用于逆变器试验的PWM整流器及其控制策略研究-Read.PDFVIP

第 28 卷第 1 期 铁 道 机 车 车 辆 Vol28 　No1 2 0 0 8 年 2 月 RAILWAY LOCOMOTIVE CAR Feb 　　2008 文章编号 : 1008 - 7842 (2008) 01 - 0015 - 03 用于逆变器试验的 PWM 整流器及其控制策略研究 訾振宁 , 林 　飞 , 郑琼林 (北京交通大学 　电气工程学院 , 北京 100044) 摘 　要 　PWM 整流器是一种高功率因数 、低噪声静止变流器 , 控制策略选取是 PWM 整流器设计的重点 。提出 了一种用于新型电力机车辅助逆变器试验系统的 PWM 整流器 , 详细介绍了其工作原理和控制方法 。采用该 PWM 整流器代替原有的风机负载 , 可实现系统的能流循环 。在以DSP 为核心的控制系统上 , 实现了 PWM 整流 器的预测电流控制算法 , 使 PWM 整流器可任意调节逆变器的输出电流 , 并模拟不同故障情况 。试验表明运用 这种控制策略的 PWM 整流器运行稳定可靠 , 具有节能降噪等优越性能 。 关键词 　PWM 整流器 ; 控制策略 ; 能流循环 ; 辅助逆变器 中图分类号 : U2643 + 71 　　文献标志码 : A 　　逆变器已经成为电力电子技术的重要组成部分 , 其应用渗透到国民经济的各个领域 。电力机车辅助逆 变器主要为机车主电路提供冷却 , 为空气制动系统提 〔1〕 供风源 , 调节司乘人员环境 。为保证其可靠运行 , 需定期测试 , 进行满功率试验 。目前已有的试验装置 主要是通过外接风机负载来完成满功率试验 。但是这 种负载输出的有功功率都消耗在负载上 , 造成电能的 巨大浪费 , 且占地多、噪声大 。 为了解决以上 问题 , 本文利用三相 电压型 PWM 整流器代替风机作为逆变器的负载 , 提出了一种用于 图 1 　辅助逆变器输出电压和电感电流指令分析 新型能流循环式辅助逆变器试验系统的 PWM 整流器 。 逆变器的拓扑结构完全相同 , 不必增加硬件设计成本 。 逆变器的输出能量可经 PWM 整流器直流侧返回电源 , 图2 为采用 PWM 整流器构成的能流循环式辅助逆变器 从而节约大量 电能 。该 PWM 整流器采用了三相独立 试验系统电路结构图。二者的直流侧并联 , 并通过接 调节电流的预测电流控制算法 , 这种预测电流控制方 触器与直流电源接通 ; 二者的交流侧通过三相电感连 法属于直接电流控制 , 可以简捷地实现输入电流的闭 环控制 , 亦可单独控制各相电流 。具有开关频率固定 、 响应时间短 、控制器设计和参数整定简单等优点〔2 〕。 该 PWM 整流器运用到 8K 电力机车辅助逆变器试验系 统中 , 本文详细介绍了其工作原理和控制设计方案 , 该方案同样适用于其他电力机车辅助逆变器的测试 。 1 　试验原理 8K 电力机车的辅助逆变器为三相方波逆变器 。如 ( ) 图 1 a 所示 , 以 a 相为例 , 其余两相与此类似 , 工 作时输出电压 uan为 50 Hz , 占空比为 50 %的方波 〔3 〕。 与传统风机负载试验台不同 , 本文采用 PWM 整 流器为逆变器 的负载 , 而且该PWM 整流器与被试 图2 　PWM 整流器用于测试逆变器系统电路结构图 ( ) ( ) 訾振宁 1982 - 男 , 内蒙古鄂尔多斯人 , 硕士生 修回日期 : 2007