CRH380B型动车组过分相时辅助变流器的原理研究
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分析 ，并 提 出 改 进 方 案 。通 过 建 立 辅 助 变 流 器 数 学 模 型 ， 提出 了保 证辅助 变流 器稳压输 出控 制策略 。对 研究具 备 更好适应 性与稳 定性 新一代 高速 动车组 的辅助 变流器 有 重要 意义 。
２ ＣＲＨ３８０Ｂ型动车组过分相过程及对辅助供 电 系 统 的影 Ⅱ向 ２．１ ＣＲＨ３８０Ｂ动车 组过 分相 过程
ＣＲＨ３８０Ｂ型动车组采用 自动过分相装置 。Ｊ，如 图 １
图 ２ ＣＲＨ３８０Ｂ辅 助供 电 系统框 图
换 。 图 ３是 ＣＲＨ３８０Ｂ型 动 车 组 传 动 系 统 框 ，动 车 组 在 未 进入 分相 区时 ，列车 处于牵 引运行 工况 ，受电 弓接 受牵 引网 ２５ｋＶ单相 工频交流电 ，经高压 电气设备传输 给牵引
Ｚｈａｎｇ Ｗ ｅｉ Ｊｉｎ Ｊｕｎ Ｚｈｕ Ｚｉｄｏｎｇ
摘 要 ：论文 通过 对 ＣＲＨ３８０Ｂ型 高速 动车 组 过分相 区过程 的理论 进行 分析 ，得 出 了由于 牵 引变流 器 中间直 流环 节 电源 变化 对 ＣＲＨ３８０Ｂ型 动车 组辅 助供 电 系统 的不 利影 响 ，主要表 现在 电压 的 大范 围波 动。 为防止 电压 大范 围波 动不 影响辅 助 系统 的供 电质 量 ，保 证辅 助 变流 器交 流输 出 电压频 率 的稳定 ，应 用 Ｍａｔｌ ａｂ７ ０／ＳｉｍｕＩ ｉ ｎｋ进行 了 系统 的建模 与仿 真 分析 ，仿 真 结果 表 明所设 计 的双 闭环 控制 策 略能快 速 、准确 地 调整 辅助 供 电系统 的 电压波 动 ，确保 列 车过 分相 时辅助 供 电系统 输 出 电压 幅值 、频 率恒 定 。 关键 词 ：ＣＲＨ３８０Ｂ 过分相 中间直 流环 节 辅助 变 流器 双 闭环 控 制
冷却通风机 、空调 、采暖 、照 明、列 组 自动过分相时 ，列车牵引工况与再 要过一次分相 区 …，因此 过分相时
车控 制 系统 和 旅客 信 息 系统 等提 供 生 制动 工况 的 切换 导 致 中 间直 流 环 动车 组辅 助 电源 的 工作 状态 不 容忽
交 流或直 流 电源 ［ｔ－４］ｏ在列 车行驶 过 节 电压产生波动 Ｊ，造成辅助供 电系 视 。本文主要针对 ＣＲＨ３８０Ｂ动车组
的 重 要 组 成 部 分 ，是 维 护 列 车 许 多 重 取 电 ，在 经 过 分相 区 时通 过再 生 制 动 侧 电 压 的 环境 下 Ｊ，然 而 ＣＲＨ３８０Ｂ
要功能的关键设备 ，它为空气压机 、 为辅助变流器提供 电能 。然而动车 型动 车 组行 驶过 程 中每 隔几 分钟 就
程 中，辅助供电系统进行持续稳定地 统 电压的不稳定 ，输出会对辅助负载 过 分相 时 中间直 流 环节 电压 波 动的
供 电是 列 车能 够 安全 行驶 的 重要 保 造 成 损 害 。
情 况 ，对 辅 助供 电 系统 的影 响进 行
ＴＨＥ ＷＯＲＬＤ ＯＦ ＩＮＶＥＲＴＥＲＳ ５９
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＣＲＨ３８０Ｂ ＥＭＵ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｂ－ｐｈａｓｅ ｒｅｇｉｏｎ．ａｎｄ ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＤＣ－ｌｉｎｋ ｈａｖｅ ａｎ ａｄｖｅｒｓｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ＣＲＨ３８０Ｂ ＥＭ Ｕ ’Ｓ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｍａｉｎｌｙ ａｐｐｅａｒ ｉｎ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ ｄｏ ｎｏｔ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｓｕｐｐｌｙ，ａｎｄ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ａｒ ｔｉｃｌｅ ｂｕｉｌｄｓ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｓｉｍ ｕｌａｔｅｓ ｗｉｔｈ Ｍａｔｌａｂ７．Ｏ／Ｓｉｍ ｕｌｉｎｋ，ｔｈｅ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ－ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｃａｎ ａｄｊｕｓｔ ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｑｕｉｃｋｌｙ
ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｌｙ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＲＨ３８０Ｂ Ｃｒｏｓｓ ｔｈｅ ｓｕｂ—ｐｈａｓｅ ｒｅｇｉｏｎ ＤＣ－ｌｉｎｋ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｄｏｕｂｌｅ·ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ
ＣＲＨ３８０Ｂ型动车组过分相 时 辅助 变流器 的原理研 究
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒ ｙ ｏｆ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｗ ｈｅｎ ＣＲＨ３８０Ｂ ＥＭ Ｕ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｕｂ—ｐｈａｓｅ Ｒｅｇｉｏｎ
大 连交通 大 学电气 信 息学院 张 伟 金 钧 朱子栋
【中图 分类 号 】Ｕ２６６ 【文献标 识码 】Ｂ 文 章编 号 １５６１－０３３０ （２０１４）０７－００５９－０４
ｌ 引言
障 。ＣＲＨ３８０Ｂ型动车 组过 分相辅 助
目前 对 辅 助 变流 器 工Biblioteka Baidu作原 理 的
辅助供 电系统是现代 高速 动车组 变 流器 从牵 引逆 变器 中 间直流 环 节 研 究 大 多 集 中 在 动 车 组 正 常 接 受 网
分析 ，并 提 出 改 进 方 案 。通 过 建 立 辅 助 变 流 器 数 学 模 型 ， 提出 了保 证辅助 变流 器稳压输 出控 制策略 。对 研究具 备 更好适应 性与稳 定性 新一代 高速 动车组 的辅助 变流器 有 重要 意义 。
２ ＣＲＨ３８０Ｂ型动车组过分相过程及对辅助供 电 系 统 的影 Ⅱ向 ２．１ ＣＲＨ３８０Ｂ动车 组过 分相 过程
ＣＲＨ３８０Ｂ型动车组采用 自动过分相装置 。Ｊ，如 图 １
图 ２ ＣＲＨ３８０Ｂ辅 助供 电 系统框 图
换 。 图 ３是 ＣＲＨ３８０Ｂ型 动 车 组 传 动 系 统 框 ，动 车 组 在 未 进入 分相 区时 ，列车 处于牵 引运行 工况 ，受电 弓接 受牵 引网 ２５ｋＶ单相 工频交流电 ，经高压 电气设备传输 给牵引
Ｚｈａｎｇ Ｗ ｅｉ Ｊｉｎ Ｊｕｎ Ｚｈｕ Ｚｉｄｏｎｇ
摘 要 ：论文 通过 对 ＣＲＨ３８０Ｂ型 高速 动车 组 过分相 区过程 的理论 进行 分析 ，得 出 了由于 牵 引变流 器 中间直 流环 节 电源 变化 对 ＣＲＨ３８０Ｂ型 动车 组辅 助供 电 系统 的不 利影 响 ，主要表 现在 电压 的 大范 围波 动。 为防止 电压 大范 围波 动不 影响辅 助 系统 的供 电质 量 ，保 证辅 助 变流 器交 流输 出 电压频 率 的稳定 ，应 用 Ｍａｔｌ ａｂ７ ０／ＳｉｍｕＩ ｉ ｎｋ进行 了 系统 的建模 与仿 真 分析 ，仿 真 结果 表 明所设 计 的双 闭环 控制 策 略能快 速 、准确 地 调整 辅助 供 电系统 的 电压波 动 ，确保 列 车过 分相 时辅助 供 电系统 输 出 电压 幅值 、频 率恒 定 。 关键 词 ：ＣＲＨ３８０Ｂ 过分相 中间直 流环 节 辅助 变 流器 双 闭环 控 制
冷却通风机 、空调 、采暖 、照 明、列 组 自动过分相时 ，列车牵引工况与再 要过一次分相 区 …，因此 过分相时
车控 制 系统 和 旅客 信 息 系统 等提 供 生 制动 工况 的 切换 导 致 中 间直 流 环 动车 组辅 助 电源 的 工作 状态 不 容忽
交 流或直 流 电源 ［ｔ－４］ｏ在列 车行驶 过 节 电压产生波动 Ｊ，造成辅助供 电系 视 。本文主要针对 ＣＲＨ３８０Ｂ动车组
的 重 要 组 成 部 分 ，是 维 护 列 车 许 多 重 取 电 ，在 经 过 分相 区 时通 过再 生 制 动 侧 电 压 的 环境 下 Ｊ，然 而 ＣＲＨ３８０Ｂ
要功能的关键设备 ，它为空气压机 、 为辅助变流器提供 电能 。然而动车 型动 车 组行 驶过 程 中每 隔几 分钟 就
程 中，辅助供电系统进行持续稳定地 统 电压的不稳定 ，输出会对辅助负载 过 分相 时 中间直 流 环节 电压 波 动的
供 电是 列 车能 够 安全 行驶 的 重要 保 造 成 损 害 。
情 况 ，对 辅 助供 电 系统 的影 响进 行
ＴＨＥ ＷＯＲＬＤ ＯＦ ＩＮＶＥＲＴＥＲＳ ５９
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＣＲＨ３８０Ｂ ＥＭＵ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｂ－ｐｈａｓｅ ｒｅｇｉｏｎ．ａｎｄ ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＤＣ－ｌｉｎｋ ｈａｖｅ ａｎ ａｄｖｅｒｓｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ＣＲＨ３８０Ｂ ＥＭ Ｕ ’Ｓ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｍａｉｎｌｙ ａｐｐｅａｒ ｉｎ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ ｄｏ ｎｏｔ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｓｕｐｐｌｙ，ａｎｄ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ａｒ ｔｉｃｌｅ ｂｕｉｌｄｓ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｓｉｍ ｕｌａｔｅｓ ｗｉｔｈ Ｍａｔｌａｂ７．Ｏ／Ｓｉｍ ｕｌｉｎｋ，ｔｈｅ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ－ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｃａｎ ａｄｊｕｓｔ ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｑｕｉｃｋｌｙ
ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｔａｂｌｙ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＲＨ３８０Ｂ Ｃｒｏｓｓ ｔｈｅ ｓｕｂ—ｐｈａｓｅ ｒｅｇｉｏｎ ＤＣ－ｌｉｎｋ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｄｏｕｂｌｅ·ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ
ＣＲＨ３８０Ｂ型动车组过分相 时 辅助 变流器 的原理研 究
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒ ｙ ｏｆ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｗ ｈｅｎ ＣＲＨ３８０Ｂ ＥＭ Ｕ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｕｂ—ｐｈａｓｅ Ｒｅｇｉｏｎ
大 连交通 大 学电气 信 息学院 张 伟 金 钧 朱子栋
【中图 分类 号 】Ｕ２６６ 【文献标 识码 】Ｂ 文 章编 号 １５６１－０３３０ （２０１４）０７－００５９－０４
ｌ 引言
障 。ＣＲＨ３８０Ｂ型动车 组过 分相辅 助
目前 对 辅 助 变流 器 工Biblioteka Baidu作原 理 的
辅助供 电系统是现代 高速 动车组 变 流器 从牵 引逆 变器 中 间直流 环 节 研 究 大 多 集 中 在 动 车 组 正 常 接 受 网