中频辅助变流器半实物仿真研究

轨道交通车辆使用的中频辅助变流器采用LLC谐振变换器和中频变压器替代传统工频变压器,可提高变流器的开关频率和减小磁性元件的体积与重量。为提高辅助控制单元(ACU)的设计和验证手段,对中频辅助变流器半实物仿真进行研究,建立了中频辅助变流器的电路模型;通过实时仿真系统、信号处理系统、数据采集系统、ACU和上位机搭建了半实物仿真系统;通过半实物仿真结果与实际试验结果的对比验证了该仿真系统的正确性和有效性。     

一种新型三电平主变流器实时仿真建模研究

提出了一种新型的三电平主变流器的建模方法,能够完美实现主变流器各种工作状况的模拟与切换,该方法原理清晰、简单,计算量小,能够满足实时仿真需要。与Matlab/Simulink模型库模型对比及硬件在回路半实物仿真试验,验证了方法的正确性与可靠性。     

半实物仿真技术在轨道交通用IGBT寿命预测中的应用

IGBT是列车牵引变流器的核心部件,其寿命预测技术是整车故障预测与健康管理的重要依据。采用半实物仿真方式对CRH_5型动车组IGBT电流、电压等参数进行提取,基于这些参数进行与寿命相关的仿真和计算。计算表明:逆变器侧IGBT模块寿命小于脉冲整流器侧IGBT;IGBT的主端子、芯片和DBC焊层会提前出现失效征兆现象。该方法为准确评估轨道交通用IGBT模块寿命预测提供参考。     

大功率变流器模块主电路杂散电感分析

基于IGBT逆变电路建立了主电路中带杂散电感的拓扑图,分析了杂散电感在电路换流过程中产生的影响,经对比计算,验证了大功率变流器模块使用叠层母排的可靠性,并通过有限元仿真分析了影响叠层母排电感值的一些因素,为IGBT大功率变流器模块的电路结构设计及其后期优化设计提供参考。     

CRH380A动车组自主牵引变流器三电平功率模块研制

为满足CRH380A动车组牵引变流器三电平功率模块自主设计需求,结合三电平功率模块主电路结构特点,完成了三电平功率模块关键技术(IGBT驱动设计、低感复合母排设计和散热设计)的攻关,研制了满足CRH380A使用的自主三电平功率模块。试验和运行结果表明,该三电平IGBT模块性能良好,满足CRH380A高速动车组使用。     

高速动车组辅助变流器箱体的热仿真设计方法

基于热传递基本原理的高速动车组辅助变流器箱体热仿真设计流程主要包括建立几何模型、设置仿真初始条件、网格划分及稳态求解计算3个环节.根据辅助变流器的基本技术参数,并结合模拟及混合信号仿真软件Saber对辅助变流器主电路的仿真结果,给出辅助变流器中变压器、电抗器和绝缘栅双极型晶体管等主要发热器件功率损耗的计算公式.以某高速动车组辅助变流器为例,采用计算流体力学软件Flotherm,按照辅助变流器箱体热仿真设计流程,得到额定工况下辅助变流器箱体的温度场和流场分布结果,并制成辅助变流器样机.对比变压器线包和铁芯及功率模块散热片样机实测结果与仿真结果,验证了辅助变流器箱体热仿真设计方法的可行性.     

高原电力机车IGBT主变流器

介绍了应用于高原环境下的电力机车IGBT主变流器的主要技术参数、主电路及其变流器模块特点,并叙述了主变流器高原环境适应性相关设计,如内置加热器的工作原理等.型式试验数据表明,该变流器相关技术参数能够满足高原电力机车应用要求.     

双馈风电变流器半实物仿真平台的开发

文章介绍了双馈风电变流器半实物仿真平台的实现原理、方案,给出了该平台连接实际风电变流控制器运行时的仿真结果,并针对低电压穿越工况与现场试验结果进行了对比。该平台使用灵活方便,能大大缩短控制器产品开发周期,降低试验成本。     

北京地铁国产化列车IGBT牵引逆变器

介绍了北京地铁国产化列车IGBT牵引逆变器的主要技术参数、主电路、总体结构及其变流器模块的技术特点,阐述了热管散热器的工作原理.列车已在北京地铁13号线投入试运行,该逆变器运行情况良好.     

TGA6型主辅一体化IGBT变流器

详细阐述了一种采用主辅一体化全新设计理念的大功率水冷IGBT变流器的系统原理、主电路、主要参数和总体结构,重点分析了该变流器的一体化集成设计、IGBT并联、水冷及保护等关键技术。通过系统联调试验表明,该变流器的技术性能能满足大功率电力机车交流传动牵引和辅助供电的要求。     

大功率交直交冶金轧机主传动系统半实物仿真研究

文章介绍了一种基于dSPACE实时仿真器开发的大功率交直交冶金轧机主传动系统半实物仿真系统,其中仿真系统构建了虚拟现场的运行环境,实时仿真器模拟完成变流控制器的调试与测试,完全能满足大功率交直交冶金轧机主传动系统产品调试、测试中各项功能与性能的要求,大大降低了中压传动变流控制器产品开发对试验资源的依赖程度。     

HXD1C机车辅助变流器系统及特性分析

阐述了HXD1C机车辅助变流器系统及主电路逻辑控制过程,分析了主电路的等效阻抗、输入电感特性及中间直流环节特性,提出一种开关电压电流估算方法,并通过仿真对主电路电压电流波形进行分析,为进一步确保辅助变流器的正常稳定运行和辅助变流器的优化改善提供参考.     

多制式高频辅助变流器模块设计

提出了一种应用于400 km/h高速永磁动车组辅助变流器系统的高频辅变模块,模块内部集成TLbuck变换、LLC谐振变换及三相逆变功能,涉及多种不同电压等级的IGBT器件,解决了低压器件在高压工况下应用的耐压问题,适用于交流与直流两种制式供电。文章主要阐述了绝缘设计、总体结构设计、散热设计、驱动控制方案,并通过仿真和试验进行了验证。     

城轨辅助变流器热设计方法研究

针对辅助变流器热设计的需求,建立有限体积法的迭代方程,并结合城轨辅助变流器的热设计,提出热仿真的设计步骤与方法。依照此方法建立北京城轨13号线辅助变流器箱体与内部主要电气部件的数学模型,采用仿真与公式计算结合的IGBT热损耗计算方法,使用六面体网格离散时间与空间域的模型,借助流体力学软件迭代有限体积法方程进行热仿真的计算,计算结果满足温升要求。依据此热设计结果试制成样机,完成稳态温升试验,并将主要电气部件试验结果与仿真结果进行对比。结果满足设计初衷,验证了有限体积法的热仿真分析方法的可行性。     

列车辅助变流器Matlab/Simulink仿真技术研究及应用

给出了一种采用Matlab/Simulink仿真平台构建的列车辅助变流器的系统仿真模型,并对其原理进行了简要分析。实际应用表明,该仿真模型能为列车辅助变流器主要参数的选择与分析提供很大的帮助。     

双重四象限变流器系统的半实物仿真研究

建立了双重四象限变流器系统的数学模型，通过分析不同PWM控制模式和变流器模型的对应关系实现了数学模型和实物控制装置的闭环仿真。对所实现的闭环仿真系统进行了各种试验研究。结果表明所建模型基本上反映了变流器系统主要电量的运动规律，能够满足开发变流控制装置的测试要求。     

上海地铁一号线车辆静止辅助系统的改造与国产化设计

阐述了采用HVIGBT模块对运行已久的上海地铁一号线车辆GTO静止辅助系统的改造,以实现其国产化设计。对所研制的斩波主电路采用Matlab/Simulink软件进行仿真分析研究,并将仿真结果与实验波形进行比较。这种改造与国产化,确保了地铁车辆持续安全可地靠运行,具有重要的经济意义。     

IGBT变流器模块试验装置的研制

针对变流器模块的测试要求,研究开发了一种用于变流器模块进行功能考核的试验设备,对该试验装置的硬件架构、工作原理、主要功能及软件设计等进行了说明。运用该试验装置可对变流器模块在低压工况、大功率工况下的工作状态进行考核。