貫通供電系統(tǒng)中的多電平三相-單相交直交變換器設(shè)計.pdf

1、將電氣化鐵道牽引網(wǎng)供電所區(qū)段拉通實現(xiàn)貫通同相供電，可以徹底解決牽引供電的過分相、過分壓問題，取消中性段從而使機車可以在運行過程中全線得到連續(xù)的高質(zhì)量供電;同時由于功率均攤，可以為沿線變電所節(jié)約大量變壓器容量。然而公用電網(wǎng)對“高壓環(huán)網(wǎng)、低壓解網(wǎng)”的供電結(jié)構(gòu)約束了貫通同相供電的可行性，針對此問題，本文研究了一種適用于牽引供電網(wǎng)貫通式供電的交直交變換器裝置實現(xiàn)方案。
　　 本文首先比較了現(xiàn)有同相供電技術(shù)與貫通同相供電技術(shù)實現(xiàn)方案上的異

2、同點。為使變電所對電網(wǎng)體現(xiàn)出良好的三相平衡特性及使能量具備雙向流動特性，整流側(cè)直接使用了三相PWM整流器;同時為了進一步降低輸出的諧波含有率，研究了多電平開關(guān)變換器技術(shù)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用。
　　 為實現(xiàn)新的變流器方案，本文先從理論層面討論研究了電力系統(tǒng)分析中常見克拉克變換及派克變換兩種相量分析法及工程中最常用的比例積分控制法，之后研究了基于數(shù)字式鎖相環(huán)(PLL)的變流器信號相位跟蹤方法及正弦脈寬調(diào)制(SPWM)和空間矢量脈寬調(diào)制(

3、SVPWM)兩種調(diào)制方式;同時分析了三相PWM整流器及單相PWM逆變器的變流原理、控制策略、多電平化方案在其上的應(yīng)用和二極管鉗位式多電平變流器中的電容失衡問題與基于直流均壓電路的解決方案。
　　 最后在使用MATLAB/Simulink軟件對五電平交直交變換器電路建模仿真運行通過的基礎(chǔ)上，利用XilinxISE軟件對既有的基于FPGA的控制器平臺進行二次開發(fā)，并連接IPM開關(guān)模塊與虛擬負載進行三電平交直交電路的方案驗證。測試結(jié)果