电力机车和动车组谐波电流的仿真研究

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1、北京交通大学硕士学位论文电力机车和动车组谐波电流的仿真研究姓名：盛彩飞申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：郑琼林;林飞20090601中文摘要摘要：电气化铁道已经成为我国电网的主要谐波源，随着铁路建设的发展，这一问题日趋严重，并越来越受到人们的广泛重视。为了对电铁电能质量治理提供基础数据，必须开展对电力机车和动车组谐波特性的研究。本文总结了我国现有的主要车型，分别针对交直型电力机车、交直交型电力机车和动车组研究了其网侧电流的谐波特性。交直型电力机车根据整流主电路的不同可分为五种类型，本文详细分析了代表车型的主电路及其控制原理，推导了机车工况与主电路工作状态的对应

2、关系。对于交直交型电力机车和动车组的四象限变流器，本文研究了两电平、三电平及二重化两电平三种拓扑的四象限变流器主电路及普遍使用的预测电流控制策略，并运用双边傅立叶变换方法对四象限变流器网侧电流的谐波含量进行了理论分析。本文采用Matlab／Simulink软件，建立了我国现有主要车型的仿真模型，并编制了电力机车和动车组谐波电流仿真分析软件。可根据牵引计算给出的机车工况参数，仿真分析网侧电流中的各次谐波幅值、含量及相位。本文对SS4G和CRH2两种车型的网侧电流进行了实际测量。与仿真结果的对比表明研究中所建立的仿真模型的准确度较高。关键词：电能质量；谐波；电力机车；动车

3、组；仿真技术分类号：TM461ABSTRACTABS’I’RAC’I．．China'selectrifledrailwayiSthemainsourceofharmonicinthepowersystem．Withthedevelopmentoftherailway，theproblemwillbemoreseriousanddrawmoreattentionbyengineers．Inordertoproviderailwaymanagementwithbasicdata,itisnecessarytostudytheharmoniccharacteristicso

4、flocomotivesandElectricalMultipleUnits(EMUs)．ThecharacteristicofharmoniccurrentforvariousexistinglocomotivesandEMUsisstudiedinthispaper．AC．DCelectricallocomotivescanbedividedintofivetypesaccordingtotheirdifferentmaincircuits．Inthispaper，themaincircuitsandtheircontrolprincipleofrepresent

5、ativemodelsaleanalysisedindetailandtherelationshipbetweenthelocomotiveoperationconditionsandthestatusofthemaincircuitsarederivated．AC．DC．ACelectricallocomotivesandEMUsusefour-quadrantconverters．Thusmaincircuitsofthreetopologyfour-quadrantconvertersarestudied，includingtwo．1evel，three．1ev

6、elandparalleltwo—levelfour-quadrantconverters．mstrategyofwidely．usedforecastcurrentcontroliSstudiedandtheharmoniccontentofthecurrentisalsoanalyzedtheoreticallywithdoubleFouriertransformtechnique．Inthispaper，thesimulationmodelsofvariouslocomotivesareestablishedbyMatlab／Simulink．What’Smor

7、e，akindofsoftwareisdevelopedtosimulateandanalyzetheharmoniccurrentofthelocomotivesandEMUs．Basedonthelocomotiveoperationparameterscalculatedbytractionsoftware，itcansimulateandanalyzetheamplitude、content、andphaseofharmoniccurrent．nlecurrentsofSS4GandCRH2aremeasuredinrunningrailwa