动车组牵引变压器滤波绕组作用效果研究

针对某型动车组牵引变压器滤波绕组的滤波效果展开研究,结合动车组主电路结构及载波移相控制策略对其网侧谐波进行理论分析、仿真对比、实车试验验证。结果表明,既有动车组动力单元较多时,网侧牵引绕组数量也相应增多,可以通过载波移相技术有效的将高频谐波移至更高频处,而不需要额外增加滤波电路进行高次谐波的滤波。     

基于载波移相控制的脉冲整流器直流侧支撑电容电压谐波抑制研究

以电力牵引交流传动系统中两重化脉冲整流器拓扑为研究对象,以实现其直流侧支撑电容电压谐波抑制为目标,首先从理论上分析了直流侧支撑电容容量的设计方法;然后分析了稳态运行时直流侧电压高次谐波的产生机理,并重点分析了两重化脉冲整流器载波移相控制方法对直流侧脉动的影响.理论分析表明直流侧电压高次纹波主要分布在2倍开关频率附近,载波移相控制技术可以有效地抑制直流侧2倍开关频率附近的纹波电压,从而减小直流侧电压纹波系数.因此在传统直流侧支撑电容容量设计方法的基础上,加入载波移相控制可以进一步减小所设计的支撑电容大小.最后对未添加载波移相控制和添加载波移相控制的方法分别进行了计算机仿真和半实物试验测试.Matlab仿真和dSPACE半实物测试结果都验证了理论分析的正确性和有效性.     

基于SHEPWM的多模式调制切换策略研究

以大功率电力机车牵引传动系统为背景,针对其逆变器开关频率最大值较低的特点,采用一种基于SHEPWM的多模式调制策略以实现牵引电机在速度全程范围的平滑运行。在综合考虑SHEPWM的实现方法、分析输出电压的谐波成分及电流特性的基础上,对不同调制方式间或相同调制方式的不同载波比之间的切换策略进行深入研究,提出一种基于SHEPWM的三相电压同时切换策略,使控制牵引电机切换的算法显著简化。最后,通过仿真和实验验证切换策略。     

基于基波跟踪的电力牵引谐波检测方法

针对电气化铁路牵引系统谐波补偿的实时性要求,提出基于基波跟踪技术的谐波检测新方法.其核心是采用小波变换的Mallat算法提取牵引负荷的基波分量,以1/2周期为采样更新速度,递推地进行基波预报,再无时滞地获取需检测的谐波分量,解决了谐波补偿检测环节中的时滞问题,对于牵引负荷操作中产生的检测误差仅存在1/2个周期,能够满足工程的需要.仿真结果表明,提出的谐波检测方法实现了无时滞谐波检测的预期目标,为谐波补偿的实时信号检测提供了1种有效方法.     

牵引移相变压器网侧谐波消除研究

对24脉波移相牵引整流移相变压器的结构、移相原理和谐波电流的相移进行了研究,通过公式推导出这种变压器与谐波电流可以互相抵消,并在某牵引整流站进行了实测,证明这种变压器构成牵引整流站对城市电网的影响完全在电网电压的波动范围之内.     

基于级联-并联变换器的贯通式牵引变电所系统研究

为了解决既有电气化铁路存在的电分相、无功、负序与谐波问题,以及贯通式牵引变电所容量问题,提出一种基于级联-并联变换器的贯通式牵引变电所系统。牵引变电所采用二极管钳位型三电平NPC变换器作为基本结构,同时采用变换器级联和并联实现牵引变电所的容量提升,通过载波移相空间矢量脉宽调制SVPWM策略控制变换器输出电压。深入分析变电所内变换器并联产生环流的原因,设计了将双闭环控制与下垂控制策略结合的共享同步信号环流抑制策略,并首次应用于级联-并联变换器的牵引变电所系统,抑制系统内环流。通过仿真验证该结构的可行性,并通过小功率实验平台验证控制策略与调制策略的正确性。     

移频键控信号测量系统误差分析与补偿

为了提高轨道电路移频键控信号(FSK)的测量精度,给出了一种基于FPGA+ARM处理器的移频键控信号测量与误差补偿方法.该方法在FPGA中利用量化时钟实时测量载波信号的周期,并将测量数据经过缓存后传输给ARM处理器.ARM处理器对测量的载波信号周期数据及产生测量误差的主要原因进行分析,并对载频信号上、下边频切换时产生的...     

基于小波变换的城市轨道交通牵引供电系统谐波分析

分析了采用12脉波整流机组和24脉波整流机组进行整流的城市轨道交通牵引供电系统所产生谐波的特征.提出将小波变换应用于城市轨道交通牵引供电系统的谐波分析并进行仿真.结果表明:小波变换可将城市轨道交通牵引供电系统谐波中的高频成分逐步分离,减少高频谐波成分对电力系统的污染,对实现城市轨道交通牵引供电系统谐波信号的高分辨率检测具有很好的应用价值.     

日本300系电动车供电系统的改进

日本３００系电动车组有５辆动车，其主电路有用交－直－交系统。由于ＴＧＯ晶闸管开关产生高次谐波，对变流器和逆变器进行脉宽调制时，将３００系动车的５个主电路单元以π／２５等分的值作为载波起始相位分配，使各ＰＷＭ的载波上产生移相，输出电流原有频率消失，剩下２倍的高次谐波。经模拟控制、仿真试验和供电试验，都证明了具有降低高次谐波的效果。     

基于比例谐振调节器的地铁车辆牵引电机谐波抑制研究

电气牵引系统是城市轨道交通车辆的核心系统,在目前的列车牵引控制中,采用VVVF逆变器对交流异步牵引电机进行控制,牵引电机中含有大量的谐波,产生脉动谐波转矩、噪声以及附加损耗,影响列车的平稳性和舒适度。针对此问题,首先对牵引电机产生谐波的原理进行介绍,分析影响牵引系统特性的主要谐波及脉动转矩,而后对目前同步旋转坐标系下的牵引系统控制策略进行优化,引入比例谐振调节器对主要谐波进行跟踪抑制,并进行了试验验证,结果证明了比例谐振调节器抑制谐波控制策略的可行性。     

基于载波移相技术的电铁电能质量治理方案

针对现阶段电气化铁路的电能质量治理的现状提出在电气化铁路车站附近装设无功补偿装置对供电电能质量进行治理。提出了多重化SVG并联运行与高压电容器组配合使用的补偿方案,设计了SVG的控制策略,并在控制策略中引入了载波移相技术。应用MATLAB/SIMULINK软件进行了建模仿真,仿真结果表明本文所设计的方案能够很好地实现对车站附近的供电电能质量的治理,而且载波移相技术的应用,提高了电力电子器件的等效开关频率,减少了SVG输出电流的谐波含量。仿真验证了文中设计方案的可行性和控制效果,有效提高了牵引供电系统车站附近的供电质量和稳定性。     

高速铁路负序和谐波问题治理方案研究

为更好解决高速电气化铁路牵引供电系统中的谐波和负序问题,提出基于两相三线制变流器的综合治理方案。通过将两相三线制变流器作为系统的有源部分,将晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器作为系统的无源部分,并采取负序、谐波电流的无差拍主动补偿策略和实时检测方法,充分利用和协调控制无源装置出力大小,在减少有源部分成本、容量的同时,有效实现牵引供电系统的综合治理。基于PSIM9. 0构建补偿和控制系统仿真模型,仿真结果验证了本文提出的综合治理方案的有效性和可靠性。     

基于Chaos理论的牵引供电系统谐波抑制方法研究

分析了高次谐波对牵引供电系统的危害,针对既有研究结果,基于Chaos理论在谐波抑制方面的特性分析了杜芬方程的滤波机理,提出了利用杜芬系统抑制高次谐波的新方法,并通过仿真实验验证了该方法的可行性,为牵引供电系统高次谐波的抑制提供一种新思路。     

两相两重四象限变流器的控制方法及实现

为实现对大功率、低开关频率变流器的控制,通过建立两相两重四象限变流器主电路的数学模型,分析变流器主电路的电气特性;在考虑线路电阻的基础上,采用电压外环和基于坐标变换电流内环的双闭环控制方法对变流器的调制电压进行控制;提出倍增控制频率的载波移相方法,可在不增加硬件设备的情况下降低牵引电网侧低次谐波的含量,并结合正弦波脉宽调制(SPWM)技术,实现对以多种开关频率工作的变流器的控制;以TMS320F28335型DSP芯片为平台,设计包括初始化程序、串行通信服务程序和定时中断程序的控制软件,并在背靠背功率互馈试验台进行验证。结果表明:采用给出的两相两重四象限变流器控制方法,能够使变流器在启动工况下的电流变化平稳,在牵引工况和制动工况下,大功率、低开关频率变流器可以单位功率因数满载运行,而且中间电压波动较小、输入电流无异常波动,大幅减少了牵引电网侧的低次谐波成分和总谐波失真率。     

基于Scott变压器供电的新型电能质量治理系统研究

针对Scott变压器供电系统牵引功率大、功率因数低、谐波和负序电流含量高等问题,提出了一种新型电能质量综合治理系统,分析了该系统的拓扑结构和工作原理,提出了适合该系统的负序和谐波检测方法及补偿策略,并仿真验证了该系统的有效性和优越性。     

牵引供电系统背景谐波概率模型及其应用

牵引负荷产生的谐波对牵引供电系统和电网的电压、电流波形畸变都会产生较大的影响,准确评估和模拟牵引系统的背景谐波是研究电力系统本身和牵引负荷谐波问题的关键。基于大量实测数据,采用概率统计方法分析牵引变电所进线处全天背景谐波电压的分布规律,并利用Weibull函数对该分布规律进行拟合,建立牵引变电所进线处24h的背景谐波电压模型,该模型能准确描述背景谐波电压的变化规律。结合该背景谐波模型,提出一种基于Monte Carlo法的牵引负荷谐波责任评估方法,并在算例中计算某高速铁路牵引变电所列车取流时牵引负荷对公共耦合端处的谐波责任,计算结果表明,公共耦合端的低次谐波电压主要受背景谐波电压的影响。     

高压链式逆变器输出滤波器优化设计

铁路配电所电能质量治理装置采用高压链式逆变器完成DC/AC变换,通过功率单元级联实现交流高压输出,但输出电压中含有大量高次谐波。为了降低输出的高次谐波含量,提高电能质量治理效果,文章对载波移相调制(CPS-PWM)下高压链式逆变器输出电压中的基波以及各次谐波进行分析。根据理论分析确定LC低通滤波的截止频率,同时考虑输出阻抗、空载损耗以及不同负荷下系统稳定性,提出滤波器优化设计方法。并通过研制的拟用于电气化铁路配电所的10k V 2MVA高压逆变器进行实验,对理论分析进行验证,试验结果证明优化设计方案是可行的,达到了提高输出电能质量的效果。     

电气化铁路牵引变电所所用电源高次谐波治理

电气化铁路牵引网中的高次谐波通过牵引变电所27.5 kV所用变压器渗透到所内低压配电系统中,当高次谐波含量过高时,容易导致电压严重畸变。本文通过分析逆scott接线电气变换关系,建立了谐波的两相-三相变换模型,模型表明高压侧谐波电压可渗透到低压配电系统中。实测数据分析了某高铁牵引变电所低压配电系统的谐波畸变率。并在该高铁牵引变电所低压配电系统的负载侧并联了一种Y型阻波高通滤波器,有效地滤除了高次谐波,达到了治理谐波的效果。     

车网高次谐波引起谐振过电压的治理措施浅析

基于京津延长线多个区段因机车引起高次谐波而发生跳闸现象,介绍了一种新型高通滤波装置来消除电网中由于高次谐波而产生的谐波过电压。为国内电气化铁路提高牵引供电能力及安全运行的措施提供借鉴。     

基于混合碳化硅器件的城市轨道交通车辆牵引节能研究

以碳化硅为代表的新一代半导体器件在城市轨道交通车辆中的应用对车辆牵引电传动系统技术的发展意义重大。将混合碳化硅器件应用于城市轨道交通车辆牵引系统中，能极大地发挥碳化硅器件高温、高频和低损耗的特点，提高车辆牵引系统效率，实现牵引系统的节能降耗目标。与硅功率器件的电机损耗相对比，混合碳化硅功率器件的电机损耗可降低4%;通过更换功率器件、配套新型牵引控制单元，以及采用新的PWM(脉冲宽度调制)控制算法，降低了功率器件的开关损耗和导通损耗。在此基础上，优化了碳化硅功率器件的控制算法，以抑制电流谐波、降低电机损耗。软件仿真和装车测试结果验证了该混合碳化硅器件在车辆牵引系统中的节能效果。