变流器的接地检测电路

针对大功率变流器接地故障的检测,设计了一种新的接地检测电路并提出相应接地判断逻辑方案;结合变流器的共模干扰模型,分析了接地电压波动的原因;通过计算和实际测量,提取了大功率变流器共模干扰参数,并在Matlab下搭建大功率变流器接地检测模型。仿真和试验结果表明,所提出的变流器接地检测策略能够有效地判断变流器接地故障。     

地铁高频辅助变流器热设计及试验验证

随着地铁辅助变流器的开关频率不断提高,合理的热设计是保证辅助变流器正常工作的前提。针对地铁高频辅助变流器,对产品热设计进行研究。利用PLECS软件计算关键模块的损耗,并设计多并联风道散热系统;采用Icepak软件建立该散热系统仿真模型,仿真得到高频辅助变流器关键模块的温升;最后对高频辅助变流器样机进行温升试验。仿真结果与试验测试结果对比表明,温升吻合性较好,验证了仿真分析的有效性,且关键模块温升小于45 K,满足该系统的散热需求,并为高频辅助变流器热设计及优化提供了方法。     

地电流的建模仿真分析

对动车等相对独立系统地电流的干扰机理及形成机理进行理论分析;应用基于有限元方法的计算机电磁场仿真软件时通过传导耦合、电场耦合和磁场耦合而形成的地电流进行建模和仿真分析,得到各种形式下地电流的分布规律;提出抑制地电流的相应措施.     

地铁辅助变流器功率损耗与热仿真分析

辅助变流器功率密度的不断提高使密闭箱体内的发热更加严重,因此辅助变流器热设计的重要性随之显现出来。以地铁辅助变流器为例,首先分析计算箱内各主要电气器件功率损耗,利用FloTHERM流体热仿真软件建立仿真模型,设置初始条件并求解计算,得出变流器运行中箱体内部的温度场和流场分布。之后对辅助变流器的样机进行了温升试验并将多测点实测温度与仿真结果对应位置进行了对比,对比的结果证明了热仿真方法对地铁辅助变流器进行发热情况分析的可行性与准确性,对辅助变流器的热设计提供了参考。     

变压器电磁啸叫分析及研究

牵引变压器二次绕组因为变流器PWM斩波而含有大量高次谐波,这些谐波如果不加以抑制则不可避免会产生电磁噪声甚至产生电磁啸叫,这是变压器与变流器集成设计应该考虑的问题。文章以某型牵引系统为例,分析变压器电磁啸叫产生机理,并通过仿真分析提出变压器电磁啸叫抑制方法。     

基于机车四象限变流器的直流偏置抑制方法研究

介绍了机车四象限变流器的工作原理、控制方法和交流侧电流存在直流偏置的原因,讨论了2种常用的抑制直流偏置的方法。通过理论分析,给出了一种通过根轨迹法对控制器进行设计优化,实现对电流直流偏置抑制的控制算法。经过Matlab/Simulink软件的仿真分析和半实物仿真平台测试,表明该控制算法具有良好的抑制效果,满足设计需求。     

具有散热结构的地铁列车再生制动能馈变流器结构设计

介绍了地铁列车再生制动能馈系统的工作原理,给出了一种基于模块化设计思路的能馈变流器结构设计方案。通过建立变流器柜的三维结构仿真模型,对柜内散热系统进行了热场分析;通过柜内温升试验及风速测试,验证了变流器散热系统结构的合理性。试验及测试结果表明,再生制动能馈变流器体积小、重量轻,不仅满足了产品的设计要求,还解决了变流器柜内散热效果不好的问题。     

高速动车组辅助变流器箱体的热仿真设计方法

基于热传递基本原理的高速动车组辅助变流器箱体热仿真设计流程主要包括建立几何模型、设置仿真初始条件、网格划分及稳态求解计算3个环节.根据辅助变流器的基本技术参数,并结合模拟及混合信号仿真软件Saber对辅助变流器主电路的仿真结果,给出辅助变流器中变压器、电抗器和绝缘栅双极型晶体管等主要发热器件功率损耗的计算公式.以某高速动车组辅助变流器为例,采用计算流体力学软件Flotherm,按照辅助变流器箱体热仿真设计流程,得到额定工况下辅助变流器箱体的温度场和流场分布结果,并制成辅助变流器样机.对比变压器线包和铁芯及功率模块散热片样机实测结果与仿真结果,验证了辅助变流器箱体热仿真设计方法的可行性.     

城轨列车牵引变流器箱体热仿真设计方法

箱体热设计是变流器结构设计的重点和难点。以热仿真设计方法作为箱体设计的指导思想,根据热仿真设计需要,重点分析计算箱体内主要发热器件损耗,并给出计算公式。以北京地铁13号线牵引变流器为例,计算得到主要发热器件的损耗,并采用计算机辅助求解软件FLOTHERM,在满载工况下,对设计变流器模型进行了整个机组的稳态工况热仿真计算,电气与电子器件仿真结果满足温升设计预期。并依据此研究成果试制样机,机组实测参数与仿真结果一致,验证了箱体热仿真设计方法的科学性和实用性。     

动车组主变流器的状态数据仿真研究

为解决传统动车组主变流器维修模式的缺陷,引入故障预测和健康管理技术对动车组主变流器维修进行设计研究,探讨了基于HMM模型+小波分析的主变流器故障预测与健康管理的故障诊断原理,通过仿真研究建立了MATLAB仿真模型,验证上述方法是可行的。     

城轨辅助变流器热设计方法研究

针对辅助变流器热设计的需求,建立有限体积法的迭代方程,并结合城轨辅助变流器的热设计,提出热仿真的设计步骤与方法。依照此方法建立北京城轨13号线辅助变流器箱体与内部主要电气部件的数学模型,采用仿真与公式计算结合的IGBT热损耗计算方法,使用六面体网格离散时间与空间域的模型,借助流体力学软件迭代有限体积法方程进行热仿真的计算,计算结果满足温升要求。依据此热设计结果试制成样机,完成稳态温升试验,并将主要电气部件试验结果与仿真结果进行对比。结果满足设计初衷,验证了有限体积法的热仿真分析方法的可行性。     

DC-DC变换器中25 kW高频功率变压器的设计

介绍了中低速磁浮列车DC-DC变换器用25kW高频功率变压器的设计,包括其磁芯材料的选择原则、参数计算、损耗计算以及效率计算的方法。试验运行结果表明所设计的高频功率变压器满足功率输出、温升等性能要求。     

小型地铁列车牵引制动试验台设计

设计了一个用于仿真地铁列车牵引制动性能的小型试验台,该试验台能够模拟地铁列车起动加速、惰行和制动过程。其以计算机为控制核心,通过Lab VIEW软件和数据采集设备实现人机交互,采用变频器控制电机转速和方向的方法实现地铁列车起动加速和惰行的模拟,采用程控电源及制动夹钳装置控制电动推杆的方法实现地铁列车制动的模拟。整个装置成本低、体积小、质量轻、运行稳定流畅,较好地实现了人机交互和计算机自动控制功能。     

串联负载谐振变换器的参数设计

串联负载谐振变换器（Series load resonant converter,SLRC）是利用电感与龟容产生谐振为开关器件提供零状态切换,它可以降低开关损耗、电磁干扰等,解决困扰开关变换器向高频化发展的问题。在其电路中,谐振电感和电容的参数对于变换器能否实现软开关起到了关键的作用。针对此关键参数设计问题,提出了对应的设计原则。为了验证所提出的谐振电路参数设计方案的正确性,搭建了仿真模型。仿真结果证明了方案的正确性和可行性,该设计思想对于串联谐振变换器的工程设计具有一定的指导意义。     

CRH2型动车组网侧变流器谐波研究及电感设计

CRH2型动车组网侧变流器采用单相三电平拓扑结构.以单相二电平网侧变流器输入电压的谐波计算为基础,进而分析单相三电平网侧变流器输入电压和输入电流的谐波特性,最后研究了影响其输入电流谐波畸变率的因素,并详细介绍了电感设计原理.MATLAB仿真和试验结果与理论分析一致.     

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。     

CRH3型动车组辅助变流器半实物仿真系统

基于对CRH3型动车组辅助变流器电路结构、控制器K1及其接口的分析,采用的模拟方案有:使用电磁继电器模拟接触器的闭合和关断;使用常闭按钮开关模拟熔断器、主风扇M30和变压器超温保护的反馈触点;采用反相器将IGBT的控制信号取反,以模拟IGBT的反馈信号;设置2个可调电阻用以模拟功率模块进风口和出风口的PT100温度传感器,并通过调节电流实现对主风扇M30的控制。采用Matlab软件的Simulink工具箱建立辅助变流器半实物仿真系统主电路的仿真模型,在Matlab软件的实时开发环境(Real-Time Win-dows Target,RTW)模块中经过模型分析、代码转换、程序生成并运行联编文件等步骤,获取该模型的可执行文件。运行该可执行文件,通过选择外部模式、构造、连接目标机、运行等步骤,再打开控制器K1,实现半实物仿真系统和控制器的协同工作。使用Visual Basic软件开发该仿真模型的人机界面。实践证明,这一方式完全能满足设计需求,同时又具有较高的性价比。该辅助变流器半实物仿真系统已经成为辅助变流器国产化设计的重要工具。     

结构仿真在简统化地铁车辆牵引逆变器模块结构中的应用

城市轨道交通牵引装备中的牵引逆变器存在着吊装方式不一致的问题,严重制约了产品研发周期和成本。为实现牵引逆变器的简统化设计,结构仿真对变流器模块结构和柜体结构的刚度、强度和疲劳寿命进行校核,提高了产品设计的可靠性,保证了简统化设计的成功实现。     

地铁隧道内敷设高压电缆的工频磁场特性分析

分析地铁隧道内敷设的220 V高压电缆对地铁电力、通信与信号等设备的工频磁场影响。首先,采用有限元法建立地铁隧道内敷设的220 V高压电缆及隧道结构的二维仿真模型,分析电缆正常工作和发生故障运行时的磁场分布,以及对通信线路、直流牵引供电线路、钢轨等产生的感应电动势波形及影响;然后,提出相应的工频磁场削弱方法,并进行二维有限元仿真分析。结果表明,采用隧道电缆排列和屏蔽设计可有效地减少工频磁场对公共地铁隧道的干扰。为了验证分析结果的正确性,对实际隧道内220 V电缆的磁场进行了测量,测试结果与仿真结果一致。     

多制式高频辅助变流器模块设计

提出了一种应用于400 km/h高速永磁动车组辅助变流器系统的高频辅变模块,模块内部集成TLbuck变换、LLC谐振变换及三相逆变功能,涉及多种不同电压等级的IGBT器件,解决了低压器件在高压工况下应用的耐压问题,适用于交流与直流两种制式供电。文章主要阐述了绝缘设计、总体结构设计、散热设计、驱动控制方案,并通过仿真和试验进行了验证。