电力机车辅助变流器控制策略研究

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1、分类号TM46密级公开UDC学校代码10500硕士学位论文（全日制学术学位）题目：电力机车辅助变流器控制策略研究英文题目：ResearchonControlStrategiesofElectricLocomotiveAuxiliaryConverter学位申请人姓名：张小磊申请学位学科专业：电力电子与电力传动指导教师姓名：潘健二○一五年六月分类号TM46密级公开UDC学校代码10500硕士学位论文题目电力机车辅助变流器控制策略研究英文题目ResearchonControlStrategiesofElectricLocomot

2、iveAuxiliaryConverter研究生姓名（签名）张小磊指导教师姓名（签名）潘健职称副教授申请学位学科名称电力电子与电力传动学科代码80804论文答辩日期2015.6.6学位授予日期学院负责人（签名）评阅人姓名评阅人姓名年月日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本

3、人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日湖“辦•隱_圖»丨丨

4、•120120099"硕士学位论文信息备案表中文题目电力机车辅助变流器控制策略研宂英文题目ResearchonCont

5、rolStrategiesofElectricLocomotiveAuxiliaryConverrter作者姓名张小磊作者学号i120120099导师姓名潘健所在学院1电气与电子工程学院学位类别G学术学位广专业学位学科名称电力电子与电力传动学科代码0S0804评阅人1评阅人1肖纯武汉理工大学论文字数3,2万字姓名所在单位评阅人2评阅人2谭思云武汉理工大学^公开姓名所在单位申请保密时间r1年答辩曰期2015年6月6日填表日期2CH5年6月9日r2年原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研宄工作所

6、取得的研究成果,除文中己经标明引用的内容外.本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研宂成果。对本文的研宄做岀贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（签名〉：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，叩：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文„学位论文作者)：丄石彳

7、旨导赫（签纟）：湖北工业大学研宄生院学位办公室制湖北工业大学硕士学位论文摘要电力机车辅助变流器作为电力机车的重要组成，其正常工作与否直接影响到主牵引变流器电路的工作状态，是机车稳定、安全运行的关键。本文以校企合作项目“DJ1型电力机车辅助变流器改造”为背景，设计了80kW辅助变流器样机，研究了样机中涉及的控制策略并分别在MATLAB和样机上进行了验证。具体研究内容如下：(1)阐述了PWM整流器的分类和拓扑结构，重点分析了在辅助变流器中应用的四象限PWM整流器工作原理、调制方法，并在此基础上，根据所定义的开关函数建立了其对应的

8、数学模型。(2)根据建模分析，辅助变流器前级四象限PWM整流器采用双闭环控制策略，并针对电流内环PI控制无法实现对交流信号无差跟踪的问题，设计了比例-谐振(PR)控制器来替代电流内环PI控制器。MATLAB仿真和实验结果表明，采用PR控制器能大幅提高电流内环跟踪正弦信号的能力；针对四象限PWM整流器网侧电流畸变的问题，采用复合控制器替代电流内环PI控制器。MATLAB仿真和实验结果表明，采用复合控制策略，能够有效抑制电流谐波，提高电流质量。(3)分析了辅助变流器直流侧电压中的交流分量对网侧电流控制效果的影响，并设计了数字陷波

9、滤波器。MATLAB仿真和实验结果表明，陷波滤波器能有效滤除直流母线电压中的二倍基频交流分量，优化电流内环控制。同时，为了准确获取的辅助变流器网侧电压相位角，设计了数字锁相环(DPLL)，用一个积分环节替代传统的两个积分环节作延迟，来构建正交虚拟坐标系。MATLAB仿真和实验结果表明，该数