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     

动力分散交流传动电动车组用TGA1型IGBT牵引变流器

阐述了动力分散交流传统电动车组用TGA1型IGBT牵引变流器的主要技术参数、主电路工作原理及变流器模块化结构设计特点，并给出了试验结果。试验表明，该牵引变流器完全满足动力分散交流传统电动车组对牵引变流器各项技术指标的要求。     

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。     

IGBT牵引变流器的发展

简述了IGBT牵引变流器的发展沿革,比较了IGBT与GTO等元件的功率要求和工作特性,分析了IGBT牵引变流器的发展前景,介绍了IGBT牵引变流器的应用实例,得出了在各功率等级的牵引变流器中,IGBT将完全取代GTO晶闸管的结论.     

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。     

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。     

城轨牵引变流器自主化设计与研制

通过对DC 750V城轨牵引变流器的主电路设计,完成了IGBT及散热功率的参数计算和选型;设计和开发了变流器核心部件牵引控制单元,提出了控制单元硬件设计架构和功能,同时对软件设计及开发平台进行介绍。自主开发研制的牵引变流器在交流传动国家重点试验室完成了地面组合试验,并通过了型式试验。     

新一代动力集中型动车组牵引变流器设计

动力集中动车组由于其在维修性、安全性和编组灵活性等方面具备显著优点,成为了当前该领域的研究热点。为满足新一代动力集中型动车组的系统顶层技术指标要求,设计了一种高集成的轻量化牵引变流器,介绍了动力集中动车组牵引变流器的主电路拓扑、工作原理、性能参数和关键技术等,重点研究大功率牵引变流器发生故障时的系统可用性和冷却系统设计要点。通过地面满负荷运行考核试验,表明该牵引变流器控制性能良好、运行可靠,满足总体设计及应用的要求。     

高速动车组牵引系统无动力回送发电功能的研究

介绍了牵引变流器的结构及基本工作原理,分析了无动力回送发电时牵引系统及辅助供电系统的能量流动关系,着重研究了牵引变流器无动力回送发电时的控制逻辑及中间电压保持控制策略,并对回送发电装置的故障诊断和系统保护策略进行了分析。试验结果表明了控制策略的正确性。     

特殊区段对HX_D1C型电力机车运用的影响

兰新铁路哈密至柳园区段线路的特点为风沙大、温度高、海拔高,HXD1C型机车在该区间长时间运行时,易造成牵引变流器及牵引电机温升较高,导致牵引变流器及牵引电机的故障。通过对机车运行数据的分析,提出了改善建议。     

CRH1A动车组牵引系统参数计算与分析

介绍了CRH1A动车组牵引系统的基本结构,根据整车性能的基本指标对牵引系统的参数匹配进行分析和计算;通过对整车进行牵引计算确定牵引电机的轮周牵引功率,进而对牵引变流器、牵引变压器、网侧变流器的参数进行计算。验证了CRH1A型动车组牵引系统满足总体技术指标。     

基于三相-单相变换器的牵引供电系统及并网控制

为了解决过分相给牵引供电系统带来的问题,研究了三电平三相-单相二极管箝位变换器,把三电平三相-单相变换器用作牵引变电所核心设备,搭建了基于此变换器的贯通式牵引供电系统。分析了三相变换器数学模型,设计了变换器控制系统,研究了单相变换器在贯通式牵引供电系统中的并网控制。利用Matlab／Simulink建立了三变电所贯通式牵引供电系统,仿真验证了该系统架构以及三相-单相变换器的控制性能和并网性能,证明了该系统的可行性。     

基于永磁电机的高速动车组牵引变流器的研制

基于永磁电机牵引系统的特点,从系统、主电路、故障保护、结构、散热等方面对基于永磁电机的高速动车组牵引变流器进行研究和分析。试验及实际装车应用表明,牵引变流器能够满足基于永磁电机的动车组牵引系统应用需求,可供后续永磁同步牵引系统技术在相关领域的应用参考。     

400km/h多流制高速动车组牵引系统研制

围绕400 km/h高速动车组多制式、轻量化及节能降耗的牵引系统设计需求,阐明了牵引系统的设计原则,论述了牵引辅助变流器、永磁电机等关键部件的技术方向和设计特点,介绍了牵引系统及关键部件试验验证情况。试验结果表明,该牵引系统及关键部件性能良好,满足动车组牵引系统各项指标要求。     

重载电力机车牵引系统匹配性研究

文章主要介绍重载货运电力机车牵引系统的结构,重点包括变压器、变流器和电机三大主要部件的参数匹配设计,为重载电力机车牵引系统设计提供参考。     

CRH1型动车组牵引系统的仿真研究

CRH1型动车组是中国高速动车组的重要组成部分。对CRH1型动车组牵引系统进行仿真研究,对我国高速铁路的发展有着及其重要的意义。介绍了CRH1动车组牵引系统的基本概况,重点介绍了网侧变流器和矢量控制系统的数学模型。利用仿真软件MATLAB/SIMULINK中的电气系统模块,构建了CRH1型动车组牵引系统的仿真模型,并对其牵引特性进行仿真试验。仿真结果基本符合CRH1型动车组真车试验结果。     

基于双向变流装置的城市轨道牵引供电系统潮流计算

基于双向变流装置输出外特性,分析电压调整率与下垂率的关系;以电压源换流器模型为基础,建立考虑下垂输出外特性的双向变流装置计算模型;采用交直流一体迭代潮流算法,进行含双向变流装置的城市轨道牵引供电系统潮流计算。以某地铁工程为例,列车采用6B编组,最高时速为80km·h^-1,研究双向变流装置下垂率和空载电压对峰值功率、牵引网网压和钢轨电位的影响。结果表明:随着输出外特性中下垂率的增长,双向变流装置峰值功率需求降低,但牵引网网压波动加剧,钢轨电位提高;当空载电压在1 500~1 650V范围内、下垂率为0.055~0.06时,全线牵引降压混合所整流工况的峰值功率最大在7 146~7 320kW之间。在实际工程中,应选取适当的下垂率和电压调整率,允许部分功率跨区间传输,以降低双向变流装置的安装容量,同时兼顾牵引网网压和钢轨电位的控制需求。     

TGA18型内燃机车水冷主变流器的研制

介绍了TGA18型大功率内燃机车水冷主变流器的主电路、电气技术参数及总体结构,重点分析了该型变流器的器件选型及水冷系统的结构特点.通过实际装车考核,表明该型主变流器运行稳定,满足大功率交流传动内燃机车的运用要求.     

下一代地铁列车节能型牵引及辅助变流系统

牵引和辅助变流器系统作为地铁列车牵引传动以及车载负载供电的核心设备之一,直接决定地铁列车的性能、效率以及运行的可靠性。介绍我国下一代地铁列车的节能型牵引及辅助变流器系统。针对牵引变流器系统,介绍其基本功能,并就永磁同步电机在地铁列车上的应用和自牵引系统设计的实现展开研究;针对辅助变流器系统,介绍其拓扑结构和基本功能,针对新型的高频辅助逆变器的结构和功能展开讨论。通过牵引和辅助系统的综合优化设计,实现地铁列车的高性能、高效率以及可靠运行。     

DF8CJ型交流传动内燃机车主变流器

介绍了DF8CJ交流传动内燃机车主变流器的技术特点和主要参数,描述了其主要组成,阐述了主变流器控制系统原理及主要保护功能,并介绍了主变流器的改进,这些改进在新生产的2台机车上得到了验证,试验效果良好.