兩電平脈沖整流器主電路教學文案.ppt

交流傳動及其控制系統(tǒng) 兩電平脈沖整流器主電路 引言 在交流傳動電力機車和動車組上 脈沖整流器是列車牽引傳動系統(tǒng)中的網(wǎng)側變流器 網(wǎng)側脈沖整流器能夠保持中間直流電路電壓恒定 方便地實現(xiàn)牽引和再生工況 并且保持電網(wǎng)基波功率因素接近1 減輕對電網(wǎng)環(huán)境的電磁干擾 在列車牽引時起整流作用 將單相交流轉變成直流電 再生制動時起逆變作用 將直流電轉變成單相交流電回饋給牽引供電電網(wǎng) 由于其可以工作在電壓和電流坐標平面的四個象限 因此亦稱為四象限整流器 由于當前牽引傳動系統(tǒng)中基本采用PWM技術控制整流器 因此又稱為脈沖整流器 我們小組針對兩電平脈沖整流器提出并講解的問題如下 兩電平脈沖整流器的結構 兩電平脈沖整流器的工作原理 兩電平脈沖整流器的SPWM調(diào)制原理 1 2 3 兩電平脈沖整流器的主電路的結構 一個理想的脈沖整流器 一方面需要為直流側提供平直穩(wěn)定的直流電壓或電流 另一方面只從交流電網(wǎng)吸取有功功率 原理上講 這種裝置可以提供一個無儲能部分的變流器和一個分離的儲能器 牽引繞組漏電感 牽引繞組漏電阻 開關管 二次濾波器 中間直流側支撐電容 兩電平脈沖整流器的工作原理 由于上橋臂與下橋臂不能夠出現(xiàn)直通 則Sa1與Sa2 SB1與SB2不能同時導通和關斷 驅(qū)動信號應該相反 PWM整流器網(wǎng)側輸入端電壓Uab取值有Ud 0 Ud三種電平 有效的開關組合有22 4種 即SA SB 00 01 10 11四種邏輯 則PWM整流器輸入端電壓Uab有如下關系 Uab SA SB Ud 工作模式1 電容向負載供電 直流電壓通過負載形成回路釋放能量 直流電壓下降 牽引繞組兩端電壓直接加在電感上 對電感進行充放電 1 2 工作模式2 1 2 工作模式3 1 2 電感所釋放的能量 導致電感的電流下降 一方面給電容充電 使得直流電壓上升 保證直流電壓穩(wěn)定 同時高次諧波電流通過電容形成低阻抗回路 另一方面 給負載提供恒定的電流 脈沖整流器的3種工作模式下所有可能的開關狀態(tài) 每種開關狀態(tài)的能量轉換關系是互不相同的 兩電平脈沖整流器的SPWM調(diào)制原理 SPWM的調(diào)制原理 用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開關器件的通斷 使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應區(qū)間內(nèi)的面積相等 通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值 兩電平脈沖整流器的SPWM調(diào)制原理 采用三角載波與調(diào)制波相比較 生成PWM脈沖信號來等效正弦的調(diào)制波 當調(diào)制波大于三角載波時 輸出高電平PWM驅(qū)動信號 對應的開關器件導通 反之 則使開關器件關斷 在實際應用中 一般采用對稱的采樣規(guī)則來計算導通或關斷的時間 并將其賦給DSP中事件管理器EVA 或EVB 的比較寄存器 和相位相差 為三角載波 PWM整流技術在CRH的運用在國產(chǎn)CRH系列和諧號動車上 都是用了PWM整流技術 在所用的整流電路有區(qū)別 也使得PWM控制存在差異 在這些和諧號動車中 CRH1 CRH3和CRH5型車采用的是兩電平四象限脈沖整流器 則PWM調(diào)制使用的是雙極性PWM 而CRH2型車采用三電平四象限脈沖整流器 采用的調(diào)制時單極性PWM Thanks 講解 胡延鑫20137830姚博20137832 解答 樊柯20137834堯思文