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1、国内图书分类号：T M 9 2 2 国际图书分类号：6 2 1 3 年 姓 西南交通大学 研究生学位论文 C R H 2 动车组负荷建模仿真 及实测验证研究 级二。一一 申请学位级别 工堂亟 专 业电力丕统蕉墓自麴丝 指导老师贺建闺副塾攫 二零一四年五月 密级：公开 C l a s s i f i e dI n d e x ：耶9 2 2 U D C ：6 1 2 3 S o u t h w e s t J i a o t o n gU n i v e r s i t y M a s t e rD e g r e eT h e s i s S t u d yo nS i m u l a t i
2、 o no fC R H 2T r a c t i o nL o a dA n d M e a s u r e m e n tV a l i d a t i o n G r a d e ：2 0 1 1 C a n d i d a t e ：S o n gG u a n g d o n g A c a d e m i cD e g r e e A p p l i e df o r ：M a s t e r S p e c i a l t y ：P o w e rS y s t e ma n dI t sA u t o m a t i o n S u p e r v i s o r ：H eJ
3、i a n m i n M a y 2 0 1 4 西南交通大学四南父逋大字 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“、”) 学位论文作者签名： 1 ，孑亍翁， 日期：刀J 呤r l7 指制币虢绕电目 日期矽脚岁f 了 西南交通大学硕士学位
4、论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 1 、对C R H 2 高速动车组的工作原理进行了介绍。介绍了其主电路结构，调 制原理。并分析了其谐波产生机理，对谐波电流进行了数学分析。 2 、对C R H 2 整流器控制策略进行了介绍，对不同的控制方法进行了介绍， 并分析了其优缺点。对C R H 2 高速动车组的三电平整流器的中位点电位问题进行 了介绍，并引用了一种基于中位点电位平衡控制策略。 3 、对C I m 2 整流器电路参数进行了设计，主要是交流侧的电感以及中间直 流环节的支撑电容进行了设计，以满足各项指标。并仿真分析了交流侧电感、直 流侧支撑电容对系统的影
5、响。 4 、分析了现有各种C R H 2 牵引负荷仿真的各种模型，并分析了其优缺点。 5 、提出了一种C R H 2 仿真模型，并对C R H 2 负荷的各种情况进行了仿真分 析。将仿真建模结果与C R H 2 型动车组实测数据进行了对比。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得 的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作 了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名： 壕? 糸 日期：凇心上7 西南交通大学硕士研究生学位论
6、文第l 页 摘要 随着我国国民经济飞速增长，人们对铁路运输提出了更高的要求，高速铁路一直 在不断的改革和创新以适应这样的发展趋势。近几年我国通过引进和吸收国外的先进 技术，制造出了和谐号C R H 系列的高速动车组。 本文以C R H 2 型动车组牵引变流器为研究对象，从其三电平四象限P v 州变流器的 主电路结构、工作原理以及控制原理展开研究。对其交流侧与直流侧的参数的取值范 围进行了分析，对其负荷特性进行了仿真研究。 首先简单介绍了C R H 2 型动车组，阐述了其引进过程、主要的技术特点以及为适 应我国国情所做的改进及创新。对其牵引整流器的主电路结构、工作原理以及控制原 理进行了分析，重
7、点分析了动车组牵引整流器流器的组成结构和基本工作原理。 以C R H 2 的三电平P W M 整流器为研究对象，详细分析了其控制策略，并分析了 各种控制方法的优缺点。根据各项指标的要求，对系统主电路的参数进行了数学推导 和分析计算，得出了交流侧电感、支撑电容的取值范围，分析了不同参数对于整个系 统的影响并在计算机仿真中得到验证。 对现有的C R H 2 各种模型归纳总结，并对各种模型的优缺点进行了分析。对高速 铁路牵引网进行了建模。对整流器模型进行了仿真研究，分析了采用固定开关频率的 瞬时电流控制法。在M a f l a b S i m u l i n k 的仿真环境下，详细考察了牵引整流器在
8、各种工 况下的运行响应以及稳定性，验证了该控制方法良好的动态性能以及鲁棒性，为进一 步的实验和研究打下了基础。 最后将C R H 2 型动车组仿真结果与实测数据进行了比较，分析发现仿真结果与实 测数据基本吻合，说明了模型的实用性。 关键字：高速铁路；C R H 2 ；单相三电平；脉冲整流器；瞬态电流控制 西南交通大学硕士研究生学位论文第页 A b s t r a c t W i t ht h er a p i dg r o w t ho fn a t i o n a le c o n o m y , p e o p l eh a v eah i g h e rr e q u i r e m e
9、 n tf o rr a i l t r a n s p o r t H i 曲s p e e dr a i l w a yh a sb e e ni nc o n t i n u o u sr e f o r ma n di n n o v a t i o nt oa d a p tt ot h i s t r e n d I nr e c e n ty e a r s ，C h i n ah a sc r e a t e das e r i e so fh i g h - s p e e dC R HE M U b yi n t r o d u c i n g a n d a b s o
10、r b i n gf o r e i g na d v a n c e dt e c h n o l o g y I nt h i sp a p e r , C R H 2E M Ut r a c t i o nc o n v e r t e r sw i l lb et h em o d e lf o rs t u d y T h es t u d y w i l ls t a r tf r o mt h em a i nc i r c u i ts t r u c t u r e ，w o r k i n gp r i n c i p l ea n dc o n t r o lp r i
11、n c i p l eo ft h et h r e e l e v e lf o u r - q u a d r a n tP W Mc o n v e r t e r I t sp a r a m e t e r ss c o p ef o r t h eA Cs i d eo ft h eD Cs i d e a n a l y s i sw i l lb ec o n d u c t e da n das i m u l a t i o no f i ml o a dc h a r a c t e r i s t i c sw i l lb es t u d i e d F i r s
12、 t l y , ab r i e fi n t r o d u c t i o nC R H 2E M U w i l lb em a d ew h i c hd e s c r i b e st h ep r o c e s so fi t s i n t r o d u c t i o n ，t h em a i nt e c h n i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa sw e l la st h ei m p r o v e m e n t sm a d et oa d a p tt o C h i n e s en a t i o n a l
13、c o n d i t i o n sa n di n n o v a t i o n I t sm a i nt r a c t i o nr e c t i f i e rc i r c u i ts t r u c t u r e ， w o r k i n gp r i n c i p l ea n dc o n t r o lp r i n c i p l ei sa n a l y z e d ，f o c u s i n go na n a l y s i so ft h eE M U t r a c t i o nr e c t i f i e rc u r r e n tc
14、o m p o s i t i o no ft h es t r u c t u r ea n db a s i cw o r k i n g p r i n c i p l e C R H 2t h l 呛e - l e v e lP W Mr e c t i f i e ri sr e g a r d e da st h es t u d ym o d e l Ad e t a i l e da n a l y s i so f c o n t r o ls t r a t e g i e sw i l lb em a d ea n dt h ea d v a n t a g e sa n
15、 dd i s a d v a n t a g e so fv a r i o u sc o n t r o l m e t h o d sa r ea n a l y z e d A c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t so ft h ei n d i c a t o r s ，t h em a i nc i r c u i t p a r a m e t e r so ft h es y s t e ma r em a t h e m a t i c a ld e r i v a t ea n da n a l y s i sc a l
16、 c u l a t i o n sa r em a d e g i v e nt h eA Cs i d ei n d u c t a n c e ，c a p a c i t a n c er a n g eo fs u p p o r tt oa n a l y z et h ed i f f e r e n t p a r a m e t e r sa f f e c tt h ee n t i r es y s t e ma n dh a sb e e ni nt h ec o m p u t e rs i m u l a t i o nv e r i f i c a t i o n V a r i o u sm o d e l so f e x i s t i n g C R H 2a r es u m m a r i z e da n dt h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e so fe a c hm o d e la
