地铁辅助变流器复杂负载波形控制技术研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文地铁辅助变流器复杂负载波形控制技术研究作者姓名牛伟亮学科专业电气工程指导教师刘志刚教授培养院系电气工程学院硕士学位论文地铁辅助变流器复杂负载波形控制技术研究作者：牛伟亮导师：刘志刚北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、縮印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文

2、献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名导师签名签字曰期：将年月“曰签字曰期》年7-fi代北京交通大学硕士学位论文地铁辅助变流器复杂负载波形控制技术研究作者姓名：：牛伟亮学号导师姓名：教授：刘志刚职称学位类别：硕士：工学学位级别学科专业：电力电子与电力传动：电气工程研究方向北京交通大学年月致谢在论文即将完成之际，谨此向我的导师刘志刚教授致以衷心的感谢和崇高的敬意！从论文定题到仿真、试验，再到行文定稿，刘老师无微不至的关怀和科学严谨的治学态度无不令我获益匪浅，这必将令我受益终生。真诚感谢实验室的各位老师们，他们为我们

3、创造了优越的科研条件，营造了浓厚的学习氛围，使我得以在有限的时间里尽情享受电气带给我的充实与满足。尤其是刁利军、邱瑞昌、徐春梅、王磊、张钢、陈杰等几位老师的点拨指导多次令我茅塞顿开，科研难题也随之迎刃而解，进一步激发了我的求知欲和探索欲。衷心感谢实验室的各位师兄弟们，从他们身上我收获了团结协作的意识和志同道合的友谊。感谢杜会卿、张哲、付尧、李超等项目组成员在实验过程中尤其是在广州试验期间，对我的无私帮助，正是在大家的共同努力下，试验项目才得以顺利进行。感谢贾晓光、杨帆、李智威、周朝阳、贾海杰等同学帮助我拓宽了学术视野，也正是无数次的争论与探讨才使我获

4、得了长足的进步。最后，感谢曾经教育和帮助过我的所有老师。衷心地感谢为评阅本论文而付出宝贵时间和辛勤劳动的专家和教授们！摘耍摘要近年来，随着中国城市轨道交通的不断发展，城轨列车的低压负载円趋多样化、复杂化。为了让城轨列车辅助供电系统在不平衡负载、非线性负载、泵类负载等各种条件下均能保持高品质输出和运行可靠性，论文研究了一种带中线电感的分裂电容式逆变器及其控制方法。首先，论文对比研究了辅助变流器的主电路拓扑结构。前级部分采用高频隔离方式以降低设备的体积重量，同时采取两路全桥电路串联的方式，有效降低了各功率管的电压等级，提高了开关频率；后级部分采用带中线电

5、感的分裂电容式逆变器，既提高了系统带不平衡负载的能力又不影响系统整体的稳定性和耐用性。其次，以不平衡负载和非线性负载为例，对造成辅助变流器电压波形畸变的原因进行了理论分析和仿真研究，指出逆变器等效输出阻抗是造成输出波形畸变的根本原因，为后续章节选择合适的控制策略奠定了基础。再次，对前级隔离变换器控制策略进行了研究。采用移相控制策略，实现开关管的零电压幵关；同时采用输入均压控制策略并利用均压电阻实现两个子模块的电压均衡。然后，论文重点对后级逆变器控制策略进行了深入研究。采用电压外环、电流内环的双闭环系统设计，使系统同时具备高稳定性和快速响应的能力；通过

6、理论分析对比，电压环采用一种改进型控制器，电流环釆用简单的比例控制器，论文对各控制器的参数设置进行了较为详尽的分析；根据逆变器工作实际，在离散化时，采用突斯汀变换法。最后，论文给出了仿真、实验台实验和地铁实际装车实验的数据及波形，证明了论文选择的电路拓扑及控制策略的实用性和有效性。图幅，表个，参考文献篇。关键词：辅助变流器；复杂负载；中线电感；分裂电容逆变器；双闭环系统设计；改进型控制器分类号：ABSTRACTABSTRACTInrecentyears,withthecontinuousdevelopmentofurbanrailtransitinC

7、hina,thelowvoltage400Vloadofmetrohasbecomeincreasinglydiversifiedandcomplicated.Inordertomaketheauxiliaryinvertersystemachievebothhighqualityoutputandreliabilityundervarioussituations,suchaspumpload,unbalancedloadandnonlinearload，，：：y录目录录弓胃选题背景和意义常见的地铁辅助变流器控制技术论文主耍丨：作地铁辅助变流器土电路

8、结构设计地铁辅助变流器屯路拓扑方案及特点脉冲方案三电平逆变器方案】频隔离方案高频隔离方案前级隔离变换器电路拓