机车主变压器及变流系统谐波特性分析.pdf

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1、第30卷第1期电力科学与技术学报Vo1．3ONO．12Ol5年3月JoURNALOFEIECTRICPOWERSCIENCEANDTECHNOLOGYMar．2O15机车主变压器及变流系统谐波特性分析王洪智，李晓松，蒋云峰(长沙理工大学电气与信息工程学院，湖南长沙410004)摘要：应用MATLAB对机车主变压器与变流装置系统的谐波特性进行仿真分析，详细讨论整流逆变滤波电路参数、PWM控制的调制比和载波比等对变压器二次侧电流及逆变输出电压谐波含量的影响，分析结果表明：当整流回路的滤波电容达到一定数值后改变电感，变压器二次侧电流的主要次谐波含量变

2、化不明显；当逆变输出控制的PWM调制比适当时，输出电压的谐波含量随载波比的变化较为平缓。关键词：机车主变压器；变流装置；谐波特征；PWM控制中图分类号：TM743文献标识码：A文章编号：1673—9140(2015)O1—0087—06AnalysisonharmoniccharacteristicsofmaintransformerandconverterinlocomotiveelectricalsystemWANGHong—zhi，LIXiao—song，JIANGYun—feng(SchoolofElectricalandInforma

3、tionEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410004，China)Abstract：Harmoniccharacteristicsofmaintransformerandconverterdevicesinlocomotiveelec—tricalsystemwerestudiedindetailbyusingMATLABsimulation．Thispaperdiscussedtheinflu—enceofconverterfilterparameter

4、s，modulationratioandcarryratioofPWMcontrollerintheharmonicsoftransformersecondarysidecurrentandinverteroutputvoltage．Theanalysisresultsshowedthatwhenthecapacitorofrectifiercircuitreachedtosomevalue，thecurrentharmonicsattransformersecondarysidechangedalittle．Meanwhile，whenthe

5、modulationratioofPWMcontrollerwasreasonable，theharmonicsofoutputvoltagechangedgentlywiththechangingofcarryratio．Keywords：1ocomotivetransformer；converter；harmoniccharacteristics；PWMcontroller收稿日期：2014—1O一22基金项目：湖南省自然科学基金(12JJ5013)通讯作者：李晓松(1964一)，男，博士，教授，主要从事电变压器新技术、优化设计及电气设备节

6、能运行的研究；E—mail：yylixs@yahooCOm．cn88电力科学与技术学报机车主变压器是交流电力机车的主要部件，一路采用PWM控制，输出经LC滤波，输出端接三相般为单相多绕组结构，即一次侧接入单相25kV、二感性负载。变压器一次侧接单相交流25kV，二次次侧输出多个电压等级，分别供牵引、空调及照明侧输出为1．65kV，变流装置输出交流380V。相应等，其中，牵引输出经“交一(直)一交”变流装置给牵的仿真电路如图2所示，主要模块的参数设置：变压引电机供电[1]。变频装置的非线性使得供电系统中器需设置变比、额定容量、额定电压峰值及频率，

7、分出现较强的谐波，对此，众多学者就变频装置的谐波别为25／1．65，450MV·A，35．36kV和50Hz；逆特性及影响因素、设计优化和谐波治理等做了大量变器需设置载波频率、调制波频率及调制比等，分别和深入的研究_1。笔者应用MATLAB对机车为3000，50Hz及0．5。仿真输出取变压器二次侧主变压器及其变流装置系统的谐波特性进行较深入电流、整流和逆变输出电压。厶的分析，并讨论整流和滤波电路参数、调制比及载波VDl比等因素对输出特性的影响。c-1“交一直一交”变流主电路及仿真模块参数设置lIVD2』J髅如图1所示，机车主变压器输人为单相，经

8、“交一直一交”变换供牵引负载。其中整流为不可控图1“交一直一交”变流主电路Figure1Maincircuitof”AC-DC—AC”桥式整流，直流滤