零阻变换器系统中开关单元的优化分布方法

零阻变换器系统(zero-resistance converter system,ZRCS)能将走行轨电流从虚拟回流地处转移至回流线缆, 进而从源头上治理城市轨道交通钢轨电位与杂散电流问题。作为 ZRCS 中影响虚拟回流地位置的关键部件之一, 开关单元的数量与分布会直接影响钢轨电位和杂散电流的分布。在实际列车运行过程中,牵引和制动工况下的列 车电流及相应钢轨电位远大于匀速工况;通过调整开关单元的分布,降低这部分的钢轨电位,可提高 ZRCS 的综 合治理效果。因此,在分析 ZRCS 中开关单元作用的基础上,提出其优化分布方法;通过对比不同开关单元分布 下的治理效果,得到较优方案。仿真结果表明：所提出的优化方法能进一步提高 ZRCS 的治理效果,具有可行性。     

AMC16多回路配电监控单元

AMC16系列多回路配电监控单元采用微处理器和专用电能计量芯片技术设计而成,具有测量、计量、开关状态(合闸/分闸)监测、控制、报警、通讯等功能。AMC16-1E9/K单元可同时测量同一母线电压下的9路单相电流、功率、电能、18DI/1DO。     

零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器

提出了一种零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器方案,该辅助逆变器采用双段式变压器电路结构,前段为DC/DC开关电源电路,后段为三相逆变电路,系统采用零电流开关(ZCS)技术进行控制,实现了IGBT上电压和电流开关损耗最小化。试验结果验证了所提出的方案是可行的。     

大功率变流技术与应用(二)——软开关变流器

传统的硬开关逆变器在转换状态期间存在一些严重问题.高开关频率使电力电子器件遭受高的开关应力和高的开关损耗.此外,很大的du/dt和di/dt引起严重的电磁干扰(EMI),而寄生电容和杂散电感可能在开关过程中产生高的电压和电流尖峰及振荡.采用软开关技术,可以克服这些缺点,消除开关损耗,提高效率;减少开关du/dt,消除相关的EMI和轴承电流.文章着重介绍用于PWM电压源逆变器的两类软开关技术,即谐振中间环节和谐振吸收回路.     

分形维数在接触网隔离开关故障识别中的应用

接触网隔离开关是牵引供电系统中的重要设备,其运行可靠性对于整个牵引供电系统的安全运行有着重要意义。隔离开关故障原因具有多样性与随机性,对不同故障进行及时有效识别存在一定的难度。文章针对隔离开关运行中机械特性,对其电机电流与输出扭矩间存在的关系进行推导,找出它们之间的二次函数关系,证明电机电流可以用以表征隔离开关的运行状态。通过搭建起电机电流采集系统,采集到一定量的电机电流信号,应用分形维数定理对电机电流进行特征提取,在一定程度上实现了对隔离开关机械故障的识别、分类,为接触网隔离开关故障诊断提供了一个新的思路。     

辅助谐振变换极软开关逆变器的新型控制方法

开关损耗和电磁干扰是变流器高频化的主要问题。辅助谐振变换极(ARCP)软开关逆变器通过引入辅助元件和谐振元器件来降低开关损耗,但是引入的辅助元件在导通过程中会带来新的开关损耗。为了降低辅助回路的电流应力和主开关的关断电流,提高逆变器的工作效率,通过对分段定时间控制和变时间控制2种方式进行对比分析,综合两者的优点,在此基础上根据预测电流的原理,提出一种结构简单、控制方便的电流预测变时间的控制方法。该方法通过稳态负载电流的过零点和幅值,结合电流的正弦特性,预测下一时刻的电流值,准确计算提前开通时间,改变辅助开关管的导通时间进而改变辅助回路电流。该方法将小电流区域计算精度进一步提高,使得辅助回路电压应力随负载电流变化而相应减小,降低了开关器件电流应力,也提高了ARCP逆变器的效率。最后通过Simulink仿真工具建立模型,搭建ARCP平台进行实验验证,表明该控制方法能有效降低辅助回路的电流应力和开关损耗,提高了辅助谐振变换极软开关逆变器的工作效率,且运算成本低。     

低损耗双零电流升压斩波器电路拓扑研究

提出一种双零电流开关ＰＷＭ升压斩波变换器电路，使得主开关和辅开关的开通和关断都在零电流条件下进行。与已有的双零电流转移电路方案相比，这种电路由于开关换相时附加的谐振次数最少，所以辅助换相时的附加通态损耗达到最小。理论分析和计算机仿真阐释了这一新型零电流ＰＷＭ升压斩波电路。     

基于Matlab的级联型高压变频器VF控制仿真平台研究

以级联型高压变频器(CAS-HVI)系统拓扑结构及功率单元结构为对象,通过Simulink构建功率单元组、移相变压器系统以及基于载波移相SPWM(CPS-SPWM)调制原理的PWM发生器子系统,形成基于VVVF控制的CAS-HVI仿真平台。利用该平台分别对突加减负载时功率单元的输入电流、母线电压、母线电流、输出电流的变化进行定性分析,并对相间短路极端故障情况下的功率单元状态进行定性分析。该仿真平台不但能提高CAS-HVI系统的开发安全性以及开发效率,有效降低开发成本,同时也展示了仿真的高效性及便利性。     

异步电机用随机定位空间矢量PWM降低开关噪声

任意脉宽调制(RPWM)是用来将电压、电流谐波扩展到宽频率范围的开关技术.通过任意改变逆变器开关频率,可以将电磁声频噪声的功率频谱扩展到宽带区.与窄带噪声相比,宽带噪声给人们带来的不适和干扰较小.因而,在逆变驱动系统中,RPWM作为一种能降低声频噪声的极好途径,正在引起研究人员的注意.文章提出并实现了一种新型的任意定位空间矢量PWM(RPPWM)技术.在每一个开关周期内,三相脉冲均可以任意定位.采用一个C167微控制器就能够实现PWM脉冲的任意定位和空间矢量调制.仿真和试验结果表明,通过应用一种新的RPPWM技术,可以将电压、电流谐波扩展到宽带区,从而降低开关声频噪声.     

地铁车辆辅助逆变器DC/DC 高频隔离电路的设计与分析简

介绍了一种地铁车辆辅助逆变器使用的DC/DC高频隔离电路,其在超前臂上并联谐振电容器以实现零电压开关,在变压器二次侧采用辅助回路以实现滞后臂的零电流开关,从而实现DC/DC全桥电路的零电压零电流软开关。仿真和样机实验结果验证了该电路的有效性和实用性。     

分级式钢轨电位限制装置的研究

目前,国内城市轨道交通针对钢轨电位过高的问题,多采用钢轨电位限制装置来抑制钢轨电位。当钢轨电位超过规定值时,钢轨电位限制装置会动作,将钢轨与大地直接短接。但这一保护动作造成杂散电流的泄露量明显增加。为此提出了一种新型的分级式钢轨电位限制装置。该装置在钢轨与大地之间增设了大功率小阻值电阻,不仅可抑制钢轨电位,还能有效减少杂散电流的泄漏。     

城市轨道交通杂散电流防护失效原因及新型防护方案研究

结合城市轨道交通工程杂散电流产生的根源及传输路径,对目前常规采用的防护方法效果不佳的原因进行分析.针对杂散电流产生的源头,提出在钢轨绝缘扣件处,扩大并长期持续保证其绝缘爬距有效性;针对杂散电流的传输,提出有效阻断其非预期传输路径的新思路及方案,包括双绝缘节及定向回流方案等;对杂散电流的泄漏总量进行有效控制,实现城市轨道...     

城市轨道交通迷流的防护与监测研究

分析城市轨道交通迷流腐蚀的危害及其腐蚀的机理和特点,论述腐蚀判断的标准以及目前采取的主要防护措施,提出地铁迷流的监测方法,并对地铁杂散电流监测控制系统的软、硬件进行初步设计。     

城市轨道交通牵引供电系统杂散电流防护

杂散电流腐蚀对城市轨道交通建筑主体结构会产生很大的危害,造成工程上的安全隐患,因此,应在工程设计和施工中给予高度重视。从电腐蚀原理、杂散电流成因、杂散电流简易计算分析,以及杂散电流防护等方面进行阐述,分析杂散电流的防护方向和相关防护措施,以供其它城市轨道交通项目参考。     

新型通用端子替代杂散电流腐蚀防护铜排端子的探讨

城市轨道交通杂散电流腐蚀防护系统所采用的连接端子、测试端子、排流端子在实际使用中存在种种缺陷和弊端,新型端子的出现在很大程度上解决了这些问题。文章基于工程实践,通过对传统、新型端子的分析和比较,探讨了新型端子在城市轨道交通杂散电流腐蚀防护系统中技术上的可行性和经济上的推广价值以及应用前景。     

城市轨道交通直流自耦变压器牵引供电系统

现有城市轨道交通直流牵引供电系统普遍采用走行轨回流,存在危害性很大的长时间迷流,且防不胜防。提出一种新的直流牵引供电系统,即直流自耦变压器(DCAT)牵引供电系统,能很好地解决轨道电位和迷流问题。以传统的直流牵引供电系统为基础,增加由电力电子开关和直流电容器构成的DCAT及回流线,构成DCAT牵引供电系统。分析表明,DCAT牵引供电系统不仅能解决轨道电位和迷流,还可兼作储能装置,将列车再生制动时的能量回收再利用,同时,在线路绝缘耐压和车辆供电电压不作任何改动的情况下,DCAT牵引供电系统牵引网的电压是传统直流牵引供电系统牵引网电压的2倍,可大大减少线路的电压损失和线路损耗,从而进一步提高能源利用效率。     

多区间多列车动态杂散电流建模分析

城市轨道交通普遍采用直流牵引供电系统,多变电所多列车并列运行,线路上所有变电所均有可能向各列车供电。针对多区间多列车杂散电流动态分布,建立了多电源叠加的杂散电流分布模型,仿真分析出全线杂散电流、钢轨电位、排流网对地电位等相关参数随时间、位置的变化。所提出的仿真模型及结果可有效应用于直流牵引供电系统回流参数动态规律分析。     

土壤结构对城轨中杂散电流分布的影响分析

杂散电流分布受列车运行工况、供电区间长度、钢轨过渡电阻和土壤结构等多因素影响.研究杂散电流的影响因素是防治杂散电流的基础.为了研究土壤结构对城市轨道交通中杂散电流分布的影响,构建含多层土壤结构的杂散电流仿真模型.基于该仿真模型,分析均匀土壤、分层土壤中电阻率、土壤厚度等参数对杂散电流分布的影响.仿真结果表明,土壤结构会...     

城市轨道交通主体结构钢筋与地网连接方式研究

车站主体结构钢筋与地网的连接方式是城市轨道交通接地系统及杂散电流防护系统设计过程中的关键节点,直接影响人身、设备安全及杂散电流分布。分析了结构钢筋是否接地对人身安全的影响,仿真计算分析了结构钢筋接地以及对杂散电流防护的影响。结果表明,主体结构钢筋与地网连接可有效保证车站人身及设备安全,并不会额外增加轨道对排流网和结构钢筋的泄漏电流。