機(jī)車輔助電源逆變器高性能控制技術(shù)研究

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1、學(xué)校代碼：密級(jí)：公開碩士專業(yè)學(xué)位論文機(jī)車輔助電源逆變器高性能控制技術(shù)研究作者姓名李晉工程領(lǐng)域電氣工程指導(dǎo)教師郝瑞祥副教授培養(yǎng)院系電氣工程學(xué)院二零一五年六月交乂孳碩士專業(yè)學(xué)位論文機(jī)車輔助電源逆變器高性能控制技術(shù)研究作者：李晉導(dǎo)師：郝瑞祥北京交通大學(xué)年月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，提供閱覽服務(wù)，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。學(xué)?？梢詾榇嬖陴^際

2、合作關(guān)系的兄弟高校用戶提供文獻(xiàn)傳遞服務(wù)和交換服務(wù)。保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)校代碼密級(jí)：公開北京交通大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文機(jī)車輔助電源逆變器高性能控制技術(shù)研究作者姓名：李晉學(xué)號(hào)：導(dǎo)師姓名：郝知祥職稱：副教授專業(yè)學(xué)位類別：工學(xué)專業(yè)型學(xué)位級(jí)別：碩士北京交通大學(xué)年月致謝時(shí)光荏苒，歲月如梭，轉(zhuǎn)眼間碩士生活即將結(jié)束。在此，要特別對(duì)我的指導(dǎo)老師郝瑞祥副教授和王劍老師表示由衷的感謝，本論文是在他們的悉心指導(dǎo)下完成的。郝瑞祥老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、兢兢業(yè)業(yè)、平易近人，為我樹立了科研工作者的榜樣。王劍老師理論基礎(chǔ)扎實(shí)，現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗(yàn)豐富，對(duì)我做研究乃至

3、做任何事情的態(tài)度有很大的影響。我非常榮幸能在他們的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)和研究。感謝電力電子研究所的所有老師，感謝你們?yōu)槲覀兲峁┑牧己玫难芯織l件和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。在研究生學(xué)習(xí)及撰寫論文期間，鄭瓊林老師、游小杰老師、楊中平老師、林飛老師、張立偉老師、王琛琛老師、郭希錚老師、李虹老師、楊曉峰老師和孫湖老師等多位老師也給予了我很多的指導(dǎo)及幫助，在此向他們表達(dá)我的感激之情。同時(shí)，感謝與我一起奮斗的電力電子研究所的所有同學(xué)們，感謝李響、王堃、張梓綏、李文番、王亞峰、杜東苓、張馨月、茍立峰、司夏河、龔澤宇、蘇兆斌、黃佳佳、吳凡等同學(xué)在我生活和學(xué)習(xí)上提供的幫助和建議。感謝電

4、氣工程學(xué)院的全體老師，感謝你們給予我們的培養(yǎng)和幫助。最后，感謝我的父母和家人，感謝你們對(duì)我無私的愛，正是你們默默的支持使得我在精神上有了無盡的動(dòng)力。摘要摘要機(jī)車輔助電源逆變器是機(jī)車的重要組成部分，為了滿足其高可靠性、大功率及冗余要求，本文研究機(jī)車輔助電源逆變器的雙閉環(huán)控制和無互聯(lián)線并聯(lián)技術(shù)。本文基于三相兩電平逆變橋加濾波電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下釆用電容電壓外環(huán)、電感電流內(nèi)環(huán)控制策略對(duì)其進(jìn)行前饋解耦控制，對(duì)濾波器的參數(shù)進(jìn)行了量化分析，采用控制器將電流內(nèi)環(huán)設(shè)置為動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的型控制系統(tǒng)，電壓外環(huán)設(shè)置為跟隨精度高的型控制系統(tǒng)，通過仿真驗(yàn)證了該控

5、制策略良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。本文分析了下垂控制原理和并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流特性，給出了在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的雙閉環(huán)及功率下垂控制算法，分析了基于二階廣義積分器的三相鎖相環(huán)的原理，進(jìn)行了參數(shù)差異對(duì)環(huán)流影響的仿真分析，得出下垂控制能夠很好抑制并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流的結(jié)論，通過仿真模型進(jìn)行了逆變器并聯(lián)系統(tǒng)的特定工況仿真，結(jié)果表明并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能良好。最后，搭建了實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)，對(duì)本文所采用的雙閉環(huán)控制和無互聯(lián)線逆變器并聯(lián)控制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明逆變器在空載和帶阻感性負(fù)載時(shí)穩(wěn)態(tài)性能良好，投切負(fù)載后逆變器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快，并聯(lián)系統(tǒng)在特定工況下仍然可以正常的運(yùn)行，可

6、以滿足機(jī)車輔助電源逆變器高穩(wěn)定性和冗余的要求，驗(yàn)證了本文所研究方法的可行性。關(guān)鍵詞：逆變器；雙閉環(huán)控制；有功和無功；下垂控制；并聯(lián)ABSTRACTABSTRACTTheauxiliarypowerinverterisanimportantcomponentofthelocomotive.Inordertomeetthehighreliability,highpowerandredundancyrequirements,inthisthesis,weresearchondual-loopcontrolofsingleinverterandpara

7、llelinverterswithoutcontrolinterconnection.Thisthesisisbasedonthree-phasetwo-levelinverterbridgeandLCfiltercircuittopology,andusesthedouble-loopofvoltageandcurrentcontrolstrategybasedonthetwophaserotatingcoordinatetodecoupleinvertersystem，，，，：目錄目錄弓研究背景及意義機(jī)車輔助電源逆變器并聯(lián)概述逆變器并聯(lián)的優(yōu)

8、點(diǎn)和控制方式無互聯(lián)線逆變器并聯(lián)控制方法研究現(xiàn)狀本論文的主要內(nèi)容和基本結(jié)構(gòu)逆變器的雙閉環(huán)控制策略三相逆變器數(shù)學(xué)模型坐標(biāo)變換坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型三相逆變器雙