基于长定子直线同步电机调速系统的逆变器并联技术研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ncla02
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牵引变流器的并联运行,是提高牵引系统输出功率的有效方式;并联控制技术,尤其是环流抑制技术,一直是该领域的研究焦点。常导磁浮列车的双端供电运行技术,是其实现高速运行的关键技术之一。   首先,本文以带长定子直线同步电机负载的大功率三相三电平逆变器并联系统为研究对象,对带电机负载的变流器并联系统进行数学建模,根据数学模型进行等效环流特性分析,建立了α-β-0静止坐标系下的电压电流关系式,由此推导出环流的产生机理,并详细的分析了α-β-0电机电流和环流的流通路径;给出了环流的定义及分类。   其次,基于建立的数学模型,并根据环流的产生机理,提出了三种适用于带电机负载的逆变器并联系统控制策略。基于PSIM仿真软件,构建带永磁同步电机的逆变器并联系统仿真平台,重点研究三种控制策略对于环流的抑制效果,对三种控制策略的控制效果进行仿真和分析。重点针对影响环流的各种因素进行了闭环仿真分析,进一步验证闭环控制策略对于逆变器输出电压差、相位差、线路阻抗不同、串联均流电抗器、死区时间等因素对于环流的影响。针对逆变器并联系统使用耦合电感对于环流抑制效果进行理论分析和数学建模,研究了无电感,纯电感,完全耦合电感情况下的环流抑制效果。   然后,为进一步的降低馈电电缆损耗,对牵引控制系统双端供电不同电流分配比的几种方式进行了分析比较,采用了根据馈电电缆的长度比例而实时控制电流输出比例的电流分配方式,对其与1:1电流分配比的情况进行理论分析比较。在闭环控制策略的基础上,对不同电流分配比的情况进行仿真分析,分别比较馈电电缆损耗和系统效率。   最后,介绍了1.5km磁悬浮试验线牵引变流器并联控制系统的结构,设计基于VME总线架构,结合DSP28335实现底层控制,用IOWorks作为控制软件开发工具。对所带长定子直线同步电机负载的7.5MVA三电平变流器并联系统进行U/f开环控制、PWM同步控制策略、独立控制策略的实验验证;并在独立控制策略的基础上,进行了牵引磁浮列车的实验。实验结果表明:本文采用的带电机负载的逆变器并联系统电流控制策略可以较好的抑制基波环流和谐波环流,列车牵引系统具有良好的稳态和动态性能。
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