摘 要: 利用EMTDC/PSCAD軟件建立了電力機(jī)車的主電路,。通過C語言編寫自定義模塊實(shí)現(xiàn)了在仿真過程不停止的情況下,,實(shí)時調(diào)節(jié)整流電路觸發(fā)角,通過實(shí)時觀察牽引網(wǎng)側(cè)電流的波形,,并對其進(jìn)行傅里葉分析,,得出電力機(jī)車在運(yùn)行過程中直流側(cè)電壓和牽引網(wǎng)側(cè)電流的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞: 電力機(jī)車,;暫態(tài)分析,;自定義模塊;EMTDC/PSCAD,;FFT分析
近年來,,我國電氣化鐵道高速發(fā)展,其負(fù)載電力機(jī)車為單相大功率整流或逆變負(fù)荷,,會向電網(wǎng)輸入較大的負(fù)序和諧波電流,。負(fù)序和諧波電流會降低電網(wǎng)的供電質(zhì)量,還會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成很大危害,。因此,,電氣化鐵道電能質(zhì)量問題的監(jiān)測、治理已成為急需解決的任務(wù),。
1 SS4G電力機(jī)車主電路
韶山4改進(jìn)型電力機(jī)車(以下簡稱SS4G電力機(jī)車)主電路采用大功率晶閘管和二極管組成的不對稱半控橋式整流電路,,牽引電機(jī)為ZDl05型6極串勵脈流電動機(jī)。主電路如圖1所示,。
圖1中所示整流橋由不等分三繞組供電,,即a1b1、b1x1和a2 x2繞組,。3個繞組的空載額定電壓分別為347.7 V,、347.7 V與695.4 V,即成1/4,、1/4和1/2的三段不等分比例,。三段橋的工作情況如表1所示。
2 SS4G電力機(jī)車穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)參數(shù)計算[1,,2]
在仿真過程中,,牽引計算程序給出機(jī)車車速v和受電弓處的電功率P1,利用自定義模塊計算出機(jī)車整流電路的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn),,即牽引電機(jī)的反電勢和整流橋觸發(fā)角α的大小,。
電力機(jī)車工作在一段橋后,可以根據(jù)電力機(jī)車整流電路直流側(cè)電壓Ud確定整流電路工作的橋段,,然后根據(jù)各段橋主電路的工作原理,,由直流電壓Ud、網(wǎng)壓等參數(shù)推導(dǎo)出對應(yīng)的觸發(fā)角的值,。
整流電路工作在一段橋時,,整流橋觸發(fā)角?琢的計算如下:
具,,可以在運(yùn)行不停止的情況下,實(shí)時改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,,下面對SS4G電力機(jī)車諧波電流進(jìn)行暫態(tài)分析,。
移相調(diào)節(jié)一段橋,封鎖二段橋和三段橋,,在0.7 s時刻,,一段橋觸發(fā)角α從穩(wěn)定運(yùn)行時的31°調(diào)節(jié)為滿開放的過程中,直流側(cè)電壓Ud的波形如圖3所示,,牽引網(wǎng)側(cè)電流Il的波形如圖4所示,,牽引網(wǎng)側(cè)電流Il的FFT分析如圖5所示。
通過對電力機(jī)車的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分析,,得出如下結(jié)論:
(1)直流傳動電力機(jī)車的諧波主要是3,、5、7次等奇次諧波,。
(2)在三段橋的調(diào)節(jié)過程中,,穩(wěn)定運(yùn)行時橋段數(shù)越多,牽引網(wǎng)側(cè)電流的畸變就越小,,但是在調(diào)節(jié)的過程中,,網(wǎng)側(cè)電流的畸變并不是一直在減小。
(3)電力機(jī)車在運(yùn)行過程中和各段橋調(diào)節(jié)的過程中,,諧波沒有突變,。
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