兩電平脈沖整流器主電路

1、在交流傳動(dòng)電力機(jī)車和動(dòng)車組上，脈沖整流器是列車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)在交流傳動(dòng)電力機(jī)車和動(dòng)車組上，脈沖整流器是列車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)中的網(wǎng)側(cè)變流器。網(wǎng)側(cè)脈沖整流器能夠保持中間直流電路電壓恒定，中的網(wǎng)側(cè)變流器。網(wǎng)側(cè)脈沖整流器能夠保持中間直流電路電壓恒定，方便地實(shí)現(xiàn)牽引和再生工況，并且保持電網(wǎng)基波功率因素接近方便地實(shí)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 1，減，減輕對電網(wǎng)環(huán)境的電磁干擾。輕對電網(wǎng)環(huán)境的電磁干擾。在列車牽引時(shí)起在列車牽引時(shí)起整流整流作用，將單相交流轉(zhuǎn)變成直流電；再生制動(dòng)時(shí)作用，將單相交流轉(zhuǎn)變成直流電；再生制動(dòng)時(shí)起起逆變逆變作用，將直流電轉(zhuǎn)變成單相交流電回饋給牽引供電電網(wǎng)。作用，將直流電轉(zhuǎn)

2、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(biāo)平面的四個(gè)象限，因此亦稱為由于其可以工作在電壓和電流坐標(biāo)平面的四個(gè)象限，因此亦稱為四四象限整流器象限整流器。由于當(dāng)前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)中基本采用由于當(dāng)前牽引傳動(dòng)系統(tǒng)中基本采用PWMPWM技術(shù)控制整流器技術(shù)控制整流器，因此又稱為，因此又稱為脈沖整流器脈沖整流器。我們小組針對我們小組針對兩電平脈沖整流器兩電平脈沖整流器提出并講解的問題如下：提出并講解的問題如下：兩電平脈沖整流器的結(jié)構(gòu)兩電平脈沖整流器的結(jié)構(gòu)兩電平脈沖整流器的工作原理兩電平脈沖整流器的工作原理兩電平脈沖整流器的兩電平脈沖整流器的SPWMSPWM調(diào)制原理調(diào)制原理1 123 3兩電

3、平脈沖整流器的 主電路的結(jié)構(gòu)一個(gè)理想的脈沖整流器，一方面需要為直流側(cè)提供平直穩(wěn)定的直流電壓或電流，另一方面只一個(gè)理想的脈沖整流器，一方面需要為直流側(cè)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(gè)無儲(chǔ)能部分的變流器和一個(gè)分從交流電網(wǎng)吸取有功功率。原理上講，這種裝置可以提供一個(gè)無儲(chǔ)能部分的變流器和一個(gè)分離的儲(chǔ)能器。離的儲(chǔ)能器。NL牽引繞組漏電感牽引繞組漏電感NR牽引繞組漏電阻牽引繞組漏電阻41T開關(guān)管開關(guān)管2L、2C二次濾波器二次濾波器dC中間直流側(cè)支撐電容中間直流側(cè)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S

4、a2、SB1與SB2不能同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷,驅(qū)動(dòng)信號應(yīng)該相反。PWM整流器網(wǎng)側(cè)輸入端電壓Uab取值有Ud、0、-Ud三種電平,有效的開關(guān)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(guān)系: Uab=(SA - SB )Ud工作模式1： ，電容 向負(fù)載供電，直流電壓通過負(fù)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(jìn)行充放電。1）2）0abUdCNUNL釋放能量Li向L導(dǎo)通，D和T導(dǎo)通或T和D時(shí)，0i和0NNN2413NUN幅值減小，繞組充電，儲(chǔ)存能量幅值增大，充電，導(dǎo)通，繞組向和導(dǎo)通或和時(shí)，和NN4231ULL

5、DTTD00NNNiidtdiLUNNN工作模式2：1）2）dNNNdabUudtdiLUu此時(shí)關(guān)系式滿足,儲(chǔ)存能量幅值增大，充電，容都向?qū)?，繞組和直流側(cè)電和時(shí)，和NNNNNLiLTTiu3200釋放能量幅值減小，電，向繞組和直流側(cè)電容充導(dǎo)通，和時(shí)，和NNNNNLiLDDiu3200工作模式3：1）2）dNNNdabUudtdiLUu，此時(shí)滿足關(guān)系式釋放能量幅值減小，向直流側(cè)電容充電，導(dǎo)通，繞組和和時(shí)，和NNNNNLiLDDiu4100儲(chǔ)存能量幅值增大，充電，組和導(dǎo)通，直流側(cè)電容向繞和時(shí)，和NNNNNLiLTTiu4100電感所釋放的能量，導(dǎo)致電感的電流下降，一方面電感所釋放的能量，導(dǎo)致電感

6、的電流下降，一方面給電容給電容充電，使得直流電壓上升，充電，使得直流電壓上升，保證直流電壓穩(wěn)定，同時(shí)高次諧波電流通過電容形成低阻保證直流電壓穩(wěn)定，同時(shí)高次諧波電流通過電容形成低阻抗回路抗回路；另一方面，；另一方面，給負(fù)載提供恒定的電流給負(fù)載提供恒定的電流。 LNuNuNiabu導(dǎo)通的器件的變化Ni工作狀態(tài)能量傳送等效電路0000000000dUdUdUdUdUdUdUdUNUNUNUNUdNUUdNUUdNUUdNUUNdUUdNUUdNUUdNUU4231/DTTD4231/DTTD41DD41DD23TT23TT4231/TDDT4231/TDDT41TT41TT32DD32DD電源短接電

7、源短接電源短接電源短接反饋反饋反饋反饋整流整流整流整流NNLuNNLuNNuL NNuL 直流側(cè)NNLu直流側(cè)NNLuNNLu直流側(cè)NNLu直流側(cè)NNLu 直流側(cè)NNLu 直流側(cè)直流側(cè)NNuL直流側(cè)NNLuba,ba,ba,ba,ddddcccc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(guān)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(yīng)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PW

8、M脈沖信號來等效正弦的調(diào)制波。當(dāng)調(diào)制波大于三角載波時(shí)，輸出高電平PWM驅(qū)動(dòng)信號，對應(yīng)的開關(guān)器件導(dǎo)通，反之，則使開關(guān)器件關(guān)斷。在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用對稱的采樣規(guī)則來計(jì)算導(dǎo)通或關(guān)斷的時(shí)間，并將其賦給DSP中事件管理器EVA（或EVB）的比較寄存器。0, 1AAzraSSuu否則時(shí)，當(dāng)0, 1BBzrbSSuu否則時(shí)，當(dāng)rau和 相位相差rbu180zu為三角載波PWM整流技術(shù)在整流技術(shù)在CRH的運(yùn)用的運(yùn)用 在國產(chǎn)在國產(chǎn)CRH系列和諧號動(dòng)車上，都是用了系列和諧號動(dòng)車上，都是用了PWM整流技術(shù)，在所用的整整流技術(shù)，在所用的整流電路有區(qū)別，也使得流電路有區(qū)別，也使得PWM控制存在差異。控制存在差異。 在這些和諧號動(dòng)車中，在這些和諧號動(dòng)車中，CRH1、CRH3和和CRH5型車采用的是型車采用的是兩電平四象兩電平四象限脈沖整流器限脈沖整流器，則，則PWM調(diào)制使用的是雙極性調(diào)制使用的是雙極性PWM；而；而CRH2型車采用三電型車采用