一种高效率软开关充电机的研究

针对充电机输出电压范围宽、不能在全输出范围内实现高效率的特点,提出了一种软开关充电机。前级采用无桥PFC电路,实现了功率因数校正及中间母线电压的快速控制;后级采用高效率的全桥LLC谐振电路,实现了开关管的零电压开通(ZVS)和整流二极管的零电流关断(ZCS)。在固定中间母线电压时,LLC谐振电路在输出高压或低压时工作在远离谐振频率点而存在效率偏低的缺点,提出了据输出电压来动态调节中间母线电压的控制策略,减小了频率变化范围,提高低压和高压输出时的效率。最后通过一台AC 120 V输入,母线电压DC 200~240 V,输出DC 130~200 V的充电机样机。实验测得充电机额定运行下的效率为91.8%;通过动态调整母线电压测得在130 V输出时整机效率从87.4%提高到90.1%,200 V输出则从89.3%提高到91.0%。     

动车组充电机输出冗余供电功能技术研究

某型动车组用充电机将辅助变流器AC 380 V交流电转换为DC 110 V直流电,主要为列车固定直流负载及碱性蓄电池供电,是列车安全、可靠运行的重要保障。整车顶层技术指标要求列车可在切除及恢复1台充电机的运营过程中实现列车直流供电的平稳过渡,保持直流负载正常运行。文章通过阐述某型动车组整列直流供电系统架构及负载配置,分析了充电机输出电气原理及碱性蓄电池温度补偿曲线、充放电转换策略;并对充电机输出供电特性进行论证,深入研究了某型动车组切除及恢复1台充电机过程中,充电机供电输出的变化机理,并进行相应实车数据测试,论证碱性蓄电池浮充工况及恒压充工况下,充电机切换及恢复过程中列车充电机动作特性;通过搭建充电机等效工作模型,佐证了充电机输出的特性差异。研究表明,在运用过程中存在充电机输出电流不一致情况为正常现象,且充电机本身具有限功率输出的功能,不会对充电机的使用、寿命等产生影响。     

动车组充电机散热分析及优化设计

根据充电机功率模块的热流密度及温升确定了充电机的冷却方式,并提出了充电机的散热设计方案。通过散热仿真计算,计算了充电机各关键元器件温升,计算结果表明该散热设计方案满足散热需求。同时,通过温升试验对充电机整机进行了温升测试及内循环优化设计,试验结果显示增加内循环风道可有效降低充电机功率模块各元器件表面温度。     

基于DAB电路的动车组双向充电机控制策略研究

为了简化传统充电机拓扑结构,并减小设备体积和重量,提高安全性,文章将双有源全桥变流器(Dual Active Bridge-Isolated Bidirectional DC/DC Converter,DAB)应用于动车充电机。针对DAB电路采用传统的单移相控制,存在功率回流以及电压不匹配时电流应力过大的问题,将双重移相控制策略引入DAB电路的控制中,通过在高压侧桥臂间增加最优内移相比,可以在实现输出电压闭环控制的同时,使DAB的回流功率达到最小,降低开关管电流应力。本文给出详细的优化算法和控制系统设计方案,采用MATLAB/Simulink仿真和试验相结合,验证了所提最优双重移相控制的正确性和可行性。     

智能型充电机在高速动车组中的应用

介绍了充电机的技术参数、电路结构及工作原理,分析了移相全桥ZVS变换器的工作原理及工作运行模式;并通过MATLAB模拟仿真对系统参数进行仿真验证,最后,通过充电机联调试验站完成地面联调试验,验证了充电机的各项性能指标达到设计要求。     

CRH5型动车组充电机控制电源板的改进

<正>CRH5型动车组充电机(以下简称充电机)为动车组的控制系统及蓄电池组提供电源。经长期运用发现,充电机的故障率偏高,其故障点主要集中在控制电源板上。本文将对控制电源板的常见故障进行分析,并提出改进措施。1基本功能和工作原理充电机将来自辅助逆变器的3AC 400V、50Hz的电源,通过交流滤波、工频整流、高频DC-DC转换、高频变压器隔离降压、高频整流等环节,变换为额定DC 24V输出,其输出最大功率为15kW。充电机具     

动车组电子开关过分相电磁暂态研究

使用电子开关的过分相方案可在一定程度上消除传统方式过分相导致的列车降速问题,提高列车通行能力,然而动车组在过分相时产生的暂态过电压不仅会威胁到车顶设备,而且可能会损坏分相设备。文章以某型号动车组构建了详细的主电路模型,包括高压系统及牵引变流器等;针对电子开关过分相的具体方案,设计了采用并联阻容装置预防过电压的技术措施,并针对不同的过分相死区时间开展了研究。仿真分析及实测数据对比表明,详细的动车组主电路模型能更准确地描述过分相的电压和电流暂态过程,暂态过电压幅值与死区时间有直接关系。试验验证了所提并联阻容保护装置用于暂态过电压抑制的有效性。     

动车组充电机电源板供电转换原理及问题解决措施

简要讨论了动车组充电机电源板双供电方式的原理以及由此引入的供电间断问题,提出了一种动车组充电机控制系统供电间断问题的解决措施。     

CRH3型动车组充电机检修放电时间计算分析

介绍了CRH3型动车组充电机基本原理,针对充电机内部中间直流环节和输出侧储能部件放电时间进行了理论计算与实际测试,为充电机检修作业放电时间提供了重要依据。     

CRH3型高速动车组蓄电池充电机调试方法研究

高速动车组与普通列车相比,拥有系统集成度高、耦合性强、控制精密等技术特点。辅助供电系统作为供电部分的中间环节,负责给动车组中各系统进行供电,保证各系统正常工作。作为高速动车组的重要组成部分,其工作状况直接影响动车组稳定、安全运行及乘车环境的舒适度等。以CRH3型动车组为对象,分析蓄电池充电机的工作原理,在此基础上提出在单车状态下充电机的智能高效调试方法。     

动车组国产化螺栓的高频淬火工艺试验研究

对动车组制动系统国产化部件中要求做表面高频淬火的一种螺栓进行了工艺试验研究,通过大量的试验,对工艺参数进行优化后,最终生产出了满足图纸中表面淬火技术要求的零件。     

高寒动车组高压隔离开关的电气性能研究

介绍了高寒动车组用高压隔离开关主要结构和工作原理,阐述了高压隔离开关电气性能,并对绝缘子部分、高压导电部分和电控气动部分进行性能参数优化设计。通过试验验证,产品完全能够满足动车组高寒环境运行要求。     

高效率软开关磁悬浮控制器电源研究

针对传统的磁悬浮控制器电源采用硬开关拓扑实现,转换效率不高,发热严重,可靠性低,无法适用于磁悬浮系统的高温环境的特点,研究和提出一种基于LLC谐振变换器拓扑的磁悬浮控制电源。该拓扑不但能实现主次侧开关管的ZVS,而且能实现二次侧二极管的ZCS,可以大大提高磁悬浮电源的转换效率和可靠性。试验测试结果表明:330 V额定输入电压下,磁悬浮控制器电源满载效率高达92%。     

磁悬浮列车的软开关悬浮斩波器研究

研究磁悬浮列车中基于AACC的软开关悬浮斩波器的优化设计问题。在分析电路工作原理的基础上,通过对谐振过程进行数学分析,表明该电路的谐振过程与外界条件无关,因而可减少谐振电路的设计约束;分析主开关管的开通时刻不准确对软开通效果的影响,提出采用检测方式来控制其开通时刻,并探讨具体方法。     

动车组谐波抑制技术研究

阐述了动车组产生谐波的主要原因及谐波对动车组的影响,提出了采用相位差方式解决谐波问题的方案,并对其进行了频谱分析和试验验证。试验结果证明,该方案可以有效地抑制动车组谐波,解决谐波过大问题。     

兰新线动车组耐候性技术研究

通过对我国西北地区的环境特点及兰新线建设情况调研,掌握高寒、多风沙运用环境的相关基础数据及规律;在高速动车组防风沙、耐高温、抗紫外线、耐高海拔及长交路运行等技术上取得突破和创新;研究适用于高寒、多风沙等运用环境的高速动车组技术方案;确定速度250 km/h速度等级的耐高寒、抗风沙动车组技术条件。     

新型三点式软开关变流器

介绍了一种三点式恒频独立变流器,它使用一个耦合电感器来实现整个系统和负载范围内主开关的零电压开关.因为耦合电感器在负载电流回路中并不作为一个串联电感出现,所以它在输出整流管上并不造成负载循环损耗.在1 kW样机上验证了推荐的变流器工作情况和性能.     

智能充电技术和智能充电机

介绍智能充电技术和智能充电的技术关键与使用效果     

高速动车组超员报警技术研究

介绍了高速动车组超员报警功能原理,并通过偏差控制实现精确报警。     

高速动车组高寒适应性技术研究

介绍了高速动车组车体、电气、给水、制动和塞拉门等关键系统的高寒适应性技术方案,为高寒动车组设计提供了依据。