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。     

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。     

轨道交通牵引系统新技术应用综述

对轨道交通领域中牵引系统的新技术应用进行总结。对碳化硅器件应用、永磁同步电机技术、电力电子变压器、中频辅助控制器和无速度传感器技术进行分析和归纳,分析目前国内外牵引系统供应商在这些技术方面的应用现状,总结各类新技术面临的挑战和技术难点,为牵引系统的轻量化、小型化和智能化设计提供参考。     

基于永磁电机牵引系统高速动车组的研制

围绕基于永磁电机牵引系统的特性,阐明了高速动车组的设计原则,论述了牵引变流器、牵引电机等技术的设计特点,介绍了动车组研制及关键部件型式试验及能耗对比试验情况。30万km运用考核表明,采用永磁电机牵引系统的高速动车组牵引能耗得到显著降低。     

地铁永磁同步牵引系统节能技术研究

阐述了永磁同步牵引系统的技术特点和应用现状,以长沙地铁1号线为例进行了永磁同步牵引系统能耗的线路仿真并介绍了现场节能测试情况,针对效率和能耗与异步牵引系统进行了详细的对比与分析,永磁牵引系统综合节能率为6.6%～36.9%,因此,我国应当积极推广永磁同步牵引系统在轨道交通领域的应用。     

城市轨道车辆自牵引技术的应用与探讨

地铁车辆自牵引技术已经逐步实现了工程化应用。文章结合当前典型的应用项目,分析了自牵引系统主电路的设计原则和控制逻辑的设计思想以及储能器件的计算选型方法等,对比分析了自牵引技术应用的优势,提出了地铁车辆自牵引系统方案的优化设计原则。     

基于IGBT的驱动系统可提高机车车辆的可靠性和利用率

文中利用ＧＥＣ阿尔斯通公司采用ＩＧＢＴ器件的ＯＮＩＸ＾Ｒ牵引驱动系统的组成、功能、特点及优势。文中还介绍了该系统模块化设计的特点以及采用表面安装技术的优点。采用ＯＮＩＸ＾Ｒ系统能提高机车车辆利用率，降低维修量和减少整个寿命期成本。     

HX_N6型大功率混合动力内燃机车牵引变流器

重点阐述了HX_N6型大功率混合动力内燃机车牵引变流器的研制背景以及主电路、工作原理、性能参数和技术特点,并对该牵引变流器的关键器件、冷却系统进行选型设计。地面试验和装车考核证明,该牵引变流器完全能够满足整车的性能要求。     

轨道交通永磁电机牵引系统关键技术及发展趋势

介绍了轨道交通领域永磁电机牵引系统的特点和优势,概述了其发展的国内外现状,详细说明在轨道交通领域永磁牵引系统需要攻克的关键技术,最后对永磁牵引系统发展趋势进行了展望。     

中车1000A/3300V IGBT在城轨牵引系统上的应用

阐述了中车TIM1000NSM33 IGBT在无锡地铁2号线牵引系统上推广应用的背景,从IGBT技术路线、牵引系统选型设计方面,对国产器件替代国外器件应用进行了可行性与可靠性对比分析。结果表明,中车1 000A/3 300V IGBT由于采用了升级的技术路线,总体性能相当,部分指标超越,符合替代要求。此外,对国产IGBT器件装车考核时出现的应用问题进行了详细分析,提出了有效的解决措施,使得国产化IGBT成功应用到无锡地铁上,并顺利推广应用到其他项目与领域。     

中大功率变流技术的发展

回顾了与中大功率变流技术密切相关的各类功率半导体器件发展历程，详细介绍了当前广泛应用的IGBT，IGCT，IEGT，MTO，碳化硅功率器件及其应用特点。概述了大功率变流技术的基本电路拓扑，介绍了三电平电压源变流器、级联H桥多电平变流器以及矩阵变换器等常用拓扑。并从工业调速系统、铁路牵引系统以及公路牵引系统等实际应用出发，介绍了大功率变流器的最新应用实例，包括混合动力和纯电动汽车的驱动装置等。提出了在大功率变流领域一些有望在未来10年得到提高的关键性技术和需要特别加以关注的发展趋势。     

基于SiC MOSFET的牵引逆变器在轨道交通中的应用研究

阐述了SiC器件和Si器件的开关特性和能耗对比;根据轨道交通牵引工况计算比较了SiC器件和Si器件的功率损耗;针对高开关频率应用,进行了包括温升、噪声、损耗、效率等一系列试验验证。试验结果表明,采用SiC MOSFET的牵引逆变器可以有效降低电机的谐波损耗,实现牵引系统节能降耗,并降低中低速段的电机噪声。     

一种用于DC 3000V供电制式的动车组牵引辅助逆变器的研制

介绍了一种用于直流3 000 V供电制式下的动车组牵引辅助逆变器的主电路、技术参数及总体结构,重点分析了该逆变器的器件选型、结构特点和辅助滤波器设计。通过实际装车考核运行情况表明,该型牵引逆变器运行稳定,满足DC 3 000 V电网供电动车组的运用要求。     

SiC功率器件在轨道交通行业中的应用

为解决轨道交通牵引及辅助系统的轻量化等问题,宽禁带半导体器件如SiC器件的应用需求越来越大。SiC材料具有禁带宽度大、击穿场强高、电子饱和漂移速率快等特性,能满足在中大功率、高温、高频条件下工作的应用要求。简述了SiC器件相比传统硅基器件的突出优势及商业化和实验室研发情况,介绍了SiC功率器件在轨道交通行业中的发展现状,同时对其在未来轨道交通装备业的发展提出了建议和展望。     

货车重载牵引杆在大秦线上的应用前景分析

介绍了牵引杆在国外的运用情况以及重载牵引杆的结构特点、性能特征、强度及技术经济性,分析了其在大秦线上的应用前景。     

高速列车牵引控制系统兼容性技术研究

针对德国西门子牵引系统和日本日立牵引系统的技术特点,提出了以欧系牵引变压器和牵引电机以及日系牵引变流器为基础进行牵引系统性能匹配的兼容性设计方案,并完成了牵引设备的设计、制造和地面联调试验．成功地实现了源自不同技术体系的高速列车牵引控制系统的兼容。     

SS4改型机车转向架各种材料牵引销的分析比较

介绍SS4改型机车牵引装置结构及牵引销的作用,针对机车牵引销运用现状,阐述45优质碳素结构钢、高锰钢、熔涂合金的特点,并对三种材料的牵引销进行耐磨性比较,证明熔涂合金销能够满足SS4改型机车的运用要求.     

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。     

动车组牵引系统服役安全性评估方法与标准研究

针对我国动车组牵引系统的运行现状,进行了服役安全性评估方法与标准研究。以CRH380BL型动车组牵引系统为例,运用国际通用的功能安全评估方法,对影响动车组牵引系统服役安全性的因素进行了定性、定量的评估,并建立了模型,开发了评估软件,实现了维修决策的最优化。     

城市轨道交通车辆牵引系统高速断路器应用研究

城市轨道交通车辆牵引系统作为复杂大系统,对安全性、可靠性及实时性要求高,其主回路保护器件选择应能保证系统安全、可靠且能有效保护主回路设备,因此保护器件工程计算应考虑总体线路极限工况。为得到各工况下相对准确的主回路电流,对牵引系统主回路进行了简化,并建立了近似等效模型。通过主回路等效模型进行计算得到主回路在弓网离线时的最大电流,为牵引系统设计及主回路保护器件高速断路器选择提供了理论依据。MATLAB仿真及车辆上的测量验证了等效模型及计算的准确性。