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力的系统架构。此举对城市轨道交通车辆的轻量化设计目标有较大意义。此外,还结合电力电子领域的前沿技术,探讨了未来辅助供电系统的发展趋势及相关的技术难题。     

城市轨道交通牵引系统技术发展前景

城市轨道交通列车牵引系统(包括辅助供电系统)是最主要的用电负载,节能空间最大。围绕节能降耗,从再生制动功率的回收,永磁同步牵引系统实现系统和部件的更高效率,轻量化技术降低车辆载荷,以碳化硅(Si C)为代表的新一代半导体器件应用等几方面展望牵引系统技术的发展前景。     

节能技术在城市轨道交通车辆牵引传动系统中的应用

牵引传动系统是城市轨道交通车辆的重要耗能系统,节能技术在牵引传动系统中的应用对于城市轨道交通未来的发展意义重大。通过结合城市轨道交通列车能耗仿真软件对车辆能耗构成进行分析,提出牵引传动系统的主要节能措施,并重点介绍碳化硅功率器件、永磁同步牵引传动、中高频大功率DC-DC辅助变流和DC600V直流供电等节能技术的现状和应用特点,以期为节能技术在城市轨道交通牵引传动系统中的应用提供参考和借鉴。     

城市轨道车辆辅助逆变电源

通过分析轨道车辆辅助逆变电源,对静止式辅助逆变电源的特点进行介绍,指出轨道车辆使用静止式辅助逆变电源是发展的方向,实现静止式辅助逆变电源国产化是发展我国城市轨道交通的必然趋势。     

城市轨道交通节能措施研究

城市轨道交通能耗大且逐年增长，节能降耗目标明确且潜力较大，降低能耗可以减少运营成本和碳排放，具有显著的经济效益和社会效益。文章在分析城市轨道交通能耗构成及其影响因素的基础上，介绍了供电节能、车站节能、线路规划节能、运输组织模式节能和车辆节能的主要措施，重点分析了非晶变压器、车辆轻量化、永磁牵引技术、驾驶控制策略等对车辆能耗影响较大的一些重要因素，指出了城市轨道交通节能的主要方向，供电侧采用非晶变压器提高电压转换效率，车站采用变频通风空调系统、节能照明器具和控制系统，车辆节能措施采用降低列车自重、永磁牵引技术、三电平辅变技术、高频辅变技术和车载变频热泵空调技术，运输组织采用合理的技术速度和节能驾驶策略。     

城轨车辆装备领域轻量化复合材料的研究与应用

城轨车辆轻量化是实现城市轨道交通节能减排的重要途径。轻量化复合材料作为减少城市轨道交通温室气体排放的有效解决方案已得到广泛认可和应用。简述复合材料的发展阶段、性能特点和结构优势,介绍复合材料在国内外城轨车辆装备领域的功能结构研制与实际应用情况,指出复合材料技术在城市轨道交通领域发展应综合大数据、数字孪生等新兴技术与各项关键技术,蓄力我国城轨车辆装备高质量发展。     

城市轨道交通车辆用空气弹簧的国产化与发展趋势

介绍了城市轨道交通车辆用空气弹簧的结构类型及每种类型的特点,还介绍了其国产化的现状.分析了城市轨道交通车辆用空气弹簧在设计、研发和制造等方面的发展趋势.计算机辅助设计技术的应用、主动控制系统的研究和应用、橡胶技术的开发、新材料和新结构的开发、系统集成技术的开发等,这些方面是城市轨道交通车辆用空气弹簧的设计和研发的发展趋势.     

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。     

城市轨道交通列车辅助供电装置的优化

城市轨道交通列车辅助供电装置又叫辅助逆变器,承担自身所在供电单元负载的电源提供和能量分配,是列车辅助电源系统的重要组成部分。目前,我国北京、上海等各地的城市轨道交通车辆,辅助供电装置均采用了输出电压品质因数好、电源使用效率高、工作性能安全可靠的静止式辅助逆变器。     

城市轨道交通车辆新技术应用

随着城市轨道交通的快速发展,轨道交通车辆技术呈现智能化、自动化、信息化、多元化的发展趋势。为适应城市轨道交通多样化需求,选择适应需求的轨道交通车辆新技术,需要加强对城市轨道交通车辆新技术的研究和试验。文章主要阐述了在传统轮轨系统应用的新技术,以期为城市轨道交通车辆新技术的发展与应用提供一些建议。     

新型DC 600 V列车供电系统输出电压振荡解决方案

新一代复兴号动力集中动车组列车供电柜,首次采用二电平PWM整流器输出DC 600 V为客车供电。由于负载前端串联EMI滤波器,在负载投入时供电柜的滤波电感和EMI电容发生振荡,引起输出电压振荡。文章为抑制输出电压振荡,对输出端并联RC吸收电路和滤波电感并联RC两种方案分别进行讨论和验证,通过对主电路结构分析,认为滤波电感并联吸收电阻方案为最优。最后通过仿真和试验验证所提方案的可行性和有效性。     

高速磁悬浮双端并联供电模式下环流特性研究

为适应高速磁悬浮列车在高速运行状况下需要较大牵引功率,同时减小线路损耗、提高可靠性,通常采用牵引变流器双端并联供电模式为磁悬浮列车提供牵引动力.基于仿真分析,通过建立双端供电模式下高速磁悬浮列车牵引供电模型,研究双端供电电缆环流形成机理,分析不同牵引变流器输出电流幅值、频率、相位及不同线路参数下双端供电环流特性.结果表...     

基于列车控制管理系统的辅助逆变器并网控制策略

目前地铁车辆辅助供电系统采用扩展供电或交叉供电方式。此方式一旦发生辅助逆变器设备故障,则须减载,从而影响了列车正常运行及乘客舒适性。为此,设计了一种基于列车控制管理系统的辅助逆变器并网供电方式,并对并网控制的原理、控制策略进行了详细描述。该供电方式的控制策略经过联调试验平台及地铁车辆现场验证,效果良好。     

郑西高铁全并联AT越区供电时失压保护配置的改进

在郑西(郑州—西安)高铁的运行实践中,发现全并联AT越区供电时部分保护方案配置中存在问题,特别是失压保护配置不当。当采用越区供电方式时,如果被越区段发生故障,将导致被越区段停电,直接影响到正常供电,干扰了高铁的正常运行秩序。现对存在的问题进行了分析和研究,并提出了改进方案予以解决。     

备用柴油发电机组并联运行研究

针对大型公共设施内2台备用柴油发电机组单机运行和并联运行分别进行仿真,计算在不同启动方式下发电机的冲击电流、电压、功率瞬变和启动稳定时间等,分析其特点,据此提出两柴油发电机组应急启动方式.分析认为,两/多台柴油发电机并联运行有利于维持发电机在高效率工作状态,保证了供电的可靠性和连续性,提高了适应负载变化的能力.作为备用电源投入时应先分别带负荷,再进行准同期并列,以提高应急响应速度.     

牵引变电所固定并联电容补偿有效性评价

为使负荷功率因数达到供电部门所规定的相关标准,牵引变电所安装了固定并联电容补偿装置。本文讨论这种固定补偿方式的有效性问题,给出适合工程计算的评估方法,对泸沽牵引变电所的实测和仿真结果证实了本文所给方法的正确性。     

轨道交通隧道内牵引网感应电压研究

中国部分城市轨道交通采用工频单相交流制式,以提升列车的运行速度和运输能力.牵引供电系统发生故障时,有可能采用单侧停电抢修方案,如果此时接触网的感应电压过高,将对检修人员造成安全威胁.依据广州地铁22号线设计资料,搭建地铁隧道的仿真模型,计算得到一侧线路停电检修,另一侧线路正常运行时接触网上的感应电压,获得牵引电流、隧道...     

用于直流电动转辙机的高频开关电源设计

针对目前工频直流电动转辙机电源，提出一种利用高频开关电源技术研制的新型开关电源。该电源采用双管双正激变换技术、功率因数校正技术（PFC），实现了大功率高电压输出。详细论述了该电源模块的组成和工作原理。实际使用证明，该电源完全可以替代目前的工频电源。     

大功率变流技术与应用(一)

电力电子器件和变流技术在不断地发展,在解决全球能源消耗持续上升、节约用电和减少污染排放的过程中,以及在保持社会和经济的可持续发展中起着不可替代的作用.不论是改变发电资源,从传统的矿石资源向可再生能源转变,还是在发电、输电、配电和用电环节中广泛使用高效的技术与产品,都与变流技术密切相关.文章系统地叙述了电力电子变流技术的发生、发展与应用.     

城市轨道交通牵引供电系统接触网和回流安全综述

作为城市轨道交通的主要动力来源,直流牵引供电安全至关重要。本文围绕接触网压波动、钢轨电位和 杂散电流治理等安全供电技术开展系统综述。首先分析导致接触网压波动的主要原因,总结各类再生制动能量利 用技术的研究现状。然后讨论钢轨电位和杂散电流的产生机理,分别系统回顾钢轨电位抑制技术和杂散电流治理 技术的国内外研究进展。在此基础上,指出城市轨道交通安全供电技术亟待开展深入研究的关键问题,为安全供 电技术的研究和工程化应用提供借鉴和参考。