牵引变流器直流母线电压脉动下的无拍频电流控制方法.PDFVIP

20 11 年 8 月 电 工 技 术 学 报 Vol.26 No. 8 第 26 卷第 8 期 TRAN SACTION S OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 20 11 牵引变流器直流母线电压脉动下的无拍频电流 控制方法 欧阳晖 张凯 张鹏举 康勇 熊健 （华中科技大学电气与电子工程学院 武汉 430074） 摘要 交流供电方式下，单相整流器 工作特性导致牵引变流器 输入功率呈现脉动形式。 为吸收该脉动分量，业界主流方法是在直流母线上并联LC 无源滤波器，该方案大大降低了装 置 功率密度。取代该滤波器 有效途径是通过实时计算对牵引逆变器 PWM 脉冲宽度进行 精确补偿，使得逆变器即便工作于 烈脉动 母线电压下，也不会输出有害 拍频电压/ 电流。 然而对于大功率低开关频率应用场合，传统 前馈补偿方案效果不佳。本文提出了一种母线电 压重复预测器，使前馈补偿性能得到极大改善。该预测器利用母线电压脉动 重复性，精确预 测下一个开关周期内母线电压 平均值，再应用面积等效算法计算下一拍所需 脉冲宽度。稳 态实验结果表明，相比传统 前馈补偿方法，本方法将逆变器输出侧 拍频电流降低了6～ 7 倍。负载突变时，只需通过控制手段确保整流器输出 母线电压跌落小于 10%，则动态过程 中 拍频电流亦不大。 关键词：母线电压脉动 功率密度 拍频电流 补偿 重复预测器 中图分 号：TM464 Repetitive Prediction of Fluctuating DC Link Voltage for Traction Drives Ouy ang H ui Zhang Kai Zhang P engj u Kang Yong X iong J ian （Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China ） Abstract AC-fed railway traction drives suffer from pulsating input power because of the single-phase rectifier at the front end. LC passive filter is often installed at DC link to absorb the pulsating power . However this greatly reduces the power density . An effective approach to get rid of this bulky filter is to compensate pulse width of the traction inverter so that it does not produce harmful beat components in the output voltage/current even with a fluctuating DC link . For low switching frequency at high power level, it is difficult for conventional feed-forward compensation methods to achieve good results. A repetitive DC link voltage predictor is proposed to improve the performance. It utilizes the repetitiveness of DC ripple and can predict the average