CRH3型动车组辅助变流器半实物仿真系统

基于对CRH3型动车组辅助变流器电路结构、控制器K1及其接口的分析,采用的模拟方案有:使用电磁继电器模拟接触器的闭合和关断;使用常闭按钮开关模拟熔断器、主风扇M30和变压器超温保护的反馈触点;采用反相器将IGBT的控制信号取反,以模拟IGBT的反馈信号;设置2个可调电阻用以模拟功率模块进风口和出风口的PT100温度传感器,并通过调节电流实现对主风扇M30的控制。采用Matlab软件的Simulink工具箱建立辅助变流器半实物仿真系统主电路的仿真模型,在Matlab软件的实时开发环境(Real-Time Win-dows Target,RTW)模块中经过模型分析、代码转换、程序生成并运行联编文件等步骤,获取该模型的可执行文件。运行该可执行文件,通过选择外部模式、构造、连接目标机、运行等步骤,再打开控制器K1,实现半实物仿真系统和控制器的协同工作。使用Visual Basic软件开发该仿真模型的人机界面。实践证明,这一方式完全能满足设计需求,同时又具有较高的性价比。该辅助变流器半实物仿真系统已经成为辅助变流器国产化设计的重要工具。     

微网半实物仿真平台的设计研究

介绍了微网半实物仿真平台的组成并搭建了基于dSPACE的微网系统半实物仿真平台,设计了微网小功率变流器,利用dSPACE实现了微网变流器的控制。实验结果验证了该仿真平台对微网系统研究工作的有效性。     

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.     

电力机车交流传动系统的半实物实时仿真

以六轴电力机车的电传动系统为例,通过对电网侧变流器、直流环节、逆变器和异步电机的建模,构建电力机车交流传动系统的数学模型。借助于MATLAB/Simulink仿真系统,采用“实际控制器＋虚拟被控对象”的硬件在线半实物仿真HIL形式,实现了电力机车交流传动系统的半实物闭环实时仿真。各种工况下的仿真实验表明,半实物仿真结果与地面实验结果有很好的一致性。通过现有的半实物仿真和快速控制原型仿真的组合,形成标准化的系统设计平台,可以有效预验证系统设计。     

高速动车组永磁牵引系统接地检测方法研究

为了更好地提高高速动车组永磁牵引系统接地故障诊断的准确性,文章提出了一种适用于永磁牵引系统的接地检测新方法。通过结合接地检测电路的拓扑结构,分析了不同接地情况下接地电压的特点,并在此基础上提出了优化接地电压超限判定算法、采用各轴逆变器分步检测和增加永磁接触器诊断节点等措施,通过该方法可以准确诊断出电机侧、变压器侧和变流器侧具体的接地点,提高了故障点定位的准确性。半实物仿真和地面机组试验结果验证了该方法的可行性。     

地铁高频辅助变流器热设计及试验验证

随着地铁辅助变流器的开关频率不断提高,合理的热设计是保证辅助变流器正常工作的前提。针对地铁高频辅助变流器,对产品热设计进行研究。利用PLECS软件计算关键模块的损耗,并设计多并联风道散热系统;采用Icepak软件建立该散热系统仿真模型,仿真得到高频辅助变流器关键模块的温升;最后对高频辅助变流器样机进行温升试验。仿真结果与试验测试结果对比表明,温升吻合性较好,验证了仿真分析的有效性,且关键模块温升小于45 K,满足该系统的散热需求,并为高频辅助变流器热设计及优化提供了方法。     

使用新型辅助变流器节能

新型辅助变流器(BNU)及其新结构设计可减轻有轨车辆辅助电源装置的质量.与传统的典型地铁车辆的辅助变流器相比,这种新辅助变流器的质量可减轻约50%,并且可大大降低能耗.通过采用中频隔离变压器和非焊接箱体可减轻质量,随之而来也扩展了BNU的功能.     

CRH3动车组辅助变流器半实物仿真数据监测台

结合辅助变流器半实物仿真的需求,搭建数据监测平台,实现对高速动车组辅助变流器控制器的分析研究。首先,提出了基于工控机与数据采集卡的采集架构,搭建监测台的硬件平台。根据不同开发环境的比较,确立基于VB语言的Visual Basic软件作为开发环境。其次,针对采集卡数据读取瓶颈的关键问题,给出了DMA读取的解决方案。并且通过VB调用Windows API函数,提出了双缓存显示方案,解决了显示过程中存在的问题。最后介绍了半实物仿真数据监测界面的结构和功能。     

网侧变流器系统建模及半实物仿真实现

建立网侧单重变流器系统的数学模型。解决了半实物仿真环境下的过电压过电流同题，实现了所建数学模型和实物控制器的闭环仿真。试验结果表明，所建模型基本反映了变流器系统主要电量的运动规律，能够满足系统仿真试验要求。     

交流电力机车网侧变流系统实时仿真

以HXD1型机车为原型,在Matlab/Simulink仿真环境下,构建由变压器模型、四象限变流器开关函数模型以及中间直流回路模型,形成网侧变流系统实时仿真模型。采用dSPACE硬件实现了四象限变流器控制程序和网侧变流系统的闭环实时仿真,最后将实时仿真结果与试验数据对比,验证了模型的准确性。     

电力机车过分相区时牵引变压器辅助绕组不间断供电技术方案研究

电力机车和动车组的辅助系统供电电源有两种途径:一种是从牵引变压器的辅助绕组获得交流电,另一种是从牵引变流器的中间直流环节获得直流电。本文提出一种解决方案,使得机车在过分相区接触网无电期间,牵引变压器的辅助绕组仍能不间断给辅助系统供电,还能确保受电弓进出分相区时不产生过电压和过电流。该解决方案使得辅助系统由牵引变压器辅助绕组供电的机车或动车,经过适当改变控制策略就可以实现过分相区时变压器辅助绕组不间断供电,从而维持辅助系统正常工作。仿真和实验结果验证了所提技术方案的正确性和有效性。     

250km/h货运动车组牵引变流器

为适应快速货运的发展要求,通过对现有变流器整流、牵引逆变和辅助逆变部分的控制进行优化,设计了250 km/h货运动车组牵引变流器。通过仿真验证,改进后的算法能提高网侧电流信号品质,可减小辅助变流器输出电压谐波含量,并且能改善辅助变流器输出各相电压之间的不平衡度。功能和研究性试验表明温升结果满足实际要求,型式试验验证了250 km/h货运动车组电气系统设计的合理性。     

科技动态

DJF1动车组微机控制与网络系统对辅助系统主要提供了哪些服务?答:(1) 监视辅助系统的开关状态;(2)监视并评估辅助系统的接触器状态;(3)监视主变流器风机和二次侧电抗器风机;(4)对辅助变流器及其负载的故障作出反应;(5)报告故障和诊断信息;(6)在换端时控制ACU及其负载;(7)监视DC/DC变流器的状态;(8) 在模拟工况控制ACU和负载接触器。答:以下任一条件满足,控制系统将终止供电整流器的“ENABLE”信号: (1)无换端信号,控制车司机操纵台无供电命令的输入;(2)在换端操作时没有供电命令的锁存; (3)没有过分相信号,主断路器断开;(4)供电整流…     

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。     

城市轨道交通牵引系统

正北京纵横机电技术开发公司一直致力轨道交通牵引产品的研究与开发工作,并且在高速铁路牵引、辅助系统等方面积累了丰富的产品研发、生产及装车运营经验。目前已经建成并投入运用的城轨牵引传动系统地面联调试验台、辅助变流器型式试验台、控制系统半实物仿真试验台等为城轨牵引、辅助系统研制提供了多种开发试验手段,具备了各     

城市轨道交通高频辅助变流器设计

针对城市轨道交通辅助变流器的国产化问题进行深入研究。对比国内外辅助变流器的先进结构,在此基础上提出双DC/DC模块化串联加静止逆变器的结构,并针对这种结构研究控制方法。为验证控制方法的可行性,采取仿真手段对其进行分析,通过实验波形和实物照片,充分说明这种结构和控制方法的正确。     

光伏逆变器半实物仿真平台实现

选择了dSPACE实时仿真器作为光伏逆变器半实物仿真系统的实现平台,采用CPU＋FPGA的硬件结构分别建立CPU和FPGA仿真模型,并通过光伏逆变器低电压穿越的半实物仿真波形与实际波形的对比,验证了所建半实物仿真平台的正确性和合理性。     

高速动车组牵引供电系统对外射频建模仿真分析

该研究的目的在于搭建一个高速动车组牵引变流器及其供电系统的模型,并通过仿真来验证其薄弱点。因此每个牵引系统中的基本组件都会被建模,包括接触网、接地回流、牵引变压器、牵引变流器等,其对外射频的仿真结果重点关注了列车在牵引供电网络中所处的位置和额定功率下的对外射频数值的峰值点。这些成果可以用于牵引供电系统的改进。     

地铁辅助变流器功率损耗与热仿真分析

辅助变流器功率密度的不断提高使密闭箱体内的发热更加严重,因此辅助变流器热设计的重要性随之显现出来。以地铁辅助变流器为例,首先分析计算箱内各主要电气器件功率损耗,利用FloTHERM流体热仿真软件建立仿真模型,设置初始条件并求解计算,得出变流器运行中箱体内部的温度场和流场分布。之后对辅助变流器的样机进行了温升试验并将多测点实测温度与仿真结果对应位置进行了对比,对比的结果证明了热仿真方法对地铁辅助变流器进行发热情况分析的可行性与准确性,对辅助变流器的热设计提供了参考。     

一种新型低地板车用轻量化高频辅助变流器的研制

研制了一种轻量化高频辅助变流器,该变流器主要由Buck三电平电路、LLC谐振变换器、三相逆变器以及半桥DC/DC变换器组成。阐述各组成电路的主电路结构,分析其工作机制和模态,并研究关键元器件参数的设计方法。仿真和样机试验结果表明:该辅助变流器系统性能良好,显著提高了产品的功率密度。