电力电子牵引变压器建模与控制策略研究
发布时间：2022-01-20 12:01
随着我国电气化铁路覆盖率不断提升以及高速动车组的发展,传统牵引传动系统中变压设备体积大、重量重的问题极大限制了我国铁路轻量化、高速化的发展。电力电子牵引变压器（Power electronic traction transformer,PETT）通过采用新型电力电子器件、大功率变流新技术,有效的实现了设备的小型化和轻量化,并且有可控性好、功率密度大、智能化水平高等优点,对我国高速铁路的未来发展有重要意义。本文以电力电子牵引变压器为研究对象,从适于我国牵引传动系统的电力电子牵引变压器拓扑结构研究入手,并分析其数学模型以及工作原理的基础上,将输入级、隔离级的控制策略作为研究重点,优化了其抗扰动和电能质量方面的性能。主要工作如下∶首先,对电力电子牵引变压器的拓扑结构和数学模型展开了分析。通过分析电力电子变压器工作原理,将电力电子变压器分为单级式、两级式和三级式三种主要PET形式,分析了各自的优缺点,并根据我国铁路牵引供电系统提出了适于我国电力电子牵引变压器结构。然后分别对输入级单相AC/DC整流器和隔离级DC-DC变换器进行研究,分析其拓扑结构和工作原理,建立了数学模型。其次,对输入级的控制...
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国铁路里程状况
第一章 绪论保障电力机车安全运行的核心设备。但是由于牵引变压器自身存在重，极大占用了机车的车内空间，同时为了保证其能安全高效率的运行配备大量辅助设备，致使机车重量和体积不可避免的增重增大，不利高速化、轻量化，同时造成能源浪费和轴重加大，不利于行车安全[6
图 1-3 电力电子牵引变压器传动系统Fig.1-3 Power electronic traction transformer transmission system.2 本课题领域相关研究现状.2.1 电力电子变压器拓扑结构发展现状早期对电力电子变压器的研究主要集中在对拓扑结构的研究上，主要可以分C/AC 型和 AC/DC/AC 型。1970 年，General Electric 公司 W.McMurray 提出的振变换器的概念，如图 1-4 所示。其基本原理为通过四象限可关断器件进行斩产生高频电压，并在副边使用了新型的瞬时移相技术，这种拓扑结构成为了如类电力电子变压器的雏形。基于这种结构，General Electric 公司设计了单相实统，相比较于传统的工频变压器，这种高频链接的变压器具有能量传输效率更高量和体积减小了 50%以上的优点[13-15]。在这之后，美国海军的研究人员在 1980 年又提出了新型的电力电子变压器拓扑。这种拓扑结构融合了 AC-AC Buck 型变换器的特点，属于 AC/AC 变换结构，这
【参考文献】：
期刊论文
[1]单相级联H桥APF载波相移梯形波脉宽调制与电容电压平衡控制方法[J]. 李红,周天奇,杨剑锋. 电力系统及其自动化学报. 2019(11)
[2]基于扩展移相控制的双向有源桥变换器回流功率优化[J]. 侯旭,曾正,冉立,刘清阳,宋春伟. 中国电机工程学报. 2018(23)
[3]基于滑模电压控制的级联H桥整流器研究[J]. 张承畅,罗建昌,张华誉,何丰. 电气传动. 2018(11)
[4]单相PWM整流器比例谐振与阻尼控制研究[J]. 赵巧妮,夏益辉. 电气传动. 2018(11)
[5]基于旋转坐标变换的单相PWM整流器无源控制研究[J]. 王子徽,蔡华锋,廖冬初,潘健,吴蕊. 现代电子技术. 2018(22)
[6]基于离散迭代模型的DAB变换器等效电路研究[J]. 童安平,钱语安,杭丽君,李国杰,汪可友,陈庭记,徐荆州. 中国电机工程学报. 2019(04)
[7]H桥级联型整流器电容电压平衡控制策略[J]. 杨飏,张犁. 河海大学学报(自然科学版). 2018(04)
[8]双重移相控制的双主动全桥变换器全局电流应力分析及优化控制策略[J]. 曾进辉,孙志峰,雷敏,兰征. 电工技术学报. 2019(12)
[9]一种改进的单相整流器控制策略研究[J]. 武琳,杨林,姜远,赵守忠,赵泓博. 电机与控制学报. 2017(11)
[10]级联H桥整流器电容电压平衡控制改进算法[J]. 付子义,张博祥. 测控技术. 2017(08)
博士论文
[1]牵引供电系统潮流可解性与供电能力评估[D]. 张俊骐.北京交通大学 2018
[2]级联型电力电子变压器控制策略研究[D]. 武琳.北京交通大学 2014
[3]配电系统电子电力变压器[D]. 王丹.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]电气化铁路弓网动态性能的研究[D]. 曾聿田.华东交通大学 2018
[2]电力机车电力电子牵引变压器研究[D]. 袁歆.湖南大学 2016
[3]电力电子牵引变压器优化控制策略研究[D]. 许恺.华北电力大学 2016
[4]电力电子变压器机车网侧级联H桥整流器电容电压平衡方法[D]. 张杰.西南交通大学 2015
[5]基于前端变频的无工频牵引变压器的交直变换系统研究[D]. 刘鹏.西南交通大学 2013
[6]一种模块级联型固态变压器及其控制策略的研究[D]. 苟伟.浙江大学 2012
本文编号：3598786
【文章来源】：华东交通大学江西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国铁路里程状况
第一章 绪论保障电力机车安全运行的核心设备。但是由于牵引变压器自身存在重，极大占用了机车的车内空间，同时为了保证其能安全高效率的运行配备大量辅助设备，致使机车重量和体积不可避免的增重增大，不利高速化、轻量化，同时造成能源浪费和轴重加大，不利于行车安全[6
图 1-3 电力电子牵引变压器传动系统Fig.1-3 Power electronic traction transformer transmission system.2 本课题领域相关研究现状.2.1 电力电子变压器拓扑结构发展现状早期对电力电子变压器的研究主要集中在对拓扑结构的研究上，主要可以分C/AC 型和 AC/DC/AC 型。1970 年，General Electric 公司 W.McMurray 提出的振变换器的概念，如图 1-4 所示。其基本原理为通过四象限可关断器件进行斩产生高频电压，并在副边使用了新型的瞬时移相技术，这种拓扑结构成为了如类电力电子变压器的雏形。基于这种结构，General Electric 公司设计了单相实统，相比较于传统的工频变压器，这种高频链接的变压器具有能量传输效率更高量和体积减小了 50%以上的优点[13-15]。在这之后，美国海军的研究人员在 1980 年又提出了新型的电力电子变压器拓扑。这种拓扑结构融合了 AC-AC Buck 型变换器的特点，属于 AC/AC 变换结构，这
【参考文献】：
期刊论文
[1]单相级联H桥APF载波相移梯形波脉宽调制与电容电压平衡控制方法[J]. 李红,周天奇,杨剑锋. 电力系统及其自动化学报. 2019(11)
[2]基于扩展移相控制的双向有源桥变换器回流功率优化[J]. 侯旭,曾正,冉立,刘清阳,宋春伟. 中国电机工程学报. 2018(23)
[3]基于滑模电压控制的级联H桥整流器研究[J]. 张承畅,罗建昌,张华誉,何丰. 电气传动. 2018(11)
[4]单相PWM整流器比例谐振与阻尼控制研究[J]. 赵巧妮,夏益辉. 电气传动. 2018(11)
[5]基于旋转坐标变换的单相PWM整流器无源控制研究[J]. 王子徽,蔡华锋,廖冬初,潘健,吴蕊. 现代电子技术. 2018(22)
[6]基于离散迭代模型的DAB变换器等效电路研究[J]. 童安平,钱语安,杭丽君,李国杰,汪可友,陈庭记,徐荆州. 中国电机工程学报. 2019(04)
[7]H桥级联型整流器电容电压平衡控制策略[J]. 杨飏,张犁. 河海大学学报(自然科学版). 2018(04)
[8]双重移相控制的双主动全桥变换器全局电流应力分析及优化控制策略[J]. 曾进辉,孙志峰,雷敏,兰征. 电工技术学报. 2019(12)
[9]一种改进的单相整流器控制策略研究[J]. 武琳,杨林,姜远,赵守忠,赵泓博. 电机与控制学报. 2017(11)
[10]级联H桥整流器电容电压平衡控制改进算法[J]. 付子义,张博祥. 测控技术. 2017(08)
博士论文
[1]牵引供电系统潮流可解性与供电能力评估[D]. 张俊骐.北京交通大学 2018
[2]级联型电力电子变压器控制策略研究[D]. 武琳.北京交通大学 2014
[3]配电系统电子电力变压器[D]. 王丹.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]电气化铁路弓网动态性能的研究[D]. 曾聿田.华东交通大学 2018
[2]电力机车电力电子牵引变压器研究[D]. 袁歆.湖南大学 2016
[3]电力电子牵引变压器优化控制策略研究[D]. 许恺.华北电力大学 2016
[4]电力电子变压器机车网侧级联H桥整流器电容电压平衡方法[D]. 张杰.西南交通大学 2015
[5]基于前端变频的无工频牵引变压器的交直变换系统研究[D]. 刘鹏.西南交通大学 2013
[6]一种模块级联型固态变压器及其控制策略的研究[D]. 苟伟.浙江大学 2012
本文编号：3598786
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