Udc.三电平脉冲整流器的工作模式ElectricRailwayTractionACDrive.pptVIP

* 2. 预测电流控制 双闭环控制器—预测电流控制 定义: 则 四象限脉冲整流器的双闭环控制器设计 控制器的数学模型: * * 四象限脉冲整流器的双闭环控制器设计 3. 在DQ同步坐标系下解耦的电流控制 线电流的q轴分量Iq是来自电流PI控制的q轴输出的. 相对应的q轴电流Iq* 取决于牵引网压us的幅值。例如, 在牵引网中, 如果us高于额定值, Iq* 则为负值; 如果 us 低于额定值, Iq* 则为正值。 在DQ坐标系下的控制方案 DQ建模: * 脉宽调制技术(PWM) ▼问题: 什么是脉宽调制技术？怎么去获得一个具有期望的幅值和频率的电压波形? ★PWM技术可以用来调整一系列的脉冲信号宽度到一个期望的电压波形, 它被广泛的应用于电力电子领域，例如AC-DC, DC-DC, DC-AC和AC-AC变换电路. 因此它是电力电子领域的关键技术。 * 方波 三角波 单位冲击 半正弦波 f ( t ) d ( t ) t O a) b) c) d) t O t O t O f ( t ) f ( t ) f ( t ) 图1 相同冲量、不同形状的窄脉冲 面积等效原理: 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 脉宽调制技术(PWM) * 面积等效原理: 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 ★应用面积等效原理可以用来实现任意形状的波形。 脉宽调制技术(PWM) * ★问题: 如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波？ SPWM 如果按相同比例调整这些脉冲的宽度，我们可以改变等效输出的正弦波形的幅值。 脉宽调制技术(PWM) * 规则采样的脉宽调制技术 (SPWM) * 规则采样的脉宽调制技术 (SPWM) * 规则采样的脉宽调制技术 (SPWM) * 如何计算占空比? 规则采样的脉宽调制技术 (SPWM) * 脉宽调制技术的滞环控制 * 脉宽调制技术的滞环控制 * 两电平脉冲整流器的SPWM控制 * 两电平脉冲整流器的SPWM控制 * (a) u*ab≥0 (b) u*ab0 一个开关周期内的双极性SPWM 两电平脉冲整流器的SPWM控制 Electric Railway Traction AC Drive Systems 第四章 四象限脉冲整流器的工作原理与控制设计 主讲人：冯晓云 教授 Email: fengxy@swjtu.edu.cn 西南交通大学电气工程学院 列车控制与牵引传动研究室 * 创新、自主研发 概述 两电平四象限脉冲整流器的工作原理分析 三电平四象限脉冲整流器的工作原理分析 四象限脉冲整流器的控制概念与对象 四象限脉冲整流器的双闭环控制器设计 正弦脉宽调制技术 (SPWM) 三电平脉冲整流器中性点电压平衡方案 * 脉冲整流器的介绍 * 脉冲整流器的介绍 （a）牵引模型 （b）再生模型 脉冲整流器的矢量图 牵引变压器的内阻Rs很小，可以忽略不计。 * 两电平整流器的工作原理分析 电路有22?=?4 个开关状态，对应着四种工作模式. Uab的取值有Udc 、0和 -Udc三种电平. * 两电平整流器的工作原理分析 脉冲整流器的数学模型: * 两电平整流器的工作原理分析 开关T1 和T3 导通，T2 和T4 关断，uab=0。如果电源电压 us0，则线电流 is 升高，直流侧电容Cd 将对负载放电. 工作模式1 (Sa=1，Sb=1)： * 两电平整流器的工作原理分析 工作模式2 (Sa=1，Sb=0)： 开关 T1 和 T4 导通, T2 和 T3 关断, 并且 uab=Udc. 整流器工作在升压状态，所以直流侧电压比电源电压的幅值大。此时，加在电感两边的电压为负，因此电流以(us-Udc)/Ls的斜率减小。电流 is对直流侧电容Cd充电. * 两电平整流器的工作原理分析 工作模式3 (Sa=0，Sb=1)： 开关管 T2 和 T3 导通，T1 和 T4 关断, 并且 uab=-Udc. 在这种状态下，线电流增大，反向电流给直流侧电容Cd充电. * 两电平整流器的工作原理分析 工作模式 4 (Sa=0，Sb=0)： 开关管 T2 和 T4 导通, T1 和 T3 关断, 并且 uab=0. 电源电压加在电感两边，使其电流升高。 直流侧电容Cd通过负载电流放电. * 三电平整流器的工作原理分析 有 32?=?9 种开关状态对应着9种工作模式. * 三电平整流器的工作原理分析 整流器的数学模型: * 三电平脉冲整流器的工作模式 开关管Ta1,Ta2,Tb1和Tb2导通，Ta3