高速列車四象限變流器低頻振蕩現(xiàn)象研究.pdf

1、在高速列車中，單相四象限變流器具有能量雙向流動、功率因數(shù)高、電流諧波低等優(yōu)點，但隨著我國高速鐵路的飛速發(fā)展以及大量新型交直交傳動的大功率機車和動車組的投入，也陸續(xù)出現(xiàn)了由車網(wǎng)耦合參數(shù)不當(dāng)造成的高頻諧振或低頻振蕩等新問題。其中，高速列車和機車的四象限變流器低頻振蕩事故在國內(nèi)屢有發(fā)生，對鐵路的安全運行造成了一定影響。
　　本文首先基于國內(nèi)低頻振蕩事故現(xiàn)象及特點，將牽引供電系統(tǒng)簡化為戴維南等效電路模型，對多列列車同時運行時，牽引供電系統(tǒng)

2、和瞬態(tài)電流控制下的四象限變流器耦合系統(tǒng)進行了等效建模，考慮到系統(tǒng)的時變性和非線性因素，推導(dǎo)出了系統(tǒng)的小信號模型，并利用穩(wěn)定性判據(jù)對列車增多時系統(tǒng)穩(wěn)定性變差的現(xiàn)象給出了解釋。
　　本文分析了多車投入運行后系統(tǒng)的阻尼比和振蕩頻率，定量分析了二者與列車數(shù)量及四象限變流器控制參數(shù)的關(guān)系，同時分析了振蕩的頻率及幅值隨列車數(shù)量變化的情況。并利用Hopf分岔理論，解釋了系統(tǒng)的非線性振蕩機理。此外，還研究了低頻振蕩的其他影響因素，通過仿真再現(xiàn)了青

3、島動車所CRH5型動車組5Hz的低頻振蕩現(xiàn)象，并與CRH2型動車組分析結(jié)果對比，得出了振蕩頻率大小的影響因素，并通過仿真進行了驗證。
　　針對上述分析結(jié)果，本文提出了抑制四象限變流器低頻振蕩的主動阻尼補償控制策略。針對調(diào)整控制參數(shù)、增設(shè)比例反饋阻尼補償環(huán)節(jié)和增設(shè)低通濾波反饋阻尼補償環(huán)節(jié)這幾種方案，對其進行參數(shù)設(shè)計和頻域分析，并比較了各自的優(yōu)缺點，發(fā)現(xiàn)增設(shè)低通濾波反饋補償方法可保證更多數(shù)量的列車同時穩(wěn)定運行，且動態(tài)效果較好。但考慮到