一种新型高速动车组充电机设计

发布时间：2021-03-08 14:42

　　介绍了一种基于PWM整流和LLC谐振的新型高速动车组充电机研究设计。首先对列车充电机的主电路工作原理和控制方法进行了分析,前级采用PWM整流实现三相交流电转换为中压直流电,后级采用LLC谐振实现中压直流电转换为低压直流电。其次,搭建MATLAB仿真电路进行主电路波形仿真分析。最后,试制了一台25kW实物样机进行试验验证,表明了基于PWM整流和LLC谐振的轨道交通列车充电机的设计可行性和可靠性,提升了高速动车组充电机的技术多样性。 

【文章来源】：铁道机车车辆. 2020,40(05)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

基于PWM整流和LLC谐振的充电机原理图

从式（5）可知在控制矢量vd、vq中引入耦合电流iq、id反馈，可以抵消电路模型的耦合电流，实现解耦控制，同时控制矢量中引入网侧电压ugd、ugq，实现了前馈补偿，提高了系统动态响应，电路解耦控制原理框图如图4所示，其中有功电流给定量id*为中间直流电压补偿输出量，无功电流给定值iq*=0。基于LLC谐振电路工作原理[6]，后级电路控制系统的谐振工作频率应设置在最大增益点频率与谐振频率之间fs∈[fs＿Q=0.5/Kmax,fr]以实现变压器原边开关器件软开关（ZVS）和变压器副边整流二极管的软换向，降低谐振电路开关损耗，谐振电流如图5所示。

基于LLC谐振电路工作原理[6]，后级电路控制系统的谐振工作频率应设置在最大增益点频率与谐振频率之间fs∈[fs＿Q=0.5/Kmax,fr]以实现变压器原边开关器件软开关（ZVS）和变压器副边整流二极管的软换向，降低谐振电路开关损耗，谐振电流如图5所示。(a）当开关频率等于谐振频率fs=fr时，LLC谐振电路工作在单位增益，t1时刻励磁电流等于谐振电流ILm=ILr，从t1到t2时间内仅为控制驱动信号死区时间，变压器原边电流近似正弦波，变压器副边电流在ID11降为零后ID12导通，变换效率高。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于输入串联输出并联的列车充电机研究[J]. 韩冰,杨东军,迟久鸣,朱友远.  电力电子技术. 2017(11)
[2]基于电流前馈解耦的SVPWM整流器控制策略研究[J]. 余天元,程曦,李萌超.  通信电源技术. 2015(04)

博士论文
[1]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003

硕士论文
[1]15kW移相全桥ZVS充电机的研制[D]. 陈宏.西南交通大学 2012



本文编号：3071222