交流传动电力机车新型辅助电源的研究(2)

电容等参数，这里采用类似的设计方法。 1)截止频率工。LC滤波器选择截止频率

时，为达到较好的衰减，截止频率选为载波频率的 十分之一以下。另外，考虑到低频时的电容电流 和相移，截止频率应高于基波频率的10倍以 上[6]。但是辅助电源直接从中间回路获取电能， 逆变器采用大功率IGBT，其开关频率只有780 Hz；这两个条件无法满足，因此，文中以THD为 指标选择截止频率。

2)滤波电感。电感主要功能是限制高频谐波 电流，电感值的选择要保证谐波电流有效值不超 过逆变器的承受能力；否则逆变器可能由于谐波 电流过大而进入保护状态。另外，电感上基波压 降不能过大，这两个条件决定了电感的取值范围。 对于高频LC滤波器对各次谐波所呈现的阻抗 为‘7]

乙一生篆髻丝

／寻，』L、。

(8)

用系数THD，评估LC滤波器谐波电流的大小：

THD，一型墨i磐!』(9)

』1

式中：U。为，z次谐波幅值；J。为基波电流幅值； L，为辅助变压器折算到一次侧的电感；THD，的 取值根据IGBT承受能力和工程经验。 3)滤波电容。电感值和截止频率确定了电容 值。此外，还要考虑电容器运行损耗和工程制造

问题。

5 辅助系统仿真设计

机车中间回路为1 600V，辅助系统额定电压 为440 V，额定频率为60 Hz，A／Y变压器变比为 3，负载为130 kV·A，负载功率因数为0．9，L， 对系统影响如图7所示。随着L。增大，变流器电 流谐波系数THD，和负载电压谐波系数THDy逐

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万方数据

电气传动2008年第38卷第12期佟来生，等：交流传动电力机车新型辅助电源的研究

渐减少。THD,变化趋势是和式(8)、式(9)理论分 析吻合的。LC滤波器谐振频率，e一1／(2n v／L-C)， L。增大，^减少，高频信号衰减增加，THDy下 降。当L。为2 mH时，L-上承担电压最低，上为

225 Hz，THDy<5％，符合设计要求，此时THD，

为26．4％在IGBT的承受范围之内。由此选择

L，为2mH，换算成变压器二次侧为0．686 mH，C 为750弘F。利用式(7)验算稳态需要逆变器输出 电压883V，在线性调制区内。系统电压电流仿 真波形如图8～图12所示。图8和图9为辅助 逆变器输出的电压电流波形，图10和图11是经 过变压滤波后的负载波形，这时波形已经是正弦 波形。图12为电容器电流波形。

L，／mH

(d)

图7 c一750pF，各参数随Ll的变化

Fig．7 Parameters varies with Lx changing，C；750‘lF

18

5．00 5．01 5．02 5．03 5．04 5．05

t／s

图10变压滤波后的yL0d波形

Fig．10 The y【md after variable voltage filter

≤

j

一

以

图11 变压滤波后的JLo．d波形

Fig．1 1 The JL硼after variable voltage filter

6 结论

论文阐述了电力机车辅助电源技术的发展过 程，从劈相机技术到相控整流逆变技术，再发展到 4象限整流逆变技术，并详细分析了从中间直流环 节取电的一种新型集成式辅助电源方案。利用计 算机仿真技术，通过逆变器输出电流谐波系数 THD，来确定L。大小，负载端电压的THDv来选 择截止频率工，再确定C，这样就完成了滤波器的 设计，最后由理论计算公式进行了验算。仿真结果 证明滤波器参数选择合理，系统运行稳定、可靠。

参考文献

吴强．机车辅助变流器的技术发展[J]．机车电传动，2002，

43(3)：4--7．

李扬．电力机车辅助电路新模式[J]．电力机车技术，2002，

25(3)：15—18．

韩笑，孟玉发．辅助变流器在SS3B塑固定重联电力机车上 的应用研究[刀．资厂科技，2005(1)：19—24． 李亚辉．交流变频调速系统SVPWM技术的研究[D]．成 都：西南交通大学，2002．

颜斌，陈希有．变频器输出RLC正弦滤波器的工程设计 [J]．电机与控制学报，2002，6(3)：256--260．

Juergen K Steinke．Use of an LC Filter to Aehieve a Motorfriendly

Pedormanee of the PWM Voltage Source Inverter

[J]．IEEE Transactions on Energy Conversion，1999，14

(3)：649—654．

宋强。刘文华，严干贵．大容量PWM电压源逆变器的LC滤 波器的设计FJ]．清华大学学报，2003，43(3)：345—349．

王鑫，赵清良．地铁车辆辅助逆变器的设计与仿真口1机车

电传动，2006，10(4)：43—47．

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修改稿日期：2008-07—15

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万方数据

交流传动电力机车新型辅助电源的研究

作者： 佟来生， 蓝正升， 刘宏， TONG Lai-sheng， LAN Zheng-sheng， LIU Hong

作者单位： 佟来生,TONG Lai-sheng(浙江大学电气工程学院,浙江,杭州,310027;中国南车集团株洲电力 机车有限公司,湖南,株洲,412001)， 蓝正升,刘宏,LAN Zheng-sheng,LIU Hong(中国南车集 团株洲电力机车有限公司,湖南,株洲,412001) 刊名： 电气传动

英文刊名： ELECTRIC DRIVE 年，卷(期)： 2008，38(12) 被引用次数： 0次 参考文献(8条) 1.吴强机车辅助变流器的技术发展[期刊论文]-机车电传动 2002(03) 2.李扬电力机车辅助电路新模式[期刊论文]-电力机车技术 2002(03) 3.韩笑.孟玉发辅助变流器在SS3B型固定重联电力机车上的应用研究 2005(01) 4.李亚辉交流变频调速系统SVPWM技术的研究[学位论文] 2002

5.颜斌.陈希有变频器输出RLC正弦滤波器的工程设计[期刊论文]-电机与控制学报 2002(03)

6.Juergen K Steinke Use of an LC Filter to Achieve a Motorfriendly Performance of the PWM Voltage Source Inverter 1999(03)

7.宋强.刘文华.严干贵大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器的设计[期刊论文]-清华大学学报 2003(03) 8.王鑫.赵清良地铁车辆辅助逆变器的设计与仿真[期刊论文]-机车电传动 2006(04) 相似文献(3条) 1.会议论文李红.左鹏IPM在交流传动控制上的发展前景 1997

该文简要阐述了ＩＰＭ的结构特点及综合制造技术，着重介绍了由ＩＰＭ构成的交流传动装置如：ＶＶＶＦ塑变器、车辆用辅助电源、车辆用空调 与ＧＴＯ构成的交流传动装置的优越性，同时表述了ＩＰＭ交流传动装置的发展现状及趋势，指出了其应用的特点和局限性。

2.期刊论文电分相区辅助电源系统不间断供电的研究 -铁道机车车辆2009,29(5)

一些新型的交流传动机车取消了牵引变压器的辅助绕组,辅助电源系统从中间直流环节获取电源,在过电分相区时牵引电机工作在再生制动状态,反馈 回能量为中间直流电路充电,从而实现对辅助绕组的不间断供电.本文通过对再生制动的分析和对反馈能量大小的计算,给出了一个不间断供电的方案,仿 真结果也表明,本控制能够实现中间直流电压的恒定,及电分相区对辅助电源系统不间断供电.

3.学位论文毕升 交流机车新型自动过分相方案研究 2009

机车自动过分相时的拉弧、过电压与励磁涌流的问题已严重影响了高速铁路的运行安全，受到了铁路部门与广大科研工作者的广泛重视。为实现无 拉弧、无过电压及无励磁涌流的通过电分相，本文利用动车组所采用的交直交型传动主电路结构的特点，提出了适用于交流传动机车的新型自动过分相 方案。

本文对电力机车过电分相中的各种危害展开了详细的分析，指出了引起机车过锚段关节式电分相电气危害主要有两个方面的原因，一是由机车上的 操作所引起，包括截流过电压及励磁涌流，二是锚段关节式电分相的结构性原因，它主要引起拉弧。

本文提出了对截流过电压及励磁涌流的控制方案，在分断与闭合机车主断路器时对牵引变压器原边电流进行控制，从而实现对截流过电压和合闸浪 涌电流的控制。另外在主断路器分断器分断期间，对牵引变压器原边电压进行控制。由于机车开关器件的频率限制，本文采用单极倍频脉冲宽度调制、 三角载波线性控制和载波相移的控制方法，提高了系统的等效开关频率。

其次介绍了空气击穿理论，对锚段关节式电分相中拉弧的发展进行了详细的分析，研究了通过改变其电极电场结构来抑制拉弧的方法。

在整个过分相过程中控制牵引电机工作于再生制动方式，并对反馈能量的大小进行控制，维持中间直流电压的恒定，如果机车辅助电源系统是从中 间直流回路上获取能量，则实现辅助电源系统的不间断供电。

本文对新型自动过分相方案过分相中的各个环节进行了详细的理论分析，并搭建了仿真模型，通过仿真得出了本方案在过分相各阶段的暂态特性 ，并对新型自动过分相方案的实现，针对过电相的各个阶段提出合理的控制方案。

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