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高速动车组再生制动工况变流器控制算法研究与实现

王利军  
【摘要】: 制动控制是高速动车组安全运行的关键技术之一,也是动车组牵引传动系统的重要组成部分。高速动车组的制动系统采用再生制动和电气指令式空气制动相结合的方式。在所有制动方式中,再生制动是唯一一种向电网回馈能量的方式,日益成为交流传动动车组的首选制动方式。 论文以高速动车组再生制动系统为研究对象,对其工作特性、控制系统的设计方法和控制策略进行了较为深入的研究。 论文首先介绍了动车组制动系统的组成和功能,并着重阐述了再生制动原理及其运行工况。在此基础上,对动车组处于再生制动工况时牵引变流器的控制方式进行深入研究,其中包括高速动车组用单相三电平脉冲整流器瞬态直接电流控制和三电平逆变器间接转子磁场定向矢量控制策略。 在理论分析的基础上,利用Matlab/Simulink工具,搭建了高速动车组再生制动仿真系统,按照动车组再生制动特性,发出转矩和磁通指令;设计出基于双滞环调节的恒速控制器,实现动车组恒速控制;设计转矩、磁通指令平滑过渡策略,防止在不同控制方式切换时转矩、磁通的较大冲击。采用高速动车组主电路及参数,仿真结果验证系统较好地实现了动车组再生制动控制性能。 为验证高速动车组三电平逆变器矢量控制方法,搭建三电平逆变器实验平台,论文着重介绍硬件平台主电路与控制电路,给出间接转子磁场定向矢量控制软件设计算法,对三电平SVPWM调制进行实验验证。


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