• 探索电气化铁路用级联型单相SVG制约对策-本科毕业论文致谢

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论文导读:

摘要:随着电气化铁路的发展,电力机车对供电网的污染也日趋严重,主要表现在增加铁路接触网的谐波电流、降低其功率因数,从而导致增加供电设备的容量及维护成本,以及对电力机车的稳定运行带来负面影响。本文以电气化铁路无功治理为应用背景,详细介绍了单相H桥单元级联型SVG设计原理及其工业实现方案,具有重要的应用价值。对应用于H桥级联型拓扑的多载波移相PWM调制策略进行分析,定量计算了自然采样法下的载波移相PWM调制输出电压谐波,得出了逆变侧级联输出电压的谐波特性及其分布规律。针对传统单相PLL算法采用低通滤波器而带来的系统延时问题,提出了一个基于输出反馈的新型单相PLL算法。该算法采用PLL的角度输出来构造一个两倍频的分量,用来抵消中间环节的两倍频分量,来达到消除低通滤波器延时的目的。通过在低电压穿越及电网电压闪变情况下的仿真,表明该单相PLL算法具有较高的稳定性及较快的响应速度。建立了单个H桥单元基于准PR调节器的电流内环状态空间数学模型,并分析了准PR调节器参数变化对整个电流内环状态和准PR调节器状态转移的影响,以及对于系统稳态误差及稳定性的影响,为准PR调节器的参数设计提供了有力的参考。分析了单个H桥单元运行于整流工况与无功发生工况下的母线电容充放电规律,总结了母线电容充放电规律在无功发生工况下与整流工况下的不同点,进而提出了一种基于悬浮电容充放电规律的单相级联型SVG单元悬浮电容电压平衡控制算法,在此基础上,提出了一种适用于电气化铁路的单相SVG整体控制策略。仿真与实验结果验证了该算法的可行性。提出了一种应用于单相级联型SVG的软硬件控制平台的设计方法,详细分析了系统硬件设计方法,涵盖了FPGA的系统设计及功率单元采样系统设计。而后提出了装置整体的控制软件设计方法,并给出了控制软件的文件结构。最后,给出了样机的部分实验结果及分析,并对全文进行总结与展望。 关键词:电气化铁路 H桥级联型SVG 准PR调节器 电容电压平衡控制 控制平台
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  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 1 绪论8-13
  • 1.1 引言8
  • 1.2 无功补偿装置及其控制策略的发展现状8-11
  • 1.3 本文主要内容11-13
  • 2 多载波移相PWM调制策略13-20
  • 2.1 PWM调制策略分析13-17
  • 2.2 载波移相PWM调制谐波分析17-19
  • 2.3 本章小结19-20
  • 3 级联型SVG的控制策略20-48
  • 3.1 级联H桥功率单元的数学模型20-21
  • 3.2 单相PLL的软件设计方法21-27
  • 3.3 单相无功电流提取方法27-29
  • 3.4 单相电流控制器设计29-35
  • 3.5 H桥单元母线悬浮电容电压平衡控制35-43
  • 3.6 单元电容电压控制算法分析43-45
  • 3.7 整体控制策略设计45-47
  • 3.8 本章总结47-48
  • 4 级联型SVG样机研制及实验48-75
  • 4.1 级联型SVG工业样机主回路参数设计48-53
  • 4.1.1 工业样机单元主回路设计48-51
  • 4.1.2 工业样机主回路参数设计51-53
  • 4.2 级联型SVG工业样机硬件控制平台研制53-63
  • 4.3 系统控制软件设计63-66
  • 4.4 实验样机实验结果与分析66-74
  • 4.5 本章总结74-75
  • 5 结论与展望75-77
  • 参考文献77-81
  • 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文81-82
  • 致谢82