SiC元件在铁道车辆上的推广应用

为发挥碳化硅(SiC)材料的优势、确保装置的可靠性,将采用SiC元件的装置推向实用化,三菱电机公司进行了技术开发,在世界上率先将SiC装置投放市场。目前,采用电压为1.2～3.3 kV的SiC模块的车辆驱动控制装置及辅助电源装置已步入实用化阶段,其在小型、轻量化以及铁道系统节能等方面的优势已得到证实。下一步将进行内置SBD的MOSFET及6.5 kV耐超高压模块的开发,这种技术不仅适用于铁路,也适用于其他领域。     

铁道车辆的车内设备

介绍近年来铁道车辆用的辅助电源装置及空调装置的概况和特点。     

电子技术在车辆空调控制系统的应用

介绍了日本电动车从电网上获取电源，经逆变器处理成为适合于空调机组的电源，以及铁道车辆空调用微机进行自动化控制的方式和内容。由于采用逆变器技术和微机控制技术不仅减小了电源装置的重量和体积，而且为空调机组的自动化创造了条件。文章还介绍了电子技术在车辆空调控制系统的应用实例。     

城轨车辆直流辅助供电变频空调综合电源与控制方案研究

现有城轨车辆的辅助供电以工频交流系统为主,其输出的AC380V交流电为变频空调等设备供电,且空调电气控制未与辅助电源设备统一考虑、协同设计,造成系统电源重复变换,供电效率不高。文章在分析现有辅助供电技术和变频空调电气控制技术的基础上,采用近年逐步展开研究的中高频变流技术、变频空调综合电源与控制技术,提出一种采用直流架构的辅助供电系统及变频空调的综合电源与控制方案,首先详细阐述2种系统架构设计思路、综合电源装置的电气组成和控制方案,其次分析其在提高供电效率、减少部件数量、增强空调协同控制、提高乘车环境舒适性等方面的优势,同时指出方案的技术难点,最后对所述方案的技术和功能提升进行展望。     

适应DC1500V供电制式的全碳化硅VVVF逆变器验证结果

小田急电铁有限公司在开展铁道车辆节能的研发工作中,在主电路系统中采用SiC(碳化硅)功率模块,取得了扩大再生电力制动领域,降低电动机损耗、实现主电路系统整体节能化等研究成果。介绍了该公司在1000型翻新车辆上搭载应用全SiC VVVF逆变器等装置,经现车试验确认与传统系统相比,耗电量降低40%,体积、质量均降低80%以上,大幅度实现了装置小型轻量化。     

浅谈轨道交通车辆电源装置辐射发射的抑制

轨道交通车辆电源装置的开关特性决定了其在工作过程中将产生较强的电磁干扰，电磁干扰通过空间耦合形成辐射发射。辐射发射作为轨道交通车辆设备电磁兼容的关键指标，若超出规定限值，将影响车辆电气设备的安全可靠运行。随着国内外轨道交通行业的快速发展，轨道交通车辆电源装置在机械结构、原理拓扑等方面日趋复杂和多样，开关频率也在不断提高，这对电源装置的辐射发射性能提出了更高的要求。文章针对轨道交通车辆电源装置辐射发射超标问题，结合轨道交通车辆设备电磁兼容试验标准和要求，通过对电源装置辐射发射形成和抑制机理的分析，从应用实际出发，列举出了多项抑制措施，为电源装置的电磁兼容性能优化提供了方法借鉴。     

基于混合碳化硅器件的城市轨道交通车辆牵引节能研究

以碳化硅为代表的新一代半导体器件在城市轨道交通车辆中的应用对车辆牵引电传动系统技术的发展意义重大。将混合碳化硅器件应用于城市轨道交通车辆牵引系统中，能极大地发挥碳化硅器件高温、高频和低损耗的特点，提高车辆牵引系统效率，实现牵引系统的节能降耗目标。与硅功率器件的电机损耗相对比，混合碳化硅功率器件的电机损耗可降低4%;通过更换功率器件、配套新型牵引控制单元，以及采用新的PWM(脉冲宽度调制)控制算法，降低了功率器件的开关损耗和导通损耗。在此基础上，优化了碳化硅功率器件的控制算法，以抑制电流谐波、降低电机损耗。软件仿真和装车测试结果验证了该混合碳化硅器件在车辆牵引系统中的节能效果。     

中频辅助变流器半实物仿真研究

轨道交通车辆使用的中频辅助变流器采用LLC谐振变换器和中频变压器替代传统工频变压器,可提高变流器的开关频率和减小磁性元件的体积与重量.为提高辅助控制单元(ACU)的设计和验证手段,对中频辅助变流器半实物仿真进行研究,建立了中频辅助变流器的电路模型;通过实时仿真系统、信号处理系统、数据采集系统、ACU和上位机搭建了半实物...     

铁道机车车辆的辅助电源系统

辅助电源系统是电动车组、电力机车、城轨车辆等铁道机车车辆必不可少的重要组成部分.综合分析比较了二电动车组、电力机车、城轨车辆三相交流辅助电源系统和直流辅助电源系统的不同电路实现方案及其特点,并介绍了200 km/h动车组和"和谐号"系列机车的辅助电源系统的组成及主要技术参数.     

车辆电源装置(AVR)老化评价的基础研究

介绍东日本铁路公司针对铁道车辆上大量采用的电子类设备在丧失功能前并没有显示出老化趋势,从而难以根据设备状况进行检查的现状,对电子装置中使用的恒定电压电源设备(AVR,下文中称车辆用电源装置)进行调查与研究,通过监测其特性,对是否能够掌握老化苗头进行评价,并对相关检测方法进行基础性研究,表明该检测方法有可能检测出电源装置的老化现象。     

城市轨道交通车辆辅助逆变电源的发展趋势

以轻量化为主线,从供电模式、变流器拓扑结构、新器件应用三个方面,综述了城市轨道交通车辆辅助逆变电源的发展趋势。随着技术的进步,辅助逆变电源朝着轻量化的方向不断改进:采用并联供电方式替代扩展供电和交叉供电,降低整车电源总容量;采用中频化技术,取消工频隔离变压器,降低体积质量;采用碳化硅(Si C)器件替代Si基IGBT(绝缘栅双极晶体管),减小电感、电容、冷却系统的体积质量。以并联供电、中频化技术、新器件应用为代表的轻量化技术是城市轨道交通车辆辅助逆变电源的发展趋势。     

基于全碳化硅器件的辅助变流器设计及试验验证

辅助变流器是导轨电车上的重要电源设备,为全车提供380 V交流电和24 V直流电源。目前辅助变流器普遍采用基于IGBT(绝缘栅双极型晶体管)功率模块进行设计,其体积大、开关频率低、功率密度小,无法满足当前导轨电车辅助变流器小型化、轻量化的设计需求。采用新型SiC(碳化硅)MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)功率器件代替IGBT进行系统设计,以提高系统开关频率,优化设计外围无源器件,同时利用新型箝位电路抑制了高开关频率带来的尖峰电压。通过计算及试验,验证了基于SiC设计的新型导轨电车辅助变流器在体积和性能方面的优势,对SiC MOSFET器件的应用具有积极意义。     

铁道车辆电气装置的最新技术

随着对地球环保意识的普遍增强,人们越来越关心铁道车辆电气装置对人和环境的适应性,为了对应这种需要,东芝公司进行了各种相应的研究开发.文章介绍各种最新研制的电气装置:下一代牵引电动机;小型电源装置和电力机车用大容量水冷式变流装置;全电气制动控制和永磁电机无传感器控制;铝制管道式利用走行风的自冷式主变压器和待机备用方式或并联运行方式的辅助电源装置等.同时提供铁路车辆系统方面的技术.     

城市轨道交通车辆辅助供电系统研究及其发展趋势

城市轨道交通车辆辅助供电系统是保障列车安全稳定运行和乘客出行体验的重要装置.针对传统工频隔离型辅助供电系统装置体积和重量大的缺点,提出了一种前级采用串入并出Boost级联LLC(电感-电感-电容)谐振变换器,以兼顾宽范围电压输入能力和软开关特性,后级采用三相四桥臂逆变器多机下垂并联控制,以实现集中式供电和带不平衡负载能...     

易维修、环保型机车车辆电气系统

以往,日立制作所在有关电气系统中,应用矢量控制和耐高压IGBT,开发了变流器和逆变器、辅助电源装置、真空断路器、电子主控制器等,大大提高了功能、维修性和效率.最近,在内燃动车的动力系统中,对易维修、高效率和改善环境的要求正在提高;在电力机车系统中,则要求更小型轻量化.因此,日立制作所与东日本客运铁路公司共同开发了将电力机车车辆的电气系统技术用于内燃动车动力系统的混合动力系统;采用水循环方式的小型冷却系统.此外,还开发了无速度传感器控制和全电制动控制并用的车辆控制技术,以实现车辆电气系统的易维修和小型化.     

感应电动机无速度传感器控制技术在铁道车辆牵引系统中的应用

以铁道车辆牵引为目标,采用脉冲发生器(PG)作为速度传感器来检测转子频率,以便控制牵引感应电机的转差频率。通过在铁道车辆牵引中采用无速度传感器控制方法来取消PG,从而希望降低控制系统的成本并提高其性能和可靠性。虽然无速度传感器控制方法在一般工业上应用很普遍,但亦有可能通过增加一些新的控制功能,以适应在铁道车辆牵引应用中问题的特殊性。在本文中,结合所作的理论研究和试验描述了无速度传感器控制方法在铁道车辆牵引控制中的应用效果。     

铁道客车的环境控制

1前言 　　在铁道客车中,特别是在首都圈早晚上下班高峰时间,会出现一种一般家庭和办公室不会出现的过密居住状态,此时车内温度与湿度急剧上升,产生使人感到不舒适的环境.为此,铁道车辆上装着大容量(20 m长的车辆一般为48.84～58.14 kW)的专用空调装置. 　　……     

上海地区地面轨道交通车辆空调装置制冷量研究

用VB6.0所编写的车辆空调装置制冷负荷计算程序,对上海地区地面轨道交通车辆空调装置制冷量进行计算,为地面轨道交通车辆空调装置制冷量的选取提供依据.经计算分析,确定上海地区地面轨道交通车辆A型车(轨道交通3号线的车辆)空调装置制冷量宜为89 kW左右;C型车(轨道交通5号线的车辆)空调装置制冷量宜为69 kW左右;有条件时,制冷量可在此基础上增大5%～10%.     

三菱电机车载空调的现状和展望

介绍了日本三菱电机公司近年来在铁道车辆用空调上所作的改进,包括车内温度、湿度的控制,采用新型制冷工质,用微机控制空调机组的工作等,以达到舒适性空调的目的。     

轨道交通车辆中IGBT逆变器的应用与发展

一、简述 在过去的10多年，应用于轨道交通车辆交流变频牵引系统的IGBT逆变器，很快取代了它出现之前的所有半导体元件。如SCR、GTO双向晶闸管等。这主要是因为IGBT具有如下的优点： (1)控制单位——电压控制半导体元件 (2)可不加缓冲装置——硬的开关恢复特性……