同相供电补偿变流器论文Word文档格式.docx

同相供电补偿变流器论文Word文档格式.docx

《同相供电补偿变流器论文Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同相供电补偿变流器论文Word文档格式.docx（59页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（此处填国际图书分类号）

SouthwestJiaotongUniversity

MasterDegreeThesis

CO-PHASEPOWERCOMPENSATIONCONVERTER

Grade:

2012

Candidate:

TangBin

AcademicDegreeAppliedfor:

Master

Speciality:

Electricalengineeringandautomation

Supervisor:

Prof.YuhuaGuo

Mar,2015

西南交通大学

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于

1．保密□，在年解密后适用本授权书；

2．不保密□，使用本授权书。

（请在以上方框内打“√”）

学位论文作者签名：

指导老师签名：

日期：

日期

西南交通大学硕士学位论文创新性声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是在郭育华导师指导下独立进行研究工作所得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本学位论文的主要创新点如下：

单相并网技术，其中包括单相锁相环技术，双环闭环控制技术。

学位论文作者签名：

日期：

西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明

本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：

1、论文讲述了当前铁路系统存在的缺陷，并提出了解决办法[1]。

选取了同相供电补偿变流器作为研究重点，选择了一种新型同相供电补偿变流器拓扑。

本文对此全新拓扑结构做了详细介绍。

2、研究了变流器装置中的核心器件-功率单元，提出了一种新的功率单元拓扑结构，单相交直交结构。

其中详细介绍了功率单元直流母线电容容量计算、输入LC计算、IGBT容量计算，并根据IGBT做了散热仿真。

3、研究了单相并网技术，包括单相锁相环，双环闭环控制[2]，并根据该算法做了详细的MATLAB仿真，验证了算法的可靠性。

4、根据仿真和算法，提出了软件设计方案和具体设计流程。

5、介绍了产品在工程项目中具体开发过程。

摘要

同相供电补偿交流器是现在铁路系统的一个重要研究项目和课题，本论文对同相供电补偿当前的技术和意义做了具体的介绍和分析。

同相供电补偿变流器作为同相供电技术中最核心的设备，从可靠性或者技术难点来说要求都是非常严格的。

本论文根据同相供电补偿变流器的技术原理，搭建了变流器数学模型，并根据数学模式搭建了试验小系统，论文中对试验系统中出现的各种主要问题做了分析，并提出了解决方法。

本文首先简单介绍了同相供电的技术原理，从当前铁路供电系统存在的问题，解决方法以及同相供电技术的优势来阐述了同相供电技术的必要性。

同时介绍了同相供电补偿变流器的技术和应用，对铁路供电系统的影响和作用。

然后本文介绍了同相供电补偿变流器技术原理[3]，并根据该技术原理搭建了数学模型，Matlab仿真，从仿真中验证了同相供电补偿变流器的可行性。

接着，根据数学模型搭建了试验小系统，从硬件上介绍了该试验系统的硬件构成，从软件上介绍了该试验系统的软件方案，通过实验数据来衡量和考究本技术在小系统中的可行性和稳定性。

最后，根据试验小系统，设计了同相供电补偿变流器大系统。

该系统从总体方案，主回路选型等方面做了分析介绍，论文最后根据大系统调试结果，得出了大系统调试报告。

关键词：

同相供电技术同相供电补偿变流器Matlab仿真小系统大系统

Abstract

Co-phasepowercompensationconverterisstudiedinthispaper.Co-phasepowerconverterisoneofthemostcriticalequipmentintheCo-phasepowersupplytechnology,soitisverystringentrequirementsfromthereliabilityortechnicaldifficulties.ThispaperbuiltamathematicalmodeloftheconverteraccordingtothetechnicalprincipleswiththeCo-phasepowercompensationconverter.Andbuiltasmalltestsystembasedonmathematicalmodels,Thepaperonthemajorissuesthatappearinthetestsystemtodotheanalysisandproposedsolutions.

First,thispaperintroducesthetechnicalprincipleswithCo-phasepowersupply,Railwaypowersupplysystemfromthecurrentproblemexists,thesolutionandtheadvantagesofthein-phasepowersupplytechnologytoillustratethenecessityofin-phasepowersupplytechnology.DescribestheroleoftheCo-phasepowerconvertertocompensateintheCo-phasepowertechniques.

Secondly,basedonthetechnicalprinciplesandbuiltamathematicalmodel,andtheestablishmentMatlabsimulationmodel,andverifiedwiththecompensationphasepowerconverterfeasibilityfromsimulation.Andbasedonamathematicalmodeltobuildasmalltestsystem,fromthehardwaredescribesthehardwareofthetestsystemconfiguration,softwareprogramdescribesthetestsystemfromthesoftware,andsystemdebuggingtestresultsobtainedinaccordancewiththetestreportverifiesthetechnicalfeasibilityofsmallsystems.

Finally,accordingtoasmalltestsystemisdesignedtocompensatetheCo-phasepowerconverterlargesystems.Thesystemfromtheoverallprogram,themaincircuitselectionandotheraspectswereanalyzedintroducedlast,accordingtotheresultsofalargesystemdebugging,drawalargesystemcommissioningreport.

keywords：

Co-phasepowersupplytechnology,Co-phasepowercompensationconverter,

Matlabsimulation,smallsystems,largesystem

目录

第一章绪论7

1.1研究背景及问题提出7

1.2同相供电的研究现状9

1.3本文主要研究内容10

1.4研究意义10

第二章同相供电原理11

2.1现有牵引供电系统结构及特点11

2.2同相牵引供电系统结构11

2.3组合式同相供电系统12

2.3.1单三相组合式同相供电12

2.3.2单相组合式同相供电13

2.3.3两种组合式同相供电特点比较14

2.4组合式同相供电的特点与优势15

第三章同相供电补偿变流器设计15

3.1系统方案设计15

3.1.1系统原理图设计15

3.1.2主要技术指标17

3.2系统参数计算18

3.2.1系统参数要求18

3.2.2系统计算19

3.2.3输入侧计算19

3.2.4输出侧计算19

3.3功率单元计算20

3.3.1输入参数信息20

3.3.2LC/LCL滤波电路20

3.3.3直流母线电容DC-Link22

3.3.4功率模块IGBT23

第四章同相供电补偿变流器Matlab/simulink仿真27

4.1系统结构27

4.1.1主电路示意图及仿真模型搭建27

4.1.2同相供电补偿变流器内部电路示意图和仿真模型搭建29

4.2控制策略30

4.3仿真波形33

4.3.1级联输入侧33

4.3.2并联牵引侧35

4.4谐波分析37

4.1.1级联输入侧37

4.4.2并联输出牵引侧37

第五章同相供电补偿变流器试验系统搭建及报告39

5.1试验系统设计39

5.1.1试验系统主回路设计39

5.1.2试验系统结构设计40

5.1.3试验系统软件设计41

5.2试验系统测试报告41

5.2.1有功无功调节功能测试41

5.2.2电流谐波测试42

5.2.3功率因数测试43

5.2.4单元故障保护测试43

5.2.5系统故障保护测试44

第六章同相供电补偿变流器样机生产及报告45

6.1样机设计45

6.1.1功率单元主回路设计45

6.1.2样机电气回路设计45

6.1.3样机结构结构设计46

6.1.4样机实物图片48

6.2样机厂内测试报告50

6.2.1样机功率单元测试报告50

6.2.2样机大系统测试报告51

6.3样机现场测试报告51

结论53

第一章绪论

1.1研究背景及问题提出

我国的铁路动力系统所需的电力系统有过去的110kV和220kV的高压电路变为现在的27.5kV和25kV的标准