1、如今軌道交通行業(yè)發(fā)展迅速，混合動力列車已成為研究熱點。我國部分鐵路線路仍然處于沒有架設(shè)電網(wǎng)的狀態(tài)，列車無法連續(xù)運行于有網(wǎng)和無網(wǎng)區(qū)段之間，油電混合動力動車組則突破了內(nèi)燃和電力機車固有的運行方式。其中“電”指的是牽引供電網(wǎng)，“油”指的是柴油發(fā)電機組。列車運行在電氣化線路上時，機車由接觸網(wǎng)供電;運行于非電氣化線路上時，則由柴油發(fā)電機組供電。
　　本文研究對象為油電混合動力動車組中的整流系統(tǒng)。通過理論研究，對混合動力動車組整流系統(tǒng)的拓撲結(jié)

2、構(gòu)進行設(shè)計。確定主電路參數(shù)，然后建模并對仿真結(jié)果進行分析。根據(jù)諧波分析結(jié)果，在整流系統(tǒng)原有控制環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上進行改進，設(shè)計出應用于內(nèi)燃側(cè)和電力側(cè)的有源功率因數(shù)校正(PFC)電路，以及適用于非線性PWM脈沖整流器的自抗擾(ADRC)控制環(huán)節(jié)，以提高整流效果。本文的主要工作如下:
　　1.根據(jù)油電混合動力動車組的運行特點，設(shè)計出三種整流系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)，包括共用逆變環(huán)節(jié)，共用整流環(huán)節(jié)和共用中間直流母線環(huán)節(jié)的形式。通過對比以上三種形式的優(yōu)缺

3、點，最終選定了共用中間直流母線環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)。
　　2.選定混合動力整流系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)后，對其進行建模及仿真分析。分別對整流系統(tǒng)的電力側(cè)和內(nèi)燃側(cè)進行主電路參數(shù)選擇，通過仿真計算，電力側(cè)和內(nèi)燃側(cè)的直流輸出電壓達到穩(wěn)定的時間均符合要求，波動范圍較小，達到了期望的整流目標。對電力側(cè)和內(nèi)燃側(cè)進行了諧波分析，內(nèi)燃模式下的諧波電壓含量遠小于電力模式下的諧波電壓含量。因此內(nèi)燃發(fā)電機組發(fā)出電的品質(zhì)優(yōu)于電網(wǎng)，兩者可以共用中間直流環(huán)節(jié)。在電力模式下對PW

4、M脈沖整流器實現(xiàn)兩重化載波移相技術(shù)，使諧波電壓含量有所降低。
　　3.對已經(jīng)搭建好的整流模型進行了改進，在電力側(cè)和內(nèi)燃側(cè)分別實行PFC技術(shù)。首先設(shè)計了PFC電路的單周期控制器，然后在simulink中進行建模。在仿真過程中記錄功率因數(shù)的波動情況，并進行了諧波分析，結(jié)果表明PFC技術(shù)能夠有效降低交流側(cè)的電流諧波含量并使網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)更趨近于1。
　　4.針對脈沖整流器本身非線性的結(jié)構(gòu)特點，將一種非線性控制策略-自抗擾控制(ADR

5、C)技術(shù)應用在混合動力整流系統(tǒng)中。首先對控制器進行了設(shè)計，然后在Simulink環(huán)境下用S函數(shù)來實現(xiàn)建模，根據(jù)仿真結(jié)果對比分析自抗擾控制策略與傳統(tǒng)PID控制策略給整流系統(tǒng)帶來的影響。通過仿真分析可知，與經(jīng)典PID控制策略相比，ADRC控制策略下仿真所得到的直流母線環(huán)節(jié)電壓超調(diào)量相對較小，達到穩(wěn)定電壓所需時間更短，電壓波動范圍較小，總諧波電壓含量值更低，且網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)更逼近1，達到了理想效果。并在原有仿真模型上加入人為干擾信號，ADRC方