电动车组交流传动系统的硬件在回路实时仿真研究

以某型电动车组交流传动系统为例,建立了基于MATLAB/SIMULINK的牵引主回路仿真模型,引入半实物实时仿真技术,建立了基于"实际牵引控制装置+dSPACE仿真器"模式的硬件在回路实时仿真测试系统,可为我国高速动车组交流传动系统的设计及验证提供良好的技术支撑。     

动车组牵引系统接地故障分析及优化研究

动车组牵引系统接地故障为动车组主供电系统最为典型的故障之一,且对动车组安全运营影响较大,文中通过对某型动车组牵引系统接地故障进行分析,查找各方面因素,并从相关部件的设计结构、工艺方案及故障诊断逻辑等方面研究优化措施,降低并预防接地故障的发生。     

基于ATP-EMTP的牵引网回路对动车组车体接地回路电气耦合作用研究

在高速铁路的运行安全中,车体电压和接地环流是很重要的影响因素。动车组在运行过程中,牵引网回路与车体-接地线-钢轨形成的回路之间存在电气耦合。本文对该电气耦合作用进行研究,推导供电方式下牵引网回路对车体接地回路的电气耦合系数;以CRH380BL型动车组为例,在ATP-EMTP平台上建立车-网耦合模型,建模中用受控源模拟牵引网回路对车体接地回路的电气耦合,并计算各部分模型参数。分别对考虑和不考虑电气耦合的情况开展动车组降弓工况、升弓工况和带载过分相工况的建模仿真,与实测波形进行对比,验证了模型的准确性。通过比较车体电压和接地电流仿真结果,发现该电气耦合作用对车体过电压和接地环流均有一定影响。     

城市轨道交通车辆系统牵引逆变器专用测试平台研究

根据城市轨道交通车辆系统牵引逆变器的结构组成和技术特点,研究设计了一种方便实用的车辆系统牵引逆变控制器专用测试平台。详细说明了该测试平台的组成,阐述了测试内容及过程。该测试平台通过生成牵引逆变控制器主回路运行所需要的电源输入和功率负载以及相应的控制逻辑,对车辆系统牵引逆变器主回路控制功能进行测试,从而对牵引逆变器主回路运行的控制逻辑和控制效果进行离线测试,以判断其功能是否正常以及相应的故障情况。使用该测试平台可实现牵引逆变控制器的功能快速检测和故障快速识别,满足牵引逆变器功能测试和故障检测等设备大修要求。     

动车组防滑系统硬件在环仿真测试研究

为提高动车组防滑系统的设计与验证效率,运用硬件在环仿真技术,提出一种基于测试环境仿真建模模拟的防滑系统半实物仿真测试方法。在介绍防滑系统工作原理的基础上,建立了气路控制单元、车辆动力学及轮轨粘着等防滑测试环境仿真模型,完成了防滑系统硬件在环仿真测试平台的搭建,开展了动车组防滑系统仿真测试,并将结果与线路测试结果对比分析,证明了防滑系统硬件在环仿真测试平台的测试有效性,该平台的有效性评价指标均满足行业标准要求。     

温州市域动车组牵引系统接地故障诊断与保护应用研究

根据温州市域动车组牵引系统的特点,提出了一种电动车组牵引系统接地故障诊断与保护的控制方法。试验结果表明,该方法能准确诊断牵引系统发生接地的区域,根据接地区域的不同,执行不同的保护策略,可在保证牵引系统安全的同时,提升列车的可用性。     

城轨牵引系统半实物仿真与应用

文章基于dSPACE的实时仿真器构建了一套传动控制单元半实物仿真及测试系统,并在城轨牵引系统半实物仿真中得到了应用。针对各种实际工况,对现场真实牵引控制器进行了实时仿真测试及验证,仿真测试结果证明了仿真系统和模型的有效性,为产品现场验证、故障再现和回归测试提供了完善的软硬件平台,也为产品软件和硬件预研开发提供了便利环境。     

CRH380B(TX)动车组保护接地方案设计

介绍了动车组设置接地的重要意义,简述CRH380B(TX)动车组牵引系统主回路结构形式,通过对CRH_(3C)动车组接地系统结构分析,并结合其他车型接地特点,提出了新的接地方案,经线路试验验证,数据表明CRH380B(TX)动车组保护接地方案技术可行。     

基于Matlab的某型动车组三电平整流器试验台算法仿真研究

简要介绍了某型动车组所用单相三电平脉冲整流器的主电路,详细分析了其采用的瞬态电流控制方法的实现原理。在Matlab/Simulink环境下建立了该三电平脉冲整流器试验台的仿真模型,并对该三电平脉冲整流器在牵引工况、再生制动工况,以及运行过程中电网电压与负载突变情况下进行了仿真分析,为设计及制造该型动车组三电平整流器检验、测试设备奠定理论基础。     

动车组制动控制系统半实物仿真平台的设计与实现

为了给实际动车组制动控制系统的研发和技术改进提供测试和验证平台,在对制动控制系统原理及制动功能分析的基础上,以CRH2动车组中一动一拖基本制动单元为对象,通过分析制动控制装置的输入输出信号,完成了制动控制系统半实物仿真平台硬件系统的设计和构建,以及制动控制相关的所有功能软件的设计;并经过软硬件系统的联合调试,有效实现了列车制动过程的半实物仿真运行。试验结果表明,所设计平台能够模拟实际运行环境,能够准确而较为真实地反映动车组的制动控制性能,达到了预期目标。     

特高压直流接地极入地电流对高速动车组影响分析

直流输电系统以大地为回路运行时,在地中形成的电流场会对邻近的多点分散接地的高速铁路系统产生影响.文章建立完整的高速铁路综合接地等效模型和高速动车组电气模型,分析其中存在的直流通路,提取适用于高速铁路仿真建模的"Π"型等效电路,在此基础上,利用CDEGS软件建立高速铁路各典型场景的仿真模型,通过对不同土壤电阻率、接地极距铁路的垂直距离等维度仿真分析,比较了不同外部条件下流过牵引供电系统和动车组的直流电流.结果 表明,不同高铁工程段直流参数存在差异,土壤电阻率越高,接地极距铁路垂直距离越小,流过动车组牵引变压器的直流电流越大;当沿线土壤电阻率小于300 Ω·m,并且接地极距离铁路垂直距离超过5 km时动车组牵引变压器直流偏磁影响满足规程要求.     

CRH_3动车组半实物仿真测试台通信的设计与实现

根据CRH3型动车组的实车通信情况,以及半实物仿真测试平台对通信的需求,对实车上的通信设备进行分类,并提出真实设备与仿真设备的概念。并在此基础上,将半实物仿真测试平台上的通信归结为半实物仿真测试台的真实设备之间数据通信、仿真设备之间数据通信、真实设备与仿真设备之间的数据通信以及不同牵引单元间的数据通信。重点解决了仿真设备与真实设备之间的MVB通信、PLC通信,以及不同牵引单元间的以太网通信。     

CRH5动车组牵引脉冲整流器自适应优化控制方法研究

针对CRH5动车组牵引主回路脉冲整流器在牵引网压波动下的稳定性问题,提出一种基于自抗扰算法的参数自适应优化控制策略。在CRH5动车组牵引脉冲整流器现采用的dq双环控制结构基础上,针对电流内环采用最速综合fal函数实现控制响应及控制量大小随误差变化自适应调整,基于状态空间方程构建一阶线性自抗扰电压外环控制器以实现对系统扰动的观测及跟踪。由此改善控制器对外部扰动的估计及补偿能力,增强控制器对车网耦合特性变化的适应能力。通过Matlab/Simulink仿真对比分析了基于PID控制和基于参数自适应优化控制的dq电流控制器性能,仿真结果表明,基于参数自适应的dq电流优化控制策略下的整流器直流侧输出电压在启动过程中超调量更小,且在应对网压波动时输出电压波动恢复后的稳态误差小于指标值的1/6,抗干扰能力更强。为进一步验证该控制器应对网压低频振荡的抗扰动效果,在RT-LAB半实物实验平台上搭建动车组-牵引网级联耦合模型对比分析2种控制策略下的牵引网网压波形。结果表明：基于参数自适应的dq电流优化控制更能适应多列动车组同时接入而引发的扰动,抑制牵引网网压大幅度振荡;fal电流环的参数自适应特性能改善控...     

动车组速度信号耦合干扰问题的研究

文章主要研究了某型动车组在调试时出现牵引电机速度传感器干扰故障及牵引测试失败问题，故障表现为变流器静态启动测试或动态运行过程中闪报速度传感器故障，严重情况下需切除变流器维持动车组运行。通过对牵引电机速度传感器、变流器屏蔽线缆内部屏蔽接地、变流器速度信号软件处理逻辑等进行排查，确认故障原因为牵引电机速度传感器信号受到系统产生的随机耦合干扰。该故障是多设备在整车接地条件下耦合产生的综合性故障，在故障的排查过程中，采取对变流器内部多处接地进行优化整改。通过逐步实施整改策略，故障发生的概率逐渐减小，最终所有的接地处理优化措施实施后速度信号波形较之前有较大改善，毛刺等干扰信号大幅减少，基本不再报出故障。同时，针对此类接地耦合故障问题，除了对所影响系统进行良好的屏蔽层接地处理措施外，为避免该问题再次发生，采用了优化系统软件滤波方法滤除干扰信号，防止信号失真。     

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。     

高速动车组在直接转矩控制下的机电耦合模型

从牵引角度对高速动车组车辆动力学性能开展多学科研究,建立牵引系统在直接转矩控制(Direct torque control)下动车组运行的机械电气耦合模型。建立动车组的车辆动力学Simpack模型和牵引传动系统的直接转矩控制Matlab/Simulink仿真模型,通过接口模块将2个系统连接起来,从而实现机械电气系统耦合,并且给出仿真算例。研究结果表明:该模型能有效地揭示动车组运行中的机械与电气特征变化情况。     

机车牵引主电路接地检测回路共模电压研究

为解决机车牵引主电路的接地检测在运用过程中由于存在干扰而产生误报问题,对机车牵引传动系统主电路及接地检测回路原理进行了介绍,分析了主电路共模干扰对接地检测回路电压的影响,在此基础上提出了抑制接地检测回路共模电压的有效方法,通过仿真证明了理论分析的正确性,并在实际试验中进行了验证。     

高速磁浮交通运行控制系统综合仿真试验平台

针对高速磁浮交通运行控制系统总体协同仿真试验和集成测试的需求，提出了通过数字化仿真和实物接口设备相结合的方式构建综合仿真试验平台的实现方案。按照高速磁浮交通系统特点、构成和基本原理，将磁浮列车动力学和运动学模型通过其目标线路模型所属分区属性与相应分区牵引系统模型进行车-地受力关联建模，以关联计算模型为核心扩展建立了包含车辆系统模型、车载运行控制接口、分区运行控制接口等在内的半实物仿真试验环境，接入被试运行控制系统设备，构成针对运行控制系统的闭环试验系统。同时，采用有线局域网组网形式实现车地无线通信仿真，为磁浮运行控制系统集成仿真试验提供网络互连测试环境。经实际项目的试验应用证明，该试验平台仿真功能完整、合理、有效，能够为高速磁浮运行控制系统提供功能全面、仿真程度高的测试和验证环境。     

基于AMESim的列车制动系统建模及半实物仿真研究

采用AMESim软件建立了地铁列车架控制动系统仿真模型,设计了半实物仿真平台,测试结果表明制动系统仿真模型和半实物仿真平台满足测试要求。     

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。