CRH5牵引变流器的研究

随着我国经济的快速发展,列车提速已成必然。铁道部采用引进的方式加快我国高速列车发展速度,CRH5型动车组作为首批引进的高速动车组系列之一,对其结构性能的深入研究,有利于加快高速动车组国产化的步伐。 论文以CRH5牵引系统的核心部件—牵引变流器作为研究对象,紧紧围绕CRH5实际采用的牵引变流器,通过实际测量与理论推导相结合的方式验证了CRH5牵引变流器所用参数的合理性;对于该牵引变流器整流环节所采用的单相全桥两电平主电路结构、SPWM调制策略、瞬态电流控制策略及移相载波技术做了详细的理论分析,并在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,得出了稳态和动态情况下整流器的系统性能;对于逆变环节所采用的两电平主电路结构、异步调制方式、分段同步调制方式、预先计算角度调制方式、方波调制方式及转子磁场定向矢量控制策略进行深入分析,通过Matlab/Simulink建模仿真,验证电机的牵引特性。 仿真结果表明:牵引工况下,CRH5整流环节具有功率因数接近于1、直流母线电压稳定可控等特性;在牵引电机转子转速不断增加时,通过调节逆变器输出电压频率和幅值,保证牵引电机输出力矩恒定、磁链恒定、电机输入电流谐波含量小等性能,从而满足牵引电机的恒力矩运行特性。 本文通过对CRH5牵引变流器的深入研究,运用理论分析及建模仿真的方式,验证CRH5所选用的牵引变流器在主电路结构、基本参数、调制策略、控制策略等方面的合理性,为实现高速动车组的全面国产化奠定理论基础。