列车电力传动控制

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1、5.答：作用：（1）稳定中间环节直流电压（2）承担与前后两级变流器进行无功功率交换和谐波功率交换。组成：一个是相应于2倍电网频率的串联谐振电路（也可以取消），另一个是滤波电容器（支撑电容器）和过电压限制电路。6.答：瞬态直接反流控制其原理图如图7.1所示。它主要由电压、电流互感器，电压、电流调节器，比较器，函数发生器，运算器和SPWM控制器等组成。其数学表达式为★**★N2=ldUl/UNTNi=KP(Ud-U)+[(UlU)"T(6-1)**us=uN-6；U*NC0S^t-RJ®t—K(lusinet—iQ式

2、中TPI调节器的参数;Ud中间直流侧电压给定值；U、Id——中间直流环节电压电流;K——比例放大系数;3网测电压的角频率。PLLsinUNm2ldUd*UNmINA/D生鱒严一I生开关信#-移相INN1"PIN2+♦ud图7.1瞬态直接电流控制原理图瞬态电流控制的基本思想：为达到使中间直流环节电压恒定控制的目**的，需将实时检测到的中间直流电压U与给定值Ud比较，若UL0,PI调节器的输出IN1增加，使脉冲整流器的输入电流增加，*达到增加U的目的。当u>ud时，调节过程相反。实时检测电网的电压与电流

3、值，并按照式（6.1）构成运算电路，输出为参考电压信号，即调制信号us,在这个调制信号中包含了相位角和幅值的信息。该调制信号与三角载波进行SPWM调制生成PWM信号以驱动开关器件。根据瞬态电流控制原理图可知，瞬态电流控制为电压与电流的双闭环控制系统。当某一参数发生变化时，控制系统具有自动校正调节功能，最终使其达到稳态平衡。5.答：三相逆变器电路由6个全控型开关元件T1-T6和二极管D1-D6构成，组成三个半控整流桥，如图7.2所示。Ud/2■Ud/2■■I■•De■d2■t4d4T6T2图7.2三相电压型六阶波输出

4、逆变器电路原理图工作过程：如上图所示，有三个桥臂，每个桥臂上下两个开关管不能同时导通，且任意时刻都有三个开关管同时导通，在每个周期中，控制各个器件轮流导通，可在输出端得到三相交流电。当T1导通T4关断时，节点A接于直流电源正端，11。二5/2;当T4导通T1关断时，节点A接于直流电源负端，Uo=-Ud/2。同理，B和C点也是根据上下管导通情况决定其电位的。如当巧、T5、T6导通时，电流流向为巧一A0—B0—T6（图7.2中红色线和蓝色线所示）；T5—CO—BO—T6（图7.2中绿色线和蓝色线所示）。此时输出为：相电

5、压：Uo=Ud/3,UB0=—2Ud/3,Ubo=Ud/3；线电压：UkB=Ud,lk=—U,UbA=0o5.答：三电平脉冲整流器的调节过程：（1）牵引工况的调节过程设系统原稳定运行于A点，如图7.3所示，此时1川与Un同相,两者夹角&二0,功率因数为1.当负载增加时，直流中间环节电压U瞬间下降，同时u的幅值也下降，系统工作点由A点移至A'点运行，电流爲与电压UIN之间出现相位角，导致e=e，>°（假定顺时针为正，下同啊，呵呵），通过控制电路调整U“的幅值及相位角0°,使它们逐步增大，电流Im与电，占llpl?5

6、

7、

8、A，占•压u之间的相位角相应在减小，其工作点将由/C小’时恢复到I>0A,输入电流爲也相应地Ini与UL同相，0=0,此时，0A…点靈立新的千衡状态，适应负载的增加。IN1与电压U9=9,<0,增加。在A若负载减小，瞬时上升，Us1的幅值也瞬时上升，电流，点彳亍7导N之间出现相位角，统工作点由A点移至B八'通过控制电路调整山的幅值及相位角0s,使其减小，电流I*N4与电压'点调整到B，点，此时U之间的相位角相应在增大，其工作点将由B

9、新的年衡状态，适应负载的减小。在B恢复到I%1B”AAUS1A'UhB'B'AnHlUi（］）SN1'N10e-0fN1IN1IN11N1图7.3牵引工况调节过程图7.4再生制动工况调节过程（2）再生制动工况的调节过程设系统原稳定运行于A点，如图7.4所示，此时Im与UN的相位相反,即0=0=180°、cos（/）=-1.当再生制动反馈能量增加时，U瞬时上升，使u■幅值也瞬时上'点运行，电流IN1与U升，系统工作点由A点移至Bn电压之间的相位角e顺时针转过一角度，将导致e=6-<180°通过控制回路调整uI4

10、增大

11、、减小0s（逆时针方向），可使B,，点,此时二180°,I调整到BN1与U反相位，同时，，>OA表明反馈OB到电网的电流增加，以平衡再生反馈能量的增加。当再生制动反馈能量减小时，U瞬时下降，使，点运行，将出现6=0,,>180°o瞬时上升，系统工作点由A点移至A，调整到A,点。此时,通过控制回路调整us1的幅值

12、4

13、及仏可使A，,vOA表明反馈到电网N1与U