二电平IGBT变频器载荷工况下损耗和温升计算程序的开发

介绍了采用IPOSIM和Simulation-Tool软件计算载荷工况下损耗和温升的方法,并对软件的计算方法作了改进,形成了二次开发程序,克服了原有软件对载荷点数量的限制。以某地铁车辆变频器的运行数据为研究对象,通过程序计算得到了运行过程中的损耗、散热器温度、IGBT模块中芯片壳温及结温变化曲线,可为地铁车辆IGBT变频器的热设计工作提供指导。     

基于均温技术的走行风冷热管散热器性能优化研究

针对传统地铁走行风冷直管热管散热器在地铁低速运行时存在过热风险较高的现状,提出了一种可有效解决这一问题的新型热管散热器。基于均温技术,应用数值仿真和试验测试的研究方法,采用"L型"热管和均温管在原有直管热管散热器基础上进行优化,并在某地铁线上进行现场试验验证。试验结果表明,采用了"L型热管+均温管"的散热器成功解决了传统地铁走行风冷直管热管散热器在地铁低速运行时过热问题,可适应各种工况,在确保安全稳定运行的同时,减重增效非常显著。     

基于牵引逆变器频率控制的地铁车辆异步电机启动过热防控方法的研究

根据地铁车辆三相鼠笼式异步电动机启动过热而容易出现故障的情况,对电机的发热量进行计算,通过实验得出启动频率变化时电机温升随之变化的情况,得到通过控制牵引逆变器频率实现地铁车辆异步电机启动过热防控的方法。     

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.     

IGBT开关频率对牵引电机噪声及温升的影响分析

为解决城轨车辆启动时车内电磁噪声大、电机温升偏高的问题,以某有轨电车牵引系统为研究对象,对其牵引电机振动噪声及温升进行了系统试验研究。结果表明,在车辆低速启动阶段牵引电机的电磁噪声为主要的噪声源,其主要成分为电磁激振力频率与电机的固有模态耦合导致的高频结构振动辐射噪声,主要频率为IGBT开关频率的2倍频,经优化IGBT开关频率,其总体降噪效果达4~10 dB(A)。同时,试验研究发现,随着IGBT开关频率的提升,牵引逆变器输出电流的谐波含量明显降低,同等载荷下可有效降低牵引电机的温升,相同工况下最高可降低电机温升20 K。     

国内城轨车辆电传动系统主要问题分析

城轨车辆的牵引电机在牵引和电制动工况下短时过载可达50%,瞬时过载可达100%.IGBT牵引逆变器在电制动时浪涌输出电流尖峰值允许超过器件额定电流20%.并联工作电机负荷不平衡受轮径差影响极大,与电机转差率相关.提出了逆变器与牵引电机的配置原则.     

地铁车辆整车及设备的噪声测试与指标分析

针对某地铁车辆和设备噪声指标不合理的问题，以国内某地铁线路为测试对象，在停车、25km/h通过、慢速通过和回库过弯道有刹车等工况下进行噪声测试和开展车辆内外部噪声特性分析，并重点对牵引逆变器的噪声开展测试与指标分析。研究结果表明，在车辆静止和运行工况下，牵引逆变器噪声对车辆外部总的噪声能量贡献较小，对车辆内部噪声的贡献明显小于电机、齿轮箱和制动电阻风机等其他噪声源。基于此，建议牵引逆变器等设备的声功率级要求不超过86 dB(A)。同时，对整车和设备的噪声测试结果及分析，可为噪声指标的确定提供理论指导。     

中车1000A/3300V IGBT在城轨牵引系统上的应用

阐述了中车TIM1000NSM33 IGBT在无锡地铁2号线牵引系统上推广应用的背景,从IGBT技术路线、牵引系统选型设计方面,对国产器件替代国外器件应用进行了可行性与可靠性对比分析。结果表明,中车1 000A/3 300V IGBT由于采用了升级的技术路线,总体性能相当,部分指标超越,符合替代要求。此外,对国产IGBT器件装车考核时出现的应用问题进行了详细分析,提出了有效的解决措施,使得国产化IGBT成功应用到无锡地铁上,并顺利推广应用到其他项目与领域。     

高热流密度SiC功率模块传热优化设计研究

针对新一代高压封装SiC器件功率模块功率密度更大、芯片尺寸更小的问题,文章基于一种新型复合相变散热技术,应用数值仿真和试验测试的研究方法进行传热优化设计研究。将优化设计所得的结果与外形尺寸一致的常规型材翅片散热方案进行性能对比,对比结果表明：在功率3×630 W的工况下,新型复合相变散热器相对型材翅片散热器,在相同风速条件下,温升可减小23.9～32.5 K,降幅为39.7%～61.6%;在相同风冷系统条件下,温升降幅可达到52%,并且对于相同的散热器设计温升,单个IGBT应用功率可增大约860 W,增幅约1倍,对于大功率、高热流密度散热应用发展前景广阔。     

地铁车辆牵引逆变器电压传感器相关分析

介绍深圳地铁车辆牵引逆变器电压传感器在不同工况下的相关控制和保护,通过对电压传感器低压测量值的对比,分析由电压传感器引起的牵引逆变器故障的处理过程,并提出相应的分析方法和处理建议.     

HX_D1组合列车牵引与电制动模型的验证

为了验证重载列车牵引与电制动模型可靠性,以HX_D1型8轴9 600kW电力机车为研究对象,使用列车空气制动与纵向动力学联合仿真系统(TABLDSS)分别对惰行、牵引和电制动工况下的速度、车钩力等参数进行仿真计算并与试验比较。结果表明:车辆运行基本阻力模型在惰行工况下能够很好的模拟列车瞬时速度变化,最大误差0.9km/h;上坡道牵引工况下的仿真速度与试验最大误差在±1km/h内,第4车车钩力最大误差3.2%;下坡道制动工况下仿真速度误差0.8km/h,第4车车钩力最大误差3.7%,证明了建立的车辆运行基本阻力、牵引与电制动模型是准确的。     

地铁车辆牵引变频调速系统的设计与仿真

以地铁车辆用DC750V牵引变频器为例,采用IGBT作为主要开关元件设计了逆变器主电路及控制系统,并利用MATLAB/SIMULINK进行了仿真。最后提出了用预测控制改善直接转矩控制效果的构想。     

新一代集成式TGA23A型地铁牵引逆变器

介绍了TGA23A型牵引逆变器的主要技术参数、主电路原理及总体结构、器件选型,简述了试验情况。通过型式试验及运行考核表明该牵引逆变器的设计能够满足120 km/h地铁列车应用需求。     

非均匀热物理场强迫风冷传热优化设计研究

针对某大功率、高热流密度梯度、非均匀热物理条件的集成模块,基于均温技术进行传热优化设计研究,应用数值仿真和试验测试的研究方法,将初始无热管方案、倒装方式均温热管方案和正装方式均温热管方案进行对比.结果表明,在相同的风速工况下,倒装方式的均温热管方案相对初始无热管方案散热器温升减小10.3～11.0 K,最大降幅达18％...     

地铁车辆交流传动试验系统主电路设计

文章介绍了地铁车辆交流传动试验系统电气传动主电路,设计了输出直流电压可调的十二脉波整流电路、牵引逆变器电路,并确定了电路中各部件的参数。运行结果表明,整个试验系统运行稳定可靠,各部分工作正常,参数设计合理。     

AC 01/02型电动列车牵引逆变器测试装置研制

交流传动车辆上牵引逆变器及其核心模块用的检测装置对车辆维修部门而言是非常必需的.提出并设计了AC 01/02型电动列车GTD(门极可关断晶闸管)牵引逆变器测试装置.本装置是在分析AC 01/02型电动列车GTO牵引逆变器及其相模块特性的基础上进行设计的.研究了其设计原理和相模块结构特点及其电气性能,并用于GTO逆变器及其相模块的检测与维修.还应用高性能数字信号处理器(DSP)芯片,开发了脉宽调制(PWM)控制电路板,装置及其软件设计能够符合工程应用的需要.对目前运行的绝缘栅双极晶体管(IGBT)牵引逆交器,同样具有重要的参考与应用价值.     

地铁B型车牵引能耗与再生制动节能效果分析

通过模拟列车运行速度曲线,分析列车的牵引耗电量和再生制动的节能效果;探讨地铁运营的节能措施,提高运营管理水平。通过对大量列车牵引计算图的分析,获得了地铁B2型车和B1型车日常运营的启动加速度、制动减速度、列车旅行速度、牵引耗电量、列车单位耗电量以及再生制动的节能效果;比较了运行速度由80 km/h提高到100 km/h的运行效果;探讨了地铁车辆选型的基本原则,对工程设计和运营管理具有一定的参考价值。     

地铁车辆运行平稳性测试

空气弹簧对地铁车辆运行平稳性影响较大，目前国内B型车部分采用国产部件，A型车主要采用进口的空气簧。文章介绍了国产与日本进口的空气簧，对车辆进行平稳性指标的影响及测试方法并对北京1号线地铁车辆运行平稳性进行了测试，分析了起动、中间运行和制动停车等不同运行阶段的平稳性情况，对比分析了装用2种空气弹簧车辆的运行平稳性结果，得出了2种空气弹簧具有相同减振效果均满足车辆运行平稳性要求的结论。     

异步电机无速度传感器控制在地铁车辆上的应用

在介绍异步电机速度辨识原理的基础上,分析了辨识算法的稳定性、模型电压误差和模型定子电阻值偏差,以及在极低速工况下对速度辨识在地铁牵引应用中的影响;采用定子电阻在线修正和基于逆变器模型的电压误差在线补偿,减小了转速辨识误差,提高了极低速工况下的转速辨识精度,仿真和试验验证了方案能满足地铁车辆运行需求。     

中国北车两家企业获得地铁牵引系统准入资质

9月17日,中国北车大连电牵研发中心自主化牵引系统通过了中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会组织的评审,获得了城轨车辆市场的准入资质。至此,中国北车拥有四方所公司和大连电牵研发中心两家可以生产城市轨道车辆(地铁车辆)牵引系统的企业,占据国内城轨牵引系统生产企业2/3的席位,中国与国际轨道交通巨头在地铁核