徐钦炜，章文学，刘倩怡

0 引言

城市轨道交通牵引供电系统必须提供稳定的直流电压，无论机车运行在何种状态下，维持直流电压在允许的偏差范围内，同时，还要保证交流网侧的功率因数近似等于1。脉冲整流器由于其可控性，目前被广泛应用于功率因数校正、有源电力滤波器以及开关电源技术等领域中。将其作为城市轨道交通牵引供电系统网侧变流器，能够在提供稳定的直流电压的同时，解决机车对电网造成的谐波污染问题，保证交流网侧实现单位功率因数。在城市轨道交通大力发展的今天，对其牵引供电系统的研究具有广泛的现实意义。

本文通过单相电压型四象限脉冲整流器的工作原理，以及单相四象限脉冲整流器的主电路拓扑结构，给出其主电路等效模型，再根据等效模型以及定义的开关函数建立其数学模型；然后，分析以电压外环、电流内环为基础的瞬态直接电流控制策略。最后，基于Matlab/Simulink 软件对瞬态直接电流控制方式进行仿真研究，通过仿真结果对本文所述控制方式下的整流器动态响应速度、谐波大小、稳定性等方面性能进行分析，验证理论分析的结果，为进一步的研究提供依据。

1 脉冲整流器

理想的脉冲整流器不仅要使中间直流环节的电压保持恒定，还要使其交流侧的功率因数近似等于1，网侧获得一个近似正弦波的电流波形，减少对周围环境的电磁干扰。

图1 所示为单相两电平脉冲整流器的电路原理图，它主要由交流回路、功率开关桥和直流回路组成。……