术学报. 2019(16)
[4]逆变器电压电流双闭环控制系统设计[J]. 余裕璞,顾煜炯,和学豪. 电力科学与工程. 2019(03)
[5]改进下垂控制的并联逆变器小信号稳定性分析[J]. 廖丽,张昌华,段雪,刘倪. 电测与仪表. 2018(18)
[6]T型三电平逆变器中点电压平衡控制[J]. 叶满园,韩祥鹏. 电力系统及其自动化学报. 2018(09)
[7]基于SOGI-FLL的MMC-RPC控制器设计[J]. 宋平岗,龚家康,周振邦. 电工电能新技术. 2018(05)
[8]T型三电平拓扑及其中点电位平衡控制策略[J]. 郑诗程,胡青松,彭勃. 电力系统及其自动化学报. 2017(12)
[9]基于改进SRF-PLL的微网电压同步技术研究[J]. 薛慧杰,文晓燕,王晓辉,田启川. 太阳能学报. 2017(09)
[10]SRF-PLL环内应用二阶广义积分器的不平衡电压锁相方法[J]. 谢门喜,朱灿焰,杨勇. 电气工程学报. 2017(09)
博士论文
[1]虚拟同步发电机（VSG）广义惯性与无功均分控制策略研究[D]. 徐海珍.合肥工业大学 2017
[2]分布式发电中三相三电平并网逆变器的若干关键技术研究[D]. 王鹿军.浙江大学 2013
[3]微网逆变器及其协调控制策略研究[D]. 杨向真.合肥工业大学 2011
[4]基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究[D]. 彭力.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]基于虚拟同步发电机的辅助逆变器并联技术研究[D]. 董湘清.西南交通大学 2017
[2]混合动力动车组辅助逆变器并联技术研究与实现[D]. 于洋.北京交通大学 2017
[3]三相辅助逆变器控制系统研究与仿真[D]. 刘川.西南交通大学 2016
[4]三电平逆变器设计[D]. 郭仁昭.辽宁科技大学 2016
[5]基于LabVIEW FPGA的内模反馈控制仿真与实验研究[D]. 季长涛.哈尔滨工程大学 2016
[6]基于LabVIEW的虚拟同步发电机监控与实验平台设计[D]. 王刚.电子科技大学 2015
[7]城轨车辆三相四桥臂辅助逆变器研究[D]. 葛艳华.西南交通大学 2014
[8]低地板车辅助逆变器并联技术研究[D]. 谢明李.西南交通大学 2014
[9]基于FPGA的风电机组仿真实验研究[D]. 叶元谦.华北电力大学 2014
[10]电力机车辅助逆变器电压控制方法研究[D]. 龚东安.北京交通大学 2012
本文编号：3627657
【文章来源】：上海电机学院上海市
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 列车辅助逆变器的发展历史及现状
1.3 三电平逆变器的拓扑结构
1.3.1 飞跨电容型三电平逆变器
1.3.2 级联型三电平逆变器
1.3.3 二极管箝位型三电平逆变器
1.4 课题研究主要内容
第二章 单台辅助逆变器控制系统设计
2.1 引言
2.2 逆变器主电路的拓扑结构及工作原理
2.3 逆变器的SVPWM控制算法和中点电压平衡
2.3.1 SVPWM调制原理
2.3.2 中点电位平衡控制
2.4 辅助逆变器双闭环控制策略
2.4.1 逆变器在a-b-c和dq0坐标系下的数学模型
2.4.2 双闭环控制策略
2.5 三电平逆变器的仿真实验
2.6 本章小结
第三章 辅助逆变器并联控制技术硏究
3.1 引言
3.2 锁相环技术设计分析
3.2.1 锁相环基本工作原理
3.2.2 基于SOGI的单相锁相环
3.2.3 改进的SOGI算法
3.3 下垂控制逆变器并联系统
3.3.1 传统下垂控制
3.3.2 基于虚拟同步发电机的下垂控制技术
3.4 仿真分析
3.5 本章小结
第四章 基于LABVIEW FPGA的辅助逆变器实验平台搭建
4.1 引言
4.1.1 Lab VIEW仿真平台简介
4.1.2 基于Lab VIEW的辅助逆变器程序设计
4.2 基于FPGA硬件电路设计
4.2.1 逆变桥开关管选取
4.2.2 IGBT驱动电路
4.2.3 逆变器直流母线电容计算
4.2.4 LC滤波参数
4.2.5 采样调理电路
4.2.6 保护电路
4.3 本章小结
第五章 实验及结果分析
5.1 引言
5.2 实验结果分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
功读硕士学位期间取得成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应虚拟阻抗的舰用逆变器并联策略[J]. 李维波,徐聪,许智豪,李齐,孙万峰. 高电压技术. 2019(08)
[2]基于SOGI单相锁相环的列车辅助逆变器并联技术[J]. 康成伟,顾诚博,李伟杰,王伟,刁利军. 电工电能新技术. 2019(05)
[3]单相逆变电源电压双闭环矢量控制方法[J]. 宋崇辉,徐涛,王振环,刁乃哲,陈宏志. 电工技术学报. 2019(16)
[4]逆变器电压电流双闭环控制系统设计[J]. 余裕璞,顾煜炯,和学豪. 电力科学与工程. 2019(03)
[5]改进下垂控制的并联逆变器小信号稳定性分析[J]. 廖丽,张昌华,段雪,刘倪. 电测与仪表. 2018(18)
[6]T型三电平逆变器中点电压平衡控制[J]. 叶满园,韩祥鹏. 电力系统及其自动化学报. 2018(09)
[7]基于SOGI-FLL的MMC-RPC控制器设计[J]. 宋平岗,龚家康,周振邦. 电工电能新技术. 2018(05)
[8]T型三电平拓扑及其中点电位平衡控制策略[J]. 郑诗程,胡青松,彭勃. 电力系统及其自动化学报. 2017(12)
[9]基于改进SRF-PLL的微网电压同步技术研究[J]. 薛慧杰,文晓燕,王晓辉,田启川. 太阳能学报. 2017(09)
[10]SRF-PLL环内应用二阶广义积分器的不平衡电压锁相方法[J]. 谢门喜,朱灿焰,杨勇. 电气工程学报. 2017(09)
博士论文
[1]虚拟同步发电机（VSG）广义惯性与无功均分控制策略研究[D]. 徐海珍.合肥工业大学 2017
[2]分布式发电中三相三电平并网逆变器的若干关键技术研究[D]. 王鹿军.浙江大学 2013
[3]微网逆变器及其协调控制策略研究[D]. 杨向真.合肥工业大学 2011
[4]基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究[D]. 彭力.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]基于虚拟同步发电机的辅助逆变器并联技术研究[D]. 董湘清.西南交通大学 2017
[2]混合动力动车组辅助逆变器并联技术研究与实现[D]. 于洋.北京交通大学 2017
[3]三相辅助逆变器控制系统研究与仿真[D]. 刘川.西南交通大学 2016
[4]三电平逆变器设计[D]. 郭仁昭.辽宁科技大学 2016
[5]基于LabVIEW FPGA的内模反馈控制仿真与实验研究[D]. 季长涛.哈尔滨工程大学 2016
[6]基于LabVIEW的虚拟同步发电机监控与实验平台设计[D]. 王刚.电子科技大学 2015
[7]城轨车辆三相四桥臂辅助逆变器研究[D]. 葛艳华.西南交通大学 2014
[8]低地板车辅助逆变器并联技术研究[D]. 谢明李.西南交通大学 2014
[9]基于FPGA的风电机组仿真实验研究[D]. 叶元谦.华北电力大学 2014
[10]电力机车辅助逆变器电压控制方法研究[D]. 龚东安.北京交通大学 2012
本文编号：3627657
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