氢能与弓网并联供电系统的无缝切换控制方法

氢动力机车的氢能系统在并/离网切换时存在暂态过程,影响切换效果。文章提出了一种氢能与弓网并联供电系统的无缝切换控制方法。该方法将氢能供电侧Boost变换器并网状态与离网状态下的受控功率目标相联系,制定了Boost变换器统一功率指令配置策略,可实现Boost变换器受控功率目标对氢能与弓网供电系统并/离网状态的自适应调节,进而保证了并联系统的直流母线电压的稳定。该方法无需检测弓网侧AC/DC变换器状态,实现了氢能供电侧Boost变换器在并/离网控制状态下的平滑切换。通过分析下垂系数、直流母线电压和最小受控功率目标的关系,给出了氢能供电侧Boost变换器的最佳下垂系数设计方法。最后进行了RTLAB硬件在环试验,验证了所提方法在不同负载工况下稳定直流母线电压和实现氢能系统并/离网状态的平滑切换的有效性。     

350km/h中国标准动车组辅助变流器并网控制研究

350 km/h中国标准动车组辅助变流器采用无互联线并网技术,提升辅助供电冗余能力。辅助变流器采用PQ下垂控制,以三相同步坐标变换的方式实现对供电母线电压的锁相,以有功功率实现对辅助变流器输出频率控制、无功功率实现对辅助变流器输出电压幅值控制的方式实现并网均流控制。该控制策略在350 km/h中国标准动车组上进行了实车试验,试验结果表明:350 km/h中国标准动车组辅助变流器并网控制效果良好,在动车组辅助变流器启动、投切、负载变化过程中,动态响应快,均流效果好,满足动车组运行的要求。     

永磁同步电机方波控制技术探讨

永磁同步电机在方波模式下具有满电压输出的突出优点,可以极大提高系统的输出功率,特别适合高转速和高功率应用场合。但普通的方波控制存在需要模式切换、动态性能差等缺点。通过采用调制线性化、增加基波电流观测器和采用动态弱磁技术等方法,统一了全速段永磁同步电机矢量控制方法。仿真验证表明,文章所提出的方法在方波工况下具有高性能转矩响应能力。     

地铁车辆辅助逆变器的并网控制

鉴于目前地铁车辆辅助供电系统采用扩展供电或交叉供电模式存在设备体积大、噪声大,且当一台辅助逆变器故障时,要切换到减载模式会严重影响到乘客舒适度的问题,开发了并网供电辅助供电系统。以马来西亚安邦线地铁车辆辅变供电系统为例介绍了一种基于功率下垂的辅助逆变器的并网控制设计,对并网控制的原理、实现方法做了详细介绍,并通过试验验证了该系统运行稳定、均流效果良好,满足车辆运行需求,可大大提升供电冗余与和乘客舒适度。     

自律分散式动态控制系统的关键技术

研究构建自律分散式铁路运营调度系统仿真平台的关键技术。为保证系统的稳定性，必须实现控制中心可靠地漂移。控制中心漂移分为被动切换（主备切换）和主动切换（子站向控制中心申请成为控制中心）2种方式。采用集中式快速分布式选举算法进行决策计算。为保证系统的可靠性，设置2个不同的时钟线程，分别对中间件进程和仿真平台进程进行监视。远程车站有本地和远程2种工作模式。子站远程模式切换的原理是子站通知控制中心后，双方交换子站输出信号的控制权限。系统中的控制信息传输是基于组播方式的。子站在本地控制模式下，采用组播通信技术使控制中心即时刷新信息；而在远程控制模式下，则是采用网络中间件提供的点对点通信为辅，组播通信为主的技术组合方案。为保证分散系统中数据的一致性，采用对象状态信息刷新时间间隔按指数递增的算法。构建的自律分散式动态控制系统仿真平台具有在线可扩展性、在线容错性和在线可维护性。     

地铁再生制动能量回馈装置软并网技术研究

地铁再生制动能量回馈装置在并网时会产生很大的冲击电流,对装置和电网都不利。传统电阻辅助软启方式具有局限性。介绍了一种新的软并网方法:在并网前通过控制三相逆变桥的输出,使交流滤波电容上以斜坡递增的形式逐步建立起与电网同幅、同频、同相的交流电压,从而大幅降低并网时的电流冲击。利用MATLAB/Simulink软件对该软并网方法进行了仿真验证,并在一台1.2 MW地铁再生制动能量回馈装置上进行了软并网试验。仿真和试验结果均证明了该方法的有效性。     

列车自动运行系统的双系热备切换方法研究

为克服现有技术在双系热备切换上可靠性低的不足,深入研究一种应用于列车自动运行系统的双系热备切换方法。该切换方法首先进行本系逻辑单元与对系逻辑单元的主备系竞争,当本系逻辑单元或对系逻辑单元竞争为主系时,控制输出与通信,并输出主系状态信号。通过双系热备之间的切换实现主备系切换,无需增加倒切(管理)单元或功能类似倒切(管理)单元的设备,提升系统的可靠性、简化系统设计。     

高速列车三电平牵引逆变器多模式PWM调制方法研究

针对中点箝位式三电平牵引逆变器,重点研究了其多模式PWM调制中的同步调制阶段,给出一种可以实时计算开关角的中间60°同步调制方法。对于不同载波比条件,分析了中间60°同步调制的原理,得出了调制波基波幅值指令与开关角的解析关系式,并探讨了多模式下不同调制模式的切换条件。利用该方法建立了三电平逆变器-异步电机驱动系统仿真模型,对异步调制、5分频同步调制、3分频同步调制及方波工况进行了仿真。仿真结果表明,该方法下三电平逆变器输出波形对称性良好,在载波比较低时能够保证输出电压基波幅值满足要求,并可实现不同调制模式的平滑切换。     

基于模糊PI控制的电动汽车双向DC/DC变换器

电动汽车直流动力源的特殊性和对驱动性能的高品质要求决定车用DC/DC变换器要有稳定的电压、电流输出。针对DC/DC变换器在车辆行驶状态切换过程中呈现的严重非线性问题,提出了电流环沿用传统PI控制,电压环采用模糊PI控制的双闭环斩波控制方案;在分析双向DC/DC变换器工作原理的基础上,根据变换器自身的变结构特性,设计了模糊PI控制器。仿真结果表明,本控制方案可有效提高变换器的鲁棒性,减小输出电压波动。     

大功率永磁牵引变流器半实物仿真研究

对大功率牵引永磁同步电机控制技术进行研究,提出了永磁电机在基于异步调制模式、SHEPWM调制模式和方波模式时的系统控制策略。研究了SHEPWM调制模式的工程实现方法和不同PWM模式下的动态切换方法等关键技术。经过半实物仿真验证,该控制策略在全速度范围内控制性能良好,动态切换过程中电流平滑稳定。