直流牵引电机在调速时因为换向器的存在，然后约束了其功率和容量，难以满意电力机车高速及重载的要求。沟通牵引电机没有换向器和带绝缘的绕组，因而结构简略，运
行牢靠，单机功率大，容量可达1 600 kW。机车的传动体系有直流传动晋级为沟通传动，契合铁路提速的要求和重载牵引的需求，也是机车电传动的首要开展方法。
1 HXD3型电力机车牵引特性
HXD3型电力机车选用恒牵引力与准恒速特性操控。时间短的恒牵引力操控能够获得很大的发动牵引力。准恒速操控将使机车牵引力依照恒速联系(线性联系)下降。当机车速度到达继续速度时，进入恒功率操控阶段，恒功率区坐落机车运转的高速度段，能够充分发挥机车在高速段的牵引才能。
2 HXD3型电力机车牵引变流器
牵引变流器是机车沟通传动体系的中心，为沟通牵引电机供给VVVF三相沟通电源。在交-直-交传动体系中，牵引变流器首要由四象限脉冲整流器(40C)、直流中心环节(DC—Link)和逆变器(PWM)组成。典型的两电平牵引变流器电路如图1所示。
电源侧变流器选用四象限脉冲整流器，构成交-直改换部分，经过PWM斩波操控方法，有利于进步机车功率因数，下降谐波搅扰。
中心直流环节为支撑电容和二次滤波环节。电压型变流器转矩脉动小，对电网的反作用力小，适合于大功率的干线机车。因而干线沟通传动电力机车遍及选用这种体系。
电动机侧选用三相PWM逆变器，构成直-交改换部分。
3 HXD3型电力机车牵引变流器数学建模
1)HXD3型机车四象限整流器仿真电路
额外输入电压：Ud=1 450 VAC，输入功率：50 Hz，输出直流电压：2 800 V，变压器漏感：LN=3 mH，二次滤波系数：C2=3mF，L2=0.84 mH，支撑电容器：Cd=8 mH。选用230bt算法，瞬态直流操控战略。
HXD3型机车四象限整流器仿真电路，如图2所示，仿真体系中包含了3个模块。模块一是电压外环操控器，为恒电压操控器，一般选用PI操控器。模块二是瞬态电流内环操控器，使体系动态呼应好，对参数改变能很快做出调整。PWM模块是PWM信号发生器，由三角波和调制波进行比较发生。
2)两电平逆变器PWM数学建模
SVPWM逆变器数学模型选用开环操控，如图3所示。三相逆变器输入额外直流电压Udc=2 800V，SVPWM开关周期Ts=0.000 2 s，输入三相正弦电压Ua、Ub、Uc幅值为100 V。
4 HXD3型电力机车沟通传动体系仿真
1)四象限整流器仿真剖析
从仿真图4中可看出整流器输出额外电压为2 800 A，基本上满意HXD3型机车的四象限整流器额外作业的需求。而且经过瞬态直流操控战略，经过调整参阅直流电压，能够完成调整输出电压以及电流的意图。
从仿真图5中可看出四象限整流器直流侧的输出电压含有许多低次及高次谐波。
低次谐波的发生机理，直流侧输出电压含有2倍电网频率的纹波，得到的网侧电流整定值，其间必定含有3次谐波。实践网侧电流盯梢给定的网侧电流，则终究实践网侧电流就会呈现较大的3次谐波，顺次类推，其间必定发生7、9、11等奇次谐波。
高次谐波的发生机理，因为开关频率远远高于调制波频率，网侧电流在一个开关周期内改变为5次，电流只含有奇次谐波。因为载波比N=25，则高次谐波首要散布在43、45、47、49次等。图5验证了上述剖析的正确性。
2)两电平逆变器SVPWM仿真剖析
本仿真采取了频率为6 000 Hz的三角波，如图6所示。在频谱中可看出谐波首要散布在整倍数的载波频率邻近。图形中所含有的首要谐波频率要比基波频率高得多，很简单滤除。
载波频率越高，波形中谐波频率就越高，所需滤波器的体积就越小。因而想要消除高次谐波的影响，只需进步载波频率就能够经过滤波器进行滤波。
5 定论
本文要点介绍了HXD3型电力机车的沟通传动体系，即牵引变流器部分。经过对四象限整流器及逆变器进行的仿真剖析，与HXD3型机车实践运转状态下的参数比照，得出了两电平牵引变流器输出线电压的谐波首要散布在整倍数的载波频率邻近，一起验证了四象限整流器除2倍工频仅含奇次谐波，而逆变器中仅含有高次谐波，一起得出经过进步载波频率能够愈加简单的滤除该部分的谐波。
