（1）交-直型电力机车研究现状

由于我国最早引进的是交一直型电力机车，所以对它的研究工作已经非常丰 富，我国仍在使用的经多次技术改进后采用三十三级位 的 整流变压器 和单相全

波二极管整流器 电路 第一代电力机车 为韶山（SS）1型电力机车 ，实现的机车有 级调压。我国第二代电力机车是采用八级变压器加级间晶闸管整流相控调压的 SS3 型电力机车。由于之前车型实现的是有级调压，通过我国借鉴引进先进车型 的经验和自主开发技术，相继研制成功了能够实现无级调压的，通过采用多段半 控桥式晶闸管相控整流电路的一系列第三代电力机车。

（2）交-直-交型电力机车研究现状

我国电气化铁路最初引进的是交-直型电力机车，并长期以其电力机车为主， 但是由于其能达到的技术性能有限，不能满足现代社会对铁路的要求。而具有能 够实现无级调速，且运输速度高，承受重载能力强的优势的交-直-交动车组受到 越来越多的重视，目前，我国也重在研究交-直-交型动车组，全力推动我国高速 铁路的发展。

交流传动同直流传动相比有明显的运输速度快、安全性能高、舒适方便、能 源消耗低等优势，铁路发达国家为了满足社会的需要，在上世纪末已不再生产交

-直传动电力机车和直流传动内燃机车，而全部采用交-直-交型动车组。交流传 动电力机车在以下四个方面有着明显的优势：

a.良好的牵引性能。能够根据系统的调压调频的特性，使机车和动车在启动 时能够发出比较大的启动转矩，同时能够提高机车和动车的利用率，使之能够达 到 1，实现更大范围的平滑调速。

b.更好的动态性能和黏着利用。由于交流异步电机和直流电机相比在自然特 性和防空转性能方面有更好的优势。为了满足高速、重载牵引的需求，电机的控 制技术已经从开始的转差-电流控制，变为采用具有在系统稳态性能和动态性能 表现出高精度和优良特性的矢量控制或直接转矩控制机车和动车组的牵引控制。

c.牵引系统功率大、体积小、重量轻、运行可靠。交-直-交型动车组和交- 直型动车组相比，最主要的区别就是前者的牵引电机为交流异步电机，而后者的 是直流电机。交流异步电机能够占用的空间更少，达到的转速又高，使得其单位 质量功率（kW/kg）数倍的提高。

d.电网功率因数高，谐波干扰小。牵引变压器次边绕组连接的变流器采用 PWM 控制的四象限脉冲整流器 ，调节 输入电流的相位 ， 取得正弦波电流 ，提高 功率因数。并且，在机车制动情况时，可以通过四象限整流器进行逆变，能够将 能量反馈到网侧，实现更好的节能的效果。

目前，关于交一直一交型电力机车的研究中，对牵引系统的控制实际最主 要的是对牵引变流器（主要有四象限脉冲整流器和逆变器构成）和异步牵引电动 机的控制，其根据各个环节的灵活配置和不同的接线方式，可以有多种结构不同 的主电路形式。下面分别介绍目前在四象限脉冲整流器、逆变器和牵引电机的控

制方法。

a.对于四象限脉冲整流器的电流控制技术主要有间接电流控制和直接电流控 制[4,5]。由于间接电流控制方式 的网侧电流动态响应慢 ，对参数变化敏感 ，故正 逐渐被直接电流控制策略所取代。直接电流控制 方法又有不同的控制方案，如(1) 能够将反馈电流与指令电流进行 滞环比较 ，能够快速响应电流，稳定性好的的 快速电流跟踪的滞环电流控制方式[6] ，但是存在着其受滞环宽度大小制约的问 题；（2）以固定开关频率和电网电动势前馈的 SPWM 控制[7]解决了方式（1）的 问题，以一种固定开关频率控制电流，但是只适用于开关频率较高的场合，在较 低的场合，会产生比较大的谐波电流；（3）瞬态直接电流控制方式[8]拥有快速 的动态特性，能够对直流侧的电压、电流和网侧的电压做出快速的响应，动静态 响应快，且控制策略简单，能够很好的抑制网侧的电流谐波，输出效果好，是在 高速动车组中应用最多的控制策略。