城市軌道交通直流供電整流機組研究

本文對當前城市軌道交通直流供電系統(tǒng)廣泛采用的12脈波、24脈波直流供電系統(tǒng)進行建模與仿真，分析了12脈波與24脈波各工作模式下的工作特性，給出了其仿真波形；討論了12脈波、24脈波電壓、電流、換相角、功率因數(shù)、短路電流等參數(shù)計算方法及短路仿真。為得到結(jié)構(gòu)簡單，性能與傳統(tǒng)24脈波電路能夠媲美的拓撲電路，本文提出將一種帶輔助電路的24脈波整流電路應(yīng)用到城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)中，仿真結(jié)果驗證了可行性與有效性。

針對目前城市軌道交通所采用的二極管整流方式存在能量無法雙向流動、功率因數(shù)不能達到1、諧波污染仍舊較大等缺點，本文將三相PWM整流器用于城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)整流機組并展開研究，建立了基于SVPWM預(yù)測電流控制策略的仿真模型，討論了基于移相變壓器與基于載波移相兩種結(jié)構(gòu)的PWM整流機組應(yīng)用方案，仿真比較得出基于載波移相的PWM整流機組結(jié)構(gòu)相對簡單、性能更加優(yōu)越。

城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)包含了交流側(cè)電路、直流側(cè)電路和列車三大部分，是一個時變、交直流混合系統(tǒng)，為更周全考查地鐵運行各個動態(tài)過程的供電性能，并綜合考慮電網(wǎng)供電系統(tǒng)、整流輸出直流、城軌列車牽引傳動負載，本文建立了基于列車傳動系統(tǒng)的24脈波整流供電系統(tǒng)仿真平臺，驗證24脈波供電系統(tǒng)性能，并考察列車牽引、制動、加載等工況對網(wǎng)側(cè)電流諧波及直流側(cè)電壓的影響。