电力机车牵引传动系统的多模式调制策略及切换方法研究
2021-03-02苑国锋陈栋郑春雨
电机与控制学报 2021年1期
苑国锋,陈栋,郑春雨
(1.北方工业大学 变频技术北京市工程研究中心,北京 100144;2.北方工业大学 北京市电力节能关键技术协同创新中心,北京 100144)
0 引 言
近年来我国轨道交通行业发展迅速,成为继德、法、日之后掌握核心技术的少数国家之一。其中牵引传动调制策略和切换方法研究具有重要意义。
受散热和空间装配等方面的影响,牵引变流器最高开关频率一般只有几百赫兹。随着牵引电机输出频率升高,载波比(调制波频率和载波频率的比值)下降,电机电流低次谐波含量逐渐增加,此时普通的异步调制模式无法满足运行需求,需要采用同步调制策略来消除电机输出的非特征次谐波。目前主流的同步调制策略主要有同步SVPWM、特定谐波消除PWM以及电流谐波最小PWM。同步SVPWM调制具有转矩脉动小,易于数字化实现等优点[1];SHEPWM和CHMPWM作为优化PWM,在低次谐波消除方面更占优势[2-3],这两种调制方式需要离线计算开关角,其中,SHEPWM开关角的计算较为简单,且角度随着调制比连续分布,相对于其他优化PWM更易于实现。
对于上述两种调制算法,国内外已有大量研究,文献[4-5]详细介绍了同步SVPWM的基本原理和策略;文献[1]在此基础上对低开关频率下的SVPWM调制策略进行了比较;文献[6]提出了一种遗传算法和模拟退火算法相融合的方式来求解SHEPWM的开关角。文献[7]比较了不同开关角个数下的SHEPWM的电流谐波以及转矩脉动;文献[8]对SHEPWM的原理和切换策略进行了阐述;文献[9]对大功率牵引变流器中频区的调制算法进行了对比研究,指出优化同步调制具有更好的谐波特性。……
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