中国铁道科学研究院2013年度科技成果简介(续二)

<正>9 CRH3型动车组自主化牵引变流器及辅助变流器在保证CRH3型动车组技术体系和牵引变流器及辅助变流器质量标准不变的前提下,以完全自主化、接口一致性、性能一致性、功能一致性为原则,采用仿真计算和试验相结合的方法,开展牵引变流器和辅助变流器的自主设计、研制,实现对原型车牵引变流器和辅助变流器的自主替代。自主研制的CRH3型动车组牵引变流器和辅助变流器通过了铁道部产品     

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。     

CRH2型300 km/h动车组国产辅助变流器的设计

介绍了自行研制的CRH2型300km/h动车组用辅助变流器的总体结构、主电路及技术特点。该辅助变流器已安装在时速300km动车组上,运行情况良好。     

高速动车组辅助变流器研制

辅助变流器是高速动车组的重要组成部分之一。北京纵横机电技术开发公司开展了对辅助变流器及关键部件的自主研制。首先介绍自主化辅助变流器技术方案,在搭建设计和实验平台基础上进行箱体设计与强度计算、热设计、控制器和功率模块等关键部件的自主研发、控制算法研究。针对动车组辅助供电系统,自主化的辅助变流器及关键部件通过了型式试验,完成了装车运用考核及中国铁路总公司组织的技术评审。     

高速动车组辅助变流器的并联控制

以高速动车组项目为背景,研究和实现了辅助变流器并联系统的控制策略。利用PQ下垂法,通过计算各辅助变流器的输出有功功率和无功功率,对其输出电压和频率进行下垂特性控制,以实现无互联线的辅助变流器并联。从高速动车组辅助变流器并联满功率地面组合试验结果来看,该并联系统运行稳定,动态响应快,均流效果良好。     

线路谐波引起动车组辅助电源系统中间直流过压故障的分析

某型采用辅助绕组供电方案的动车组在运行过程中多次出现辅助变流器中间电压过压故障,导致牵引系统停止工作,造成动车组停车且无法再次起动。为了分析故障原因,本论文首先介绍了动车组辅助供电系统的结构和充电逻辑,建立了辅助供电电源充电时的等效简化电路。并建立动车组辅助系统仿真模型,同时对某线路上运营的动车组和变电所开展跟踪测试,以仿真和跟踪测试的结果为基础,分析动车组辅助变流器故障原因,给出相应解决方案。     

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.     

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。     

动车组并联辅助变流器组网控制策略研究

辅助变流器是动车组的重要部件，为整车的交流负载供电。其中，牵引系统冷却风机、空调等是十分重要的负载代表，或与动车组的安全性相关，或与乘客舒适度密切相连，因此辅助变流器的供电可靠性十分重要。冗余是保障供电可靠性的有效措施，主流的动车组都采用了并联冗余方案。当辅助变流器采用并联冗余方案时，需先完成各个辅助变流器并联组网，而后才能为负载供电，即组网控制策略，是辅助变流器并联冗余方案可靠工作的前提。文章针对并联组网控制问题，分析了动车组辅助变流器的组网控制方式以及存在的问题，提出了一种新型同步软启动组网控制策略，首先从理论角度详细分析了控制策略的原理，然后分别通过MATLAB仿真和试验验证了控制策略在各种组网工况下的有效性和可靠性。最终说明提出的组网控制策略解决了输出电压幅值软启动过程中的并联组网难题，实现了辅助变流器并联在网络正常工况和紧急牵引工况下均可快速可靠完成组网，相对于一般组网控制逻辑，组网时间可至少缩短50%。     

一种无互联线并联的辅助变流器新启机方法

在高速动车组和城市轨道车辆实际运用中,多台辅助变流器的启机并网是一个关键技术问题,主要涉及到列控系统启机逻辑、启机时序和辅助变流器启机方法。为解决当前工程应用中多台辅助变流器的启机冲突问题,缩短辅助系统启机时间,降低列控系统对辅助变流器启机控制的难度,提出一种辅助变流器新启机方法。通过合理设计启机逻辑和优化控制策略,可以改进传统辅助变流器启机控制方法的不足,最后进行了试验验证,证明该启机方法可行有效。     

国内首列永磁高速动车组最高运行速度达到385km/h

<正>金秋十月,广袤的三晋大地一望无垠、晴空万里,一列银白色高速动车组在大西高铁客运专线上飞速前进,这是我国首列基于永磁电机的高速动车组。该动车组搭载中车株洲电力机车研究所有限公司研制并具有完全自主知识产权的牵引变流器、网络控制系统、辅助变流器、永磁同步牵引电机等关键核心部件。     

速度200km/h动车组牵引辅助变流器机箱结构设计研究

速度200km/h动车组牵引辅助变流器进行机箱结构设计时,为了达到变流器箱体轻量化的设计要求,需要对变流器箱体结构进行优化,并对优化后的变流器箱体结构强度进行有限元分析,文中主要是在相关标准要求下,运用ANSYS/hypermesh软件来对牵引辅助变流器箱体结构进行静强度和模态分析,得到静强度和模态结果均满足箱体结构设计的要求。     

主辅变一体牵引变流器动车组自动通过分相区的控制方法

针对装载主辅变一体牵引变流器的动车组提出了一种通过分相区时维持中间滤波直流电路电压稳定,使列车辅助负载能正常工作的控制方法。试验结果表明,该方法不但能使动车组正常通过分相区,还能很好地保证动车组的可靠性和舒适性。     

城际动车组主辅一体变流器的开发

从城际动车组对变流器的相关要求出发设计主辅一体变流器,详细介绍了CRH6F型城际动车组主辅一体变流器的基本原理、主要技术特点及关键技术。系统组合试验及装车考核试验表明,该变流器完全能够满足CRH6F型城际动车组的实际运用需求。     

CRH_2型动车组牵引变流器运用故障分析

动车组牵引变流器作为牵引传动系统的关键部件,其性能质量直接关系到动车组的安全正点运行。在动车组运用检修时,必须对牵引变流器发生的故障进行全面的故障分析,记录故障现象,找到排除方法,深入分析原因,制订预防措施,从而减少动车组牵引变流器故障率,提高故障判断处理效率,最终达到提高动车组运用质量的目的。     

CRH1A型动车组变流器中间直流环节电压不稳原因分析及处理措施

为解决CRH1A型动车组变流器频繁隔离、关机的问题,从变流器工作原理及中间直流环节的控制机理人手,分析了CRH1A型动车组变流器中间直流环节电压不稳的原因,提出了解决措施,取得了较好的效果,有效地提高了动车组的运行品质.     

CRH2C型动车组牵引变流器故障分析

针对武汉—广州客运专线运营的CRH2C型动车组在运行途中牵引变流器故障较频繁的情况,简要介绍CRH2C型动车组牵引变流器工作原理,统计收集CRH2C型动车组牵引变流器典型故障,结合实际查找分析这些故障的发生原因,并提出解决措施。     

高速试验动车组用TGA16型IGBT变流器

介绍了高速试验动车组用TGA16型IGBT变流器主要技术参数、主电路原理、总体结构以及冷却系统,简述了变流器的技术特点。试验证明该变流器能满足高速试验动车组的运用需求。     

CRH3型高速动车组牵引变流器冷却系统试验研究

为验证动车组高速运行时牵引变流器的冷却系统能否满足散热需求,设计并构建了牵引系统热容量测试平台,利用该平台对CRH3型动车组牵引变流器冷却系统进行了地面测试,验证了装置的可靠性,并在武广客运专线进行了CRH3型动车组牵引系统热容量的动态测试研究,测试结果表明该牵引变流器的冷却系统能够满足动车组在高速运行时的冷却性能需求。     

创新的现代化动车组用Bordine CC750变流器

瑞士ABB公司首次研发了结构紧凑的采用低压半导体元件的Bordine CC750型变流器.该变流器集成了辅助传动逆变器及蓄电池充电装置,既可用于电传动内燃动车组,又可用于AC15 kV和25 kV交流电动车组,现在又扩展到可用于DC3 kV的多电流制动车组.