MATLAB动车组列车牵引变流系统关键电路的分析与仿真(2)
2 动车组三电平牵引变流器系统分析 5
3 变流器的组成部分及工作原理 7
3.1单相两电平脉冲整流器工作原理 8
3.2 CRH3基本动力单元原理图 8
3.2变流器的组成部分及工作原理 8
3.3四象限脉冲整流器 8
3.4单相三电平四象限PWM整流器系统分析 9
4 单相三电平整流器数学模型 10
4.1 SPWM控制技术 12
4.1.1SPWM波形的原理及产生 12
5 三相三电平逆变器的主电路结构及空间矢量分析 14
5.1 三电平逆变器的主电路结构 14
5.2三电平逆变器空间矢量分析 15
6 动车组三电平牵引变流器的仿真研究 20
6.1 MATLAB/SIMULINK软件简介 20
6.2 交流直流变换器仿真 22
6.2.1 单相桥式全控整流电路的仿真 22
(1) 电路仿真模型 22
(2) 仿真结果及分析 23
6.2.2 三相桥式全控整流电路的仿真 28
(1) 电路仿真模型 28
(2) 仿真结果与分析 29
6.2.3 整流器仿真小结 33
6.4直流-交流变换器仿真 34
6.4.1三相三电平逆变器的仿真 34
(1) 电路仿真模型 34
(2) 仿真结果与分析 37
6.4.2 逆变器仿真小结 43
7 结论与展望 44
感 谢 45
参考文献 46
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
高速动车组为的发展为当代生活提供了极大的便利，也意着当前高速铁路的发展达到了一个新的高度，无疑它已经成为当今世界高新科技的标志性设备。其中包含了电力牵引等科技技术。电力牵引是动车组引动力的世界性趋势在发展，自从德国在1879年生产出第一辆电力机车以来，高速铁路电力牵引的发展日新月异，直至现在它已经登上牵引动力的首席。相比以传统能源的蒸汽机车作为牵引和内燃机牵引，电力牵引具有它的实用性和现代意义。
国外动车交直交牵引变流主电路的特点相比较，根据我国的实际情况考虑，使用不同的主电路结构。主要表现在以下几个方面。：(1)受流方式的不同； (2)动力配置方面；(3)转向架控制方面。上世纪90年代，发达国家已经普遍开始使用交流传动。高速铁路和城市轨道交通都采用了交流输电的装置。交流传动牵引，具有优良的制动特性，借此可以达到较高的黏接性，连续的高功率，相比重量轻，体积小，恒功率速度范围广，可以实现很高的功率。总之中国铁路的发展突飞猛进，从直流传动牵引转变为交流传动牵引。所以对电力牵引的高速动车组的研发也是当代科技发展的必要选择。
1.1.1 国外高速铁路的发展情况
自从德，法，日等国家进行高速铁路的研究之后，我国也以引进消化吸收再创新为指导思想，学习国外先进技术，拥有了完全自主的高速铁路研发知识产权。高速铁路在运输方面的优势明显，主要体现在速度快，在旅行1000公里范围内，相比较其他运行方式有明显的优势。还有就是安全性能高，法国和日本的城市轨道交通没有发生一起运行事故。相比航运和高速公路经济实惠而且运载量更大，一条双线高速铁路年运量可以达到1.6亿人。尤其是城际高速在城际间开行，它的特点是高密度，公式化，编组灵活。动车组列车，其载量远超公路和民航，是他们无法比肩的。同时，高速铁路的牵引功率大，轴重小，可靠性高，空间利用率高，启动加速性能好等优点也是使他广受关注的重要原因。因此，许多国家高速列车都采用动车组模式运营。目前采用高新技术集成的动车组已经成为当今世界高速铁路的标志性装备。