高速磁悬浮牵引系统大功率三电平整流器特定谐波消除脉宽调制策略.pdfVIP

2022 年 8 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 No. 16 第 37 卷第 16 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 2022 DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211881 高速磁悬浮牵引系统大功率三电平整流器 特定谐波消除脉宽调制策略 1,2 1 1 1,2 1,2 赵牧天 葛琼璇 张 波 范恩泽 朱进权 （1. 中国科学院电工研究所中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室 北京 100190 2. 中国科学院大学 北京 100049 ） 摘要 高速磁悬浮列车牵引供电系统采用大功率背靠背三电平有源中点钳位（ANPC ）变流 器。为在低开关频率下降低网侧电流谐波，基于三相静止坐标系的线性扩张状态观测器（LESO ） 和比例谐振（PR ）控制，提出一种适用于大功率三电平整流器的特定谐波消除脉宽调制（SHEPWM ） 策略，并设计相应的死区补偿方法。高速磁悬浮列车在运行过程中，定子段换步会造成逆变侧负 载剧烈变化，从而引起网侧电流的大幅度改变。考虑到 SHEPWM 动态性能较差，提出一种在换 步阶段对离线计算的开关角进行在线修正的方法，可提高基于 SHEPWM 整流器闭环控制的动态 调节能力。最后，利用背靠背三电平 ANPC 变流器实验平台进行实验，验证了SHEPWM 提高网 侧电流质量的优越性以及所提策略提高 SHEPWM 闭环控制动态性能的有效性。 关键词：高速磁悬浮列车 三电平有源中点钳位整流器 特定谐波消除脉宽调制 线性扩张 状态观测器 动态性能 中图分类号：TM461 Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulation for High Power Three-Level Rectifier of High-Speed Maglev Traction System Zhao Mutian 1,2 Ge Qiongxuan 1 Zhang Bo 1 Fan Enze 1,2 Zhu Jinquan 1,2 （1. Key Laboratory of Power Electronics and Electric Drive Institute of Electrical Engineering Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 China 2. University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China ） Abstract The traction power supply system of high-speed maglev train adopts high power back-to-back three-level active neutral point clamped (3L-ANPC) converter. In order to reduce the harmonics of grid-side current at low switching frequency, a selective harmonic elimination pulse width modulation (SHEPWM) strategy suitable for high power 3L-rect