随着我国城市轨道交通的快速发展,城轨列车的用电设备趋于多样化与复杂化,为保证城轨辅助变流器输出电压质量,本文围绕辅助变流器电路拓扑、调制策略、控制方法的改进与优化展开了深入研究与探讨。首先,对比分析了输出滤波LC接在三相输出△/Y0型变压器原边或副边的两种逆变器拓扑结构,选择了LC接在变压器原边的三相四线制拓扑结构,这种结构能有效降低零序输出阻抗,从而削弱逆变器输出不平衡电压中的零序分量,并对这种拓扑结构的数学模型进行了分析。然后,针对几种逆变器调制策略进行了深入研究,分析了各种调制策略下输出电压的谐波特性,并根据输出电压谐波含量对比,选择了输出电压谐波含量较少、易于数字化实现的SVPWM策略,并针对选定的拓扑结构提出了一种以线电压为基本矢量的改进SVPWM算法,这种调制算法物理意义清晰,能够避免输出电压与参考电压矢量在相位与幅值上的偏差,有利于电压的反馈控制。随后,针对辅助逆变器的控制方法进行了深入研究,详细分析了电压外环、电流内环双闭环控制系统设计方法,使系统具备了良好的稳定性与快速的动态响应能力;针对负载不平衡问题,设计了一种能够消除不平衡电压中负序分量的负序分量控制器,用于抑制不平衡负载的影响;详细分析了列车实际运行中,辅助变流器电机类负载振荡的原因,并提出了两种能够抑制此类振荡的控制方法,通过对比分析,选择了更适合工程实用的方法。最后,通过MATLAB仿真、地面平台以及装车运行实验,证明了本文所研究的拓扑结构、调制策略与控制方法的合理性与有效性。