四象限变流器输入电压的计算(1)

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1、1998年第4期机车电传动№4,19981998年7月10日ELECTRICDRIVEFORLOCOMOTIVEJuly10,1998设计四象限变流器输入电压的计算与研株洲电力机车研究所(株洲412001)丁荣军究长沙铁道学院(长沙410075)桂武鸣丁荣军1961年生,1984年毕业于西南交通大学电力机车摘要:从25kV/50Hz电网供电的二点式变流器的输入电压与输出电压(即中间直流回路电专业,高级工程师,主要从事交压)的关系入手,结合国外部分交流传动机车的参数值,对输入电压的计算方法进行讨论,以寻求合理流传动控制系统的研究。的取值。关键词:交流传动四象限变流器牵引变压器输入电压中

2、间直流回路电压Calculationoftheinputvoltageinthe4qsconverterZhuzhouElectricLocomotiveResearchInstitute(Zhuzhou412001)DingRongjunChangshaRailwayUniversity(Changsha410075)GuiWumingAbstract:Startingwiththerelationbetweentheinputandoutputvoltage(dclinkvoltage)oftwo-levelconverterfedfrom25kV/50Hzsupply,thep

3、aperdiscussesthecalculationmethodsforinputvoltageinconjunctionwithparametersofsomeACdrivelocomotivesinforeigncountries,soastoobtainreasonablevoltagevalue.Keywords:ACdrive,4qsconverter,tractiontransformer,inputvoltage,dclinkvoltage.来解决。因此,在实际线路中无法区分图1中的uN和1概述us。变流器的输入电压同时也是变压器的输出电压,选对三相交流传动机车来说,

4、四象限变流器(以下简择变流器的输入电压时必须考虑LN的影响。称变流器)是一个非常重要的部分,它不仅使中间直流表1四象限变流器的工作状态回路的电压保持恒定,而且可以减小电流波形的畸变,uNiNus开通元件iN变化能量传输关系使电网的基波相位移系数和总的功率系数接近于1。uN>0iN>00VD1、V3或V2、VD4iNhuN→LN图1为四象限变流器的线路原理图,表1为四象限变uN>0iN>0udVD1、VD4iNguN+LN→ud流器的工作状态。从表中能量传输关系可以看出,变流uN>0iN>0-udV2、V3iNhuN+ud→LN器前级电感LN起着一个非常重要的作用,它通过不uN>0iN

5、<00V1、VD3或VD2、V4iNgLN→uN断地储能和释放能量,使中间直流回路电压ud保持不uN>0iN<0udV1、V4iNhud→uN+LN变。LN的取值不仅与变流器开关元件的特性参数有uN>0iN<0-udVD2、VD3iNgLN+uN→ud关,而且与负载大小有关。通常为了减小LN的体积和uN<0iN>00VD1、V3或V2、VD4iNgLN→uN重量,在设计牵引变压器时,采用加大短路阻抗的方法uN<0iN>0udVD1、VD4iNgLN→uN+uduN<0iN>0-udV2、V3iNhud→uN+LNuN<0iN<00V1、VD3或VD2、V4iNhuN→LNuN<0iN

6、<0udV1、V4iNhuN+ud→LNuN<0iN<0-udVD2、VD3iNguN+LN→ud2uN和us的计算图1四象限变流器原理线路图图1的等效电路如图2所示。图中LN和R分别收稿日期:1998-03-28为变压器的二次侧等效漏抗和电阻。其电压和电流之—24—第4期丁荣军桂武鸣:四象限变流器输入电压的计算间的相量如图3和图4所示。电机侧逆变器一样出现“过调制”即方波工况。为了保证变流器的正常工作,通常希望同一桥臂的两个元件的最短开关一次时间间隔应大于等于开通时间Ton和延时关断时间TD之和。开通时间的限定以保证吸收电路有足够的恢复时间。在图5中,假定载波信号的幅值为1,则1图

7、2等效电路(Ton+TD)1-MAmax2=1BCTon+TDMAmax=1-2BC一般地,从系统工作的安全可靠性和电网的特性(含有一定的谐波分量)考虑,控制系统应保证0.8≤MA≤0.9。图3功率因数为1时的相量图图4功率因数为1且R=0时的相量图图5最大调制深度计算示意图为了计算的简单起见,通常忽略变压器的电阻R,2.2计算实例这样变流器的输入电压ud与us的关系可表示为假定ud=2500V,短路阻抗标么值K=0.3,调制us=ud·MA/2⋯⋯⋯⋯⋯