城市轨道交通双向变流器牵引供电技术的应用

随着全国城市轨道交通线网规模的不断扩大,列车再生制动能量的有效利用问题也日益被关注。宁波轨道交通集团有限公司创新地研发了双向变流器牵引供电技术,该技术将牵引变电所整流机组的整流供电和能馈装置的逆变回馈功能合二为一,通过运营线路挂网试运行、实车测试,验证了双向变流器牵引供电技术优势突出,经济及社会效益亦较为明显。     

城轨主动式牵引供电系统能量调度算法

为推动主动式供电中双向变流器的智能应用，针对其数学模型和调度控制策略展开了研究。利用满功率和恒电压模型分别模拟双向变流器的2种不同工况，并采用内外双层迭代算法进行潮流计算。当所有双向变流器处于恒电压模式时，提出以全网能耗最小为目标函数，求解牵引变电所输出电压的含等式和不等式约束的优化模型。当双向变流器中存在处于满功率模式时，提出抬升或降低相邻牵引所电压以分担功率的策略，从而降低双向变流器满功率持续时间。经实际地铁线路数据仿真，结果表明纯牵引能耗下降12.97%，满功率持续时间下降62.4%，提高了牵引系统能量利用率，减少了双向变流器出现限功的场景。     

双向变流器在城市轨道交通中的应用浅析

介绍了双向变流器的原理、设备组成和试运行情况。试验证明双向变流器同时具有整流、逆变双向变流能力及无功补偿功能,并具有良好的可靠性。分析了双向变流器的应用模式,认为该设备应用后可以改变目前城市轨道交通牵引供电设备的组成模式,提升供电品质,同时还可以影响到多个相关专业,在一定程度上改变城轨交通工程技术的面貌。     

变流器数字控制系统中基于IP软核的DSP,MCU和FPGA芯片间的数据通信技术

针对变流器数字控制系统的DSP,MCU和FPGA芯片需要快速、可靠地完成一定数据量通信的要求,基于FPGA的IP软核实现双口RAM方法,研究适用于MCU,DSP和FPGA芯片间的数据通信技术。首先利用Altera公司提供的FPGA开发环境Quartus中的MegaWizard进行配置,实现1个双口RAM模块;基于该模块,依次设计单向三口RAM模块、双向三口RAM模块以及双向三口RAM模块与MCU和DSP芯片的接口部分,并将带有与MCU和DSP芯片接口的双向三口RAM模块封装成1个用户可以直接使用的顶层模块。对该顶层模块进行编译的结果表明:该技术可以可靠、经济和方便地实现变流器数字控制系统中MCU,DSP和FPGA芯片间的数据通信。     

双向变流器在城轨牵引供电系统中应用研究

将大功率双向变流器（又称PWM整流器）应用到城轨牵引供电系统,可实现列车再生制动能量回馈、牵引供电、稳定直流网压,以及对交流系统无功补偿的功能,受到业界广泛关注。本文对双向变流器的功能特点、系统构成及工作原理进行了介绍,并给出了在北京地铁10号线的现场试验数据,证明了其显著的节能效果。     

大功率变流技术与应用（三）——矩阵变流器

矩阵变流器是强迫换相的PWM交-交直接变流器，即是直接的、完全对称的多相输入-多相输出网络，由电力电子开关组成，没有笨重的电感器和电容器。其优点是，输入电流为正弦形的，且功率因数高，双向功率流，不产生亚谐波分量。这种变流器满足电机调速、节能和电能质量管理对变流器所期望的电性能。文章系统地描述了矩阵变流器的原理、换流、调制，并介绍减少了开关器件的稀疏和超稀疏矩阵变流器。     

全功率双向变电站与地铁杂散电流问题

地铁杂散电流会腐蚀地铁当中的金属(如承重墙里面的钢筋),为系统安全埋下隐患。与混合型变电站(由二极管整流器和 PWM 变流器组合而成)相比,由 PWM 变流器构成的全功率双向变电站不但具备正常的能馈功能,而且可基于其良好的调节直流电压的能力来维持各变电站输出电压一致,从而达到降低杂散电流的目的。分析全功率双向变电站降低地铁杂散电流的原理及其改善效果,仿真结果表明,全功率双向变电站能使地铁当中的杂散电流吸收垫充分发挥作用,显著降低地铁杂散电流。     

辅助变流器故障诊断技术

介绍了一种应用于辅助变流器的故障诊断技术,重点分析了辅助变流器主电路及该故障诊断技术的硬件及软件构成。该技术已应用于多种辅助变流器上,实际运用表明该技术可有效帮助分析辅助变流器故障,实用、可靠。     

基于预测电流控制的四象限变流器研究

研究了预测电流控制四象限变流器的MATLAB建模与仿真方法,分析了变流器在牵引工况和再生制动工况时的特性。仿真和基于TMS320F2812试验样机的研究结果验证了该控制算法不仅能有效抑制注入电网的谐波电流,获得稳定的直流输出电压,实现了单位功率因数和能量双向流动,还具有良好的瞬态和稳态特性。     

风电变流器的技术现状与发展

风电变流器是风力发电系统的关键设备,其性能直接影响到风电电能质量和风力发电系统的可靠性和稳定性。文章从风电变流器的类型入手,介绍了当前风电变流器的拓扑结构、应用需求和典型产品技术现状,并分析了其未来技术发展趋势,为风电变流器技术发展和产业规划提供参考。     

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     

大功率变流器的拓扑结构与器件选择

详细阐述了IGCT、ETO、IEGT等新型器件的技术特点和应用前景以及矩阵式变流器、多点式变流器和多相逆变器等高性能、大功率变流器的结构、特性与应用状况,提出了适用于电力推进的大功率变流器的选择方案。     

准连续电流型变压变流器及其新型ZVS结构

提出了一种优化变压器,它可将输入电压用整数因数2、3、4进行乘、除,具有很高的性能.逐步介绍了准连续电流型变压变流器,最后介绍了全双向零电压开关(ZVS)变流器.理论研究表明,只要降低变压器磁化电感的值便可实现ZVS工作.ZVS工作条件产生了有利的变流器控制方法,并提出了一种离散变频控制方法.变压器中允许有三角形电流使ZVS具有较高的电流有效值.对电流的估算进行了理论研究.实验结果显示其效率高于97.5%,并证实了理论研究的精确性.     

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。     

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。     

"中华之星"高速动力车主变流器及其控制系统

介绍了“中华之星”高速动力车主变流器的技术特点和主要参数,描述了其结构,阐述了主变流器功能模块、传动控制系统及冷却系统的功能原理,并提到了主变流器冷却系统和主电路的保护考虑。该变流器是我国自主开发的大功率GTO水冷主变流器,经试验证明达到了预期的要求。     

标准地铁列车辅助供电系统与产品平台

文章介绍了标准地铁列车辅助供电系统的组成、主电路与技术性能,以及辅助变流器的主电路及平台化统型方案,总结了统型方案的技术特点,并对设计的某型统型方案辅助变流器进行了仿真和试验验证。结果表明,该辅助变流器满足标准地铁列车技术规格书要求及简统方案技术要求。     

柔性直流牵引供电技术在地铁中的应用研究

以北京地铁M101线路为例,介绍了采用二极管整流机组的传统供电方案,以此为基础提出了采用双向变流器替代整流机组的柔性直流牵引供电系统,并给出牵引所、10 kV开闭所的系统优化方案,以节省供电系统投资,可供类似项目借鉴。     

集成式双向DC-DC储能低地板有轨电车牵引系统

介绍了一种集成式双向DC-DC储能低地板有轨电车车辆参数及性能要求,阐述了牵引系统牵引/电制动特性、系统组成、系统匹配控制策略等。储能式低地板有轨电车牵引系统由牵引逆变器、双向DC-DC变换器、储能系统构成,其中牵引逆变器与双向DC-DC变换器集成在主变流器中,满足了列车牵引—制动、有网/无网区段等多种工况的应用。