基于空间电压矢量电力机车四象限整流的研究.doc

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1、基于空间电压矢量电力机车四象限整流的研究作者：佚名文章来源：不详点击数：54更新时间：2008-10-26基于空间电压矢量电力机车四象限整流的研究作者：于伟庆　上传时间：2007-8-1316:34:43摘要：本论文侧重于三相电压型PWM整流器及其控制系统的工程设计与实现，以提供一种较为实用的控制器设计与选取方法。论文主要内容包括算法研究、控制器设计、装置开发、样机仿真。介绍了四象限整流器为核心的电力机车系统,阐述了四象限整流器的运行原理及控制电路设计。提出一种简单的空间电压矢量算法，该算法在矢量区间判断上采用非坐标变换法进行判

2、断，给出了在各个扇区中的矢量选择以及作用时间的计算公式。这种改进方法对SVPWM控制算法有一定程度的简化，从而使其更易于数字化实现。最后建立了Matlab/Simulink环境下的仿真模型，对上述控制算法进行了仿真，仿真结果验证了控制算法的正确性和可行性。同时，这种控制算法亦能使整流系统的能量双向流动，实现能量再生，且具有控制算法简单，直流电压利用率高的特点。叙词：四象限;整流器;PWM;空间电压矢量Abstract：Thisdissertationfocusesontheengineeringdesignandrealizat

3、ionofhighpowerthree-phaseVoltageSourceRectifier(VSR)withemphasisonthecontroltechnique.Thedissertationwork,coveringthemethodologystudy,controllerdesign,prototypeimplementationandexperiment,ispresentedasfollowing.Electriclocomotivesystemmainlyconcentratedon4-quardantre

4、ctifierisstated.CirculateprincipleandControlsystemdesignofelectriclocomotive4-quardantrectifierarepresented.Asimplifiedalgorithmisproposedinthispaperforspacevoltagevectorwhichadoptingnon-standardverticalreferenceframetojudgethevectorsectorandcalculatetheactiontime.Th

5、ewaysmakethecalculateloadoftheSVPWMreducedandmoreeasilydigitalapplied.Atlast,thewholesimulationmoduleofcontrolsystemisbuiltupunderthepowerMATLAB/SIMULINKplatformandtheaboveseveralwaysareusedinthesimulationmodule.Theresultofthesimulationprovesthatcontrolwaysarerightan

6、dfeasible.Atthesametime,fromtheconcreteanalysistherectifyingsystemappliedthesimplealgorithmcanmakethepowerbi-directionalflow.Moreover,itscontrolalgorithmiseasyandtherangeofDCutilizingefficiencyislarge.Keyword：4-quardant;Rectifier;PWM;Voltagespace-vector1引言自1879年世界上第一

7、条电气化铁路建成以来的100余年时间内，人们不断地作出努力，试图制造出具有实用价值的交流传动电力机车。随着电力电子学和微电子技术的崛起和进步，半导体的出现和发展，使情况有了巨大的转机[1]。1964年的分谐波控制的逆变器(即现在的脉宽调制逆变器)、1973年提出的在载波整流理论的基础上研制的所谓四象限脉冲整流器、1971年提出的磁场定向控制和1985年提出的直接转矩控制方法[2]，把逆变电路中的PWM技术应用于有MOSFET、IGBT等全控器件组成的整流电路，工作时可以使网侧电流正弦化，运行于单位功率因数，能量可以双向流动，真正

8、实现绿色电能转换，因而备受关注。这种整流器称为PWM整流器[3]。综上所述，本文采用PWM四象限整流，则功率因数、能量回馈等指标都可以得到满足。因此四象限整流技术应用于电力机车成为一种科学的控制方式。2PWM整流器的选择2.1四象限运行原理图2.1PWM整流器模