城市轨道交通列车牵引逆变器主电路设计

摘要

牵引逆变器是城市轨道交通列车牵引传动系统的核心装置。设计满足城市轨道交通要求的牵引逆变器的主电路，可以加快城市轨道交通设备国产化进程，促进城市轨道交通产业健康快速发展。
　　本文概要介绍了城市轨道交通的发展和电力牵引电传动系统的分类，指出了城市轨道交通牵引传动系统采用的是直一交传动系统；阐述了交流传动系统的牵引/电制动特性和控制理论、技术的发展。详尽分析了各种功率开关器件的特点，选取IGBT为本课题的功率开关器件。通过对电压型两电平、三电平逆变电路工作原理进行详细分析研究，确定本课题的电路结构为两电平式结构，并设计出详细的主电路原理图。根据逆变器工作条件，对主电路的电气部件的参数进行详细计算，选取适合的器件型号。
　　利用MATLAB/SIMULINK仿真工具，建立了城市轨道车辆两电平逆变器牵引传动仿真系统模型。仿真结果证实主电路电气部件参数选取满足要求。
　　针对本文提出的两电平式电路结构，再加上适合的控制方法，可以有效减小转矩脉动、改善输出侧的电压、电流波形。期望通过对主电路进行优化设计，为城市轨道车辆逆变器国产化奠定良好的基础。