电气化铁路低频等幅振荡机理分析

作者：周毅; 胡海涛^*; 雷科; 孟昭斐; 何正友

来源：中国电机工程学报, 2021, 41(09): 3024-3037.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201077

• 电气化铁路
• 低频振荡
• 描述函数
• 自激振荡

近年来,牵引供电网一电力机车系统(以下简称车网系统)低频振荡现象频繁发生,造成牵引网电压、电流出现长时间的低频等幅振荡,导致牵引闭锁,严重危及行车安全。目前,已有的研究工作忽略了脉宽调制(pulse width modulation,PWM)中饱和限幅器对低频振荡的影响,难以解释持续等幅振荡的发生机理且无法有效预测振荡的幅值信。针对该问题,首先建立静止坐标系(αβ)下含二阶广义积分器(second-order generalized integrator,SOGI)、锁相环(phase-locked loop,PLL)、直流电压环(DC-link voltage controller,DVC)、电流环(current controller,CC)在内的电力机车单输入单输出(single input single output,SISO)阻抗模型,并给出饱和限幅器双正弦描述函数模型;进一步推导车网系统线性与非线性部分分离的等效闭环传递函数,并基于描述函数法,研究个饱和限幅器对低频振荡幅值和频率的影响,揭示等幅振荡的发生机理,给出振荡频率、幅值的近似计算方法;最后,通过仿真系统验证理论分析的有效性和正确性。

• 单位
  西南交通大学