一种城轨车辆牵引变流器控制单元的硬件设计

为满足城轨车辆部件轻量化、小型化、集成化的要求,通过对城轨车辆牵引变流器的功能进行分析,明确了牵引变流器控制单元应具备系统级和逆变器级控制、通讯、信号处理和故障诊断等功能,从而提出以控制系统模块、数据处理和监控模块、信号处理模块组成的紧凑型牵引控制单元架构。在硬件设计中,采用微控制单元(MCU)完成系统级控制;采用数字信号处理器(DSP)完成逆变器级控制;采用可编程逻辑器件(FPGA)作为MCU和DSP的协处理器,并负责所有对外部电路的接口;采用开关量处理电路、模拟量采集和处理电路、脉冲输出及反馈处理电路,对牵引变流器的各类型信号进行处理,完成控制系统模块指令的输出和系统状态的采集。通过型式试验和牵引系统地面联调试验,验证了牵引变流器控制单元的性能符合设计要求,适用于集成度较高、空间相对紧张的场合。     

高速动车组牵引变流器研制

牵引变流器是高速动车组的核心部件,牵引变流器的自主研制具有重要而深远的意义。对高速动车组牵引变流器研制成果进行梳理和总结,以牵引变流器设计平台为基础实现变流器的可靠设计。从技术方案、箱体强度研究、热仿真分析、电气性能仿真、关键部件研制、控制单元软件设计、牵引系统综合试验等方面进行平台到设计的详细介绍。自主研制的牵引变流器顺利完成型式试验并已通过正线运营考核,验证了可靠性和可用性,提高了我国设计生产牵引变流器的能力,对推动我国高速铁路发展发挥着重要的作用,同时也突显出其服务价值、经济价值与社会价值。     

高速动车组牵引变流器关键数据记录及解析

为保障高速动车组安全运行和满足牵引变流器研发及维护的需要,设计开发了高速动车组牵引变流器关键数据记录及解析系统。本系统以标准CPCI-6U结构数据采集板卡为基础,实现了对模拟信号、高低速数字信号的采集、记录工作,并能通过以太网接口与上位机进行数据传输,完成数据解析。该系统已在多款动车组牵引变流器中得到应用,在实际故障分析中提供了准确的现场数据,为牵引变流器的研发、调试及维护提供了依据。     

基于CPCI总线的牵引控制单元设计与研制

牵引控制单元(TCU)是中国标准动车组牵引系统的核心关键部件。在分析中国标准动车组牵引控制单元系统功能的基础上,依据顶层设计,完成基于CPCI(Compact Peripheral Component Interconnect)高速数据总线的牵引控制单元硬件平台和软件平台开发与研制。自主研制的牵引控制单元在国家交流传动试验室已完成地面组合型式试验,装载自主研制牵引控制单元的中国标准动车组已在正线载客运行,装车考核状态良好,充分验证了牵引控制单元软硬件平台的可靠性、可用性。     

250km/h货运动车组牵引变流器

为适应快速货运的发展要求,通过对现有变流器整流、牵引逆变和辅助逆变部分的控制进行优化,设计了250 km/h货运动车组牵引变流器。通过仿真验证,改进后的算法能提高网侧电流信号品质,可减小辅助变流器输出电压谐波含量,并且能改善辅助变流器输出各相电压之间的不平衡度。功能和研究性试验表明温升结果满足实际要求,型式试验验证了250 km/h货运动车组电气系统设计的合理性。     

基于CPCI总线技术的牵引控制单元硬件设计

采用CPCI总线技术,使用x86系列的CPU通过Xilinx的CPLD技术,实现集DSP信号处理、MVB通信、模拟量输入信号采集和数字开关量信号采集及控制于一体的控制器—牵引控制单元(TCU)。该控制器采用了QNX实时操作系统内核,并且和底层硬件驱动程序一起集成于openTDC的软件开发平台中,实现了定制的软件开发环境。在该控制器上,最终实现了牵引系统的四象限控制、中间直流环节控制、逆变器控制、防空转/防滑行控制、牵引变流器的监视及保护等功能。通过实际测试验证,开发的牵引控制单元功能完全满足动车组运行控制需要。     

基于高温环境的内燃动车组牵引变流器研制

基于高温环境特点,对某型号内燃动车组的牵引变流器进行研究设计,详细介绍牵引变流器的主电路、主要技术参数和冷却系统,并通过试验验证该型号内燃动车组牵引变流器设计的合理性和可靠性,能够满足高温环境应用要求。     

HX_D1型八轴电力机车牵引控制单元分析探讨

论述HX_D1型八轴电力机车的牵引控制理念。其牵引控制单元硬件结构包括中央处理器模块、变流器控制模块、模拟量处理模块、数字量处理模块、变流器监控模块、电源启动模块、系统电源管理模块、温度监控控制模块和同步控制模块;软件结构包括功能模块、进程控制模块和计算模块。阐述牵引控制单元硬件结构主要功能和软件结构主要技术特征。从牵引控制单元硬件结构、磁场定向选择和脉冲模式优化方面分析HX_D1型八轴电力机车牵引控制单元的主要技术特征。     

大功率牵引变流器输入回路设计

大功率变流器输入回路在控制系统逻辑命令下控制充电短接回路的换接,并将其工作情况反馈给传动控制单元,同时还具有电路保护作用。本文对大功率牵引变流器输入回路基本原理、控制方法以及各部件选型进行研究,并进行了优化设计。     

成都地铁市域快线车辆电气牵引系统

主要介绍了成都地铁市域快线车辆电气牵引系统的特点、系统构成及主要控制原理。该牵引系统由高压系统、牵引变流系统、控制系统及机械驱动系统组成。系统采用分级控制的方式,牵引控制单元对驱动控制单元及变压器箱进行控制,各驱动控制单元分别控制各自的变流器模块,变压器控制箱控制变压器油冷设备及高压设备;系统采用交-直-交变频调压(VVVF)技术实现对牵引电机精确的矢量控制,具有良好的电空转换性能和防滑/防空转性能。     

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     

基于V模式的地铁辅助系统控制单元研制

V模式是基于模型的控制单元开发流程,采用快速控制原型试验平台开发地铁辅助系统控制单元算法,自动生成可执行代码,通过硬件在环试验平台完成系统联调,最终进行实物试验。半实物试验结果和实物试验结果表明,采用V模式设计的控制单元,能够快速有效地完成辅助系统控制单元设计。     

地铁车辆牵引变流器自主化研制

介绍了ITC52-H-02型自主化牵引变流器的主要技术参数、主电路原理、总体结构及其变流器模块的技术特点,简述系统通风散热设计、低次谐波抑制性能。该牵引变流器完全自主化研制,并已在广州地铁车辆上完成各项型式试验,满足牵引系统应用需求。     

城市轨道车辆电阻制动能量回收试验系统研究

在城市轨道车辆模拟牵引系统研制的基础上,对城市轨道车辆电阻制动能量回收试验系统进行了设计,开发了该系统的核心控制单元。利用此系统可以对城市轨道车辆模拟牵引单元电阻制动能量进行有效回收,并加以合理利用。该试验系统的开发对城市轨道车辆电阻制动能量回收控制利用有现实意义。     

新一代高带动车组牵引系统参数匹配设计与研究

从牵引传动系统参数匹配设计方面展开论述,介绍新一代高速动车组牵引系统的基本组成、控制原理及变压器、变流器、电机三大部件技术参数的匹配设计,最后通过系统地面组合试验及装车考核验证了该系统完全满足新一代列车总体性能要求.     

地铁列车可关断晶闸管牵引变流器综合测试技术研究

牵引变流器是地铁列车的关键部件,主要由牵引控制单元和变流模块构成,在牵引方式上有直流(斩波器)和交流(逆变器)之分。以上海轨道交通1、2号线列车的门极可关断晶闸管(GTO)牵引变流器为技术背景,基于虚拟仪器技术,对控制器和变流模块的测试方法进行了整合,提出了GTO牵引变流器的综合测试方案。该方法不仅能够对各部件实施分部测试,还可以对整体进行综合测试。测试方法方便有效,使部件在现场维修、测试过程中能够模拟在线工作状态,便于查找故障信息,为列车牵引系统的各种检修和部件国产化开发提供了必要的技术准备。     

牵引-焊接双工况变流器的研制

提出了一种焊轨车用的牵引．焊接双工况变流器，该变流器用一套主电路和控制单元来满足焊轨车的牵引与焊接两种工况需求，可为焊轨车提供走行动力与焊接作业电源，解决了焊接工况下柴油发电机组三相负载不平衡与容量浪费的问题。详细介绍了该变流器的工作原理、主要技术参数、研究与开发过程。     

简统化地铁车辆IGBT牵引逆变器

详细介绍了具有完全自主知识产权的简统化地铁车辆IGBT牵引逆变器的主电路、变流器模块、牵引控制单元(DCU)以及总体设计,阐述了该型牵引逆变器的技术特点.通过实际装车考核,表明该简统化地铁车辆IGBT牵引逆变器的设计完全能够满足目前地铁交流牵引传动系统的要求.     

高度集成化永磁牵引变流器的研制

文章按照标准地铁列车研制及试验项目的统型设计思路,提供了一种高度集成化的永磁牵引变流器,从主电路、箱体结构和布局等方面对该永磁牵引变流器进行了分析和研究,并进行了强度计算和热仿真计算,证明该永磁牵引变流器满足标准地铁列车永磁牵引系统的应用需求。     

交流传动系统牵引控制单元的研究与设计

介绍了交流传动系统牵引控制单元的结构、功能与特点。通过对交流传动牵引控制系统的功能分析,明确了牵引控制单元的设计要求。设计实现了集中式、模块化的牵引控制单元硬件平台。介绍了系统总体结构、各单元板卡的功能及实现方法。