電力機車輔助系統(tǒng)新型直流降壓變換器研究.pdf

1、輔助變流器系統(tǒng)是電力機車的重要組成部分之一，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，輔助變流器系統(tǒng)也向著體積小、重量輕、成本低、效率高和可靠性高的方向發(fā)展。從這一角度看，目前市場上較為理想的輔助變流器系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)為“直-交型先降壓后逆變模式”，但因電力機車牽引變流回路中間直流環(huán)節(jié)電壓較高，且要求直流降壓環(huán)節(jié)的直流變換器具有高功率密度和高變換比，這給設(shè)計合適的直流降壓變換器帶來了巨大挑戰(zhàn)。在這一背景下，本文提出了一種可應(yīng)用于電力機車輔助變流器系統(tǒng)的

2、新型四電平直流降壓變換器。
　　本文提出的新型四電平直流降壓變換器，其結(jié)構(gòu)模塊化，主要由正極性單元、負極性單元和直流側(cè)濾波電容組成，正負極性單元易于拓展從而可實現(xiàn)高變換比;并具有諧振回路獨立，開關(guān)管為零電流開通關(guān)斷、以及直流側(cè)電容電壓自平衡等特點。本文重點分析了四電平直流降壓變換器的工作原理、工作模態(tài)、直流側(cè)電容電壓自平衡機理、諧振回路獨立特性以及零電流開通關(guān)斷特性。在此基礎(chǔ)上，針對電力機車輔助變流器系統(tǒng)直流降壓變換環(huán)節(jié)的應(yīng)用特點

3、，研究了四電平直流降壓變換器的電路參數(shù)設(shè)計方法、損耗計算方法、等效電路模型以及寄生參數(shù)對電路的影響。設(shè)計了四電平直流降壓變換器的主電路參數(shù)，并進行了相應(yīng)的仿真驗證。仿真結(jié)果表明四電平直流降壓變換器的主電路參數(shù)合計合理，其在開環(huán)控制下即可實現(xiàn)直流側(cè)電容電壓自平衡和零電流開通關(guān)斷，且控制方式簡單、損耗小、可靠性高。變換器在構(gòu)成方式上除為實現(xiàn)零電流開通關(guān)斷而采用的交流小諧振電感外，電路主要由電容和開關(guān)器件組成，因此具有體積小，重量輕、功率密度