針對(duì)電力機(jī)車(chē)牽引系統(tǒng)的單相整流有源電力濾波器.pdf

1、機(jī)車(chē)牽引系統(tǒng)常采用單相電網(wǎng)供電,經(jīng)過(guò)背靠背的整流逆變環(huán)節(jié),產(chǎn)生電壓和頻率可變的三相電壓,驅(qū)動(dòng)異步電機(jī),以帶動(dòng)機(jī)車(chē)運(yùn)行。其中的單相整流環(huán)節(jié),不可避免會(huì)產(chǎn)生頻率為網(wǎng)側(cè)頻率兩倍的低頻瞬時(shí)功率脈動(dòng),進(jìn)而導(dǎo)致直流母線電壓產(chǎn)生二次波動(dòng)。該低頻波動(dòng)分量不僅會(huì)提升直流母線電壓最大值,并且會(huì)耦合進(jìn)入整流或逆變環(huán)節(jié),產(chǎn)生低頻諧波電流和低頻轉(zhuǎn)矩。傳統(tǒng)的解決方案以無(wú)源濾波為主。其中增加直流母線電容的濾波方案,因?yàn)橛糜诠β式怦畹碾娙?容量很大,通常只能采用電解電

2、容,使用壽命較短,降低了系統(tǒng)的可靠性,且電容中存儲(chǔ)了較多的能量,對(duì)短路保護(hù)十分不利;而采用LC諧振電路的濾波方案,對(duì)系統(tǒng)參數(shù)以及電網(wǎng)頻率偏移敏感,魯棒性低,而且體積較大,功率密度很低。
　　本文以在牽引系統(tǒng)中得到廣泛使用的H橋PWM整流為基礎(chǔ),從瞬時(shí)功率的角度,分析了直流母線脈動(dòng)電壓的形成原因及影響,以及直流母線大電容方案以及LC諧振支路濾波方案的工作原理及參數(shù)選擇。對(duì)多種有源電力濾波(ActivePowerFilter,APF)

3、拓?fù)浼跋鄳?yīng)的控制方法進(jìn)行了歸納,分析和比較,試圖找出這些方案的共性及其變化規(guī)律,以指導(dǎo)抑制直流母線電壓二次波動(dòng)的有源電力濾波器的設(shè)計(jì)。兆瓦級(jí)牽引變流器由于功率等級(jí)較高、開(kāi)關(guān)頻率很低,一些高動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,高帶寬要求的控制技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)?；谶@一基本特性,文章對(duì)各個(gè)基本有源電力濾波器拓?fù)涞牟ㄐ翁攸c(diǎn)進(jìn)行了探討和研究,對(duì)各個(gè)有源電力濾波方案應(yīng)用在電力牽引系統(tǒng)的可能性進(jìn)行了分析和探討,研究了主要的電路參數(shù)對(duì)系統(tǒng)特性,包括穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕度、魯棒性、電