实验室电弧炉闪变模拟与SVC补偿算法研究

针对交流电弧炉软件仿真模型不能为补偿装置提供试验依据的缺点,提出了一种基于等效电路法建立的硬件模型。通过实验验证了该模型的有效性,并结合其特性设计了电弧炉用SVC控制算法,实验结果表明其抑制闪变效果明显。     

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。     

一种改进的电压电流混合控制的并联逆变器

采用了电压模块、电流模块混合的并联逆变器系统。模块中增加了主逆变器仲裁电路,使得电压模块在出现故障时可以动态切换。电压控制环和电流控制环均采用滑模变结构控制,使得模块鲁棒性增强,对模块间的相互影响不敏感。实验结果验证,该方法提高了系统的稳定性,而且使负载平均分配,较好地实现了逆变器的并联。     

SiC MOSFET模块串扰问题及应用对策研究

针对SiC MOSFET模块应用过程中出现的串扰问题，文章首先对3种测量差分探头的参数和测量波形进行对比，有效减小测量误差；然后详细分析串扰引起模块栅源极出现电压正向抬升和负向峰值过大的原因，并提出3种有效应用对策：减小栅极阻抗、采用有源米勒箝位和三级关断串扰抑制电路。其中，减小栅极阻抗可减小感应压降，抑制栅源极过压；有源米勒箝位技术使栅源极电压串扰波形幅值限制在箝位电压范围；利用三级关断串扰抑制电路技术，显著抑制了栅源极电压的正向抬升和负向峰值，最后通过试验仿真验证了3种方法的有效性。     

常州有轨电车前端模块的研制

简要介绍了常州有轨电车的项目背景,根据主机厂采购技术规范,设计开发适用于常州有轨电车的前端模块装置,详细介绍了设计方案;对前端模块关键受力件进行了仿真计算;通过各项型式试验验证了该前端模块满足车辆的设计使用要求。     

铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理半实物仿真系统设计

针对铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理功能测试需求，设计了一套半实物仿真系统。通过分析动力集中动车组牵引主回路正常情况及发生接地故障时的电压电流关系，建立牵引主回路模型和故障注入模型，并利用该动车组牵引控制单元对设计的仿真系统进行了实时测试与验证。测试结果证明了该半实物仿真系统及模型的有效性，既可以用于正常工况下牵引回路控制性能仿真，也可以用作故障诊断与处理功能的仿真测试，具有较高的应用价值。     

一种新的地铁车辆轮对尺寸在线检测系统

针对地铁车辆轮对尺寸人工测量存在的工作量大且精度低等问题，介绍一种新的基于激光位移法的地铁车辆轮对尺寸在线检测系统。文章描述系统结构组成，给出系统的硬件选型设计和软件模块设计，阐述采用激光位移传感器实现轮缘高、轮缘厚和轮径参数测量的原理。为了验证系统的可用性，进行了现场轮对试验与过车试验，并将测量结果与人工测量进行对比分析，结果表明，该检测系统具有测量准确、一致性好等优点，能够取代现有的人工测量，满足地铁轮对尺寸测量的要求。     

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。     

牵引级1500A/3300V IGBT功率模块的热学设计与仿真

主要针对牵引级1 500 A/3 300 V IGBT模块进行热学分析,建立了基于热节点网络的热阻等效电路模型,从理论上优化了功率模块的稳态热阻分布,通过有限元模型对1 500 A/3 300 V IGBT模块进行热学仿真设计,验证了该热阻模型的有效性。     

变频器输出电压du/dt对电机的影响及其滤波器的设计

研究了变频器输出电压du/dt对电机端电压和轴承电流的影响,在PSpice中建立了电机高频模型,并对端电压波形进行了仿真;着重研究了一种du/dt滤波器的参数设计方法,并且进行了仿真和实验验证。实践证明,该滤波器具有较好的滤波效果。     

关于电能质量国标中电压变动限值的探讨

电压波动和闪变是电能质量的重要指标,其对应国标曾先后两次被修订,但其中关于电压变动限值的规定仍存在歧义和不足。文章主要依据GB12326-2008《电能质量电压波动和闪变》对电压变动限值规定展开讨论,得出了两种不同的电压变动评估方法,通过电弧炉的实际测试数据研究了两种评估方法的差异,得出了科学合理的电压变动限值和评估方法。     

电气化铁道电能质量监测管理系统的研究

针对电气化铁道的电能质量问题,本文提出了一种基于分布式体系软件平台构建的分层、分布式电气化铁道电能质量监测管理系统。该系统对谐波、电压波动和闪变、三相不平衡、功率因数等电能质量指标的监测,完全按照最新国家标准执行,检测标准可根据国标修订情况及时变更。该系统采用分层综合管理和嵌入式Internet技术,透明地支持多种通讯方式,能够实现监测设备管理、监视和测量、查询统计、数据分析和处理等功能。该系统在山东电网投入使用后,现场运行效果良好。     

既有电气化铁路牵引网电压损失改善措施研究

阐述了电气化铁道牵引网电压损失形成机理并作了相关理论计算,建立了牵引供电系统模型并进行分析,利用仿真软件对采用的两种改善方案进行了仿真验证,分析了改善效果及谐波特性。     

基于d轴电流直接求解的定子磁场定向控制系统

根据定子磁场定向控制理论，提出一种基于d轴电流直接求解的磁链、转速、转矩闭环定子磁场定向控制系统。定子磁链观测器采用电压、电流混合模型，从原理上分析了模型切换点选取方法。通过Maflab／Simulink仿真验证了该控制系统在动态响应过程中，定子磁链的稳定性好、转矩响应快等优点。     

S型电气绝缘节的建模与仿真

针对无绝缘轨道电路中S型电气绝缘节 ,本文运用电路理论中的支路电流法讨论了其数学模型的建立与仿真算法的实现 ,给出了绝缘节分别在空载和有负载两种情况下的几种典型特性曲线 ,并进一步分析了绝缘节的输入阻抗、电压传输及电气隔离特性。其各种数字仿真结果与实物测试结果具有相近的变化趋势 ,仿真精度满足要求。结果表明 :该模型能够很好地模拟S型绝缘节的电气特性 ,为S型绝缘节的设计提供了有力的分析工具。     

基于蠕变理论与有限元仿真的轨道交通车辆铝合金冲压件滞后回弹研究

滞后回弹是影响冲压件形状精度的关键因素。针对复杂工况下冲压件滞后回弹的预测与验证问题,提出了一种基于蠕变理论与有限元仿真方法。以轨道交通车辆司机室补强板为例,采用单轴拉伸试验测定了不同应力状态下5083-O铝合金材料的蠕变行为,并选用幂函数本构模型进行蠕变参数拟合;采用数值模拟手段分别建立了冲压成形、卸载回弹及滞后回弹的仿真模型,得到了不同阶段的应力演变及形状误差数据;开展了冲压件的成形试验,利用非接触式光学测量设备获取了冲压件静置2周后的滞后回弹量,并与理论结果和仿真结果进行对比。结果表明,仿真结果和试验结果中滞后回弹分布趋势一致,最大误差仅为0.069 mm;冲压件的最大滞后回弹量为0.32 mm,在实际生产中通过局部手工修磨即可满足焊装要求。     

基于改进Mayr模型的弓网离线电弧仿真分析

弓网离线电弧对受电弓滑板和接触网导线具有烧饬作用,严重危害列车的运行安全。首先介绍Mayr电弧模型,并基于能量平衡理论和横向吹弧理论,对弓网离线电弧弧柱的能量过程进行数学分析,研究高速气流对电弧耗散功率的影响。确立电弧耗散功率Ploss和车速v、电流I和离线间距l之间的函数关系,对Mayr电弧模型进行改进。然后运用Simulink仿真软件,搭建改进的Mayr电弧模型。最后对比分析弓网离线电弧仿真波形和实验波形,验证搭建的弓网离线电弧模型的合理性。结论如下:随着列车运行速度提高和离线间距的增大,气流对电弧的吹弧作用更加显著,电弧耗散功率增加,燃弧尖峰电压和熄弧尖峰电压增大。     

基于SPWM调制的三电平四象限变流器研究与仿真

介绍了单相电压型三电平四象限变流器工作原理.在分析了SPWM调制方式和瞬态电流控制原理的基础上,提出了一种直流侧两电容上电压平衡的方法,并在MATLAB环境下进行了计算机仿真.仿真结果表明:在合理选择电压平衡系数的情况下,该方法不仅能够有效地平衡直流侧两电容上的电压,也能够使开关频率满足要求.     

不同类型逆变器功率损耗和输出电压品质的比较

重点对不同类型逆变器馈电的传动系统的功率损耗和输出电压品质进行了比较,逆变器类型包括采用dv/dt或正弦波滤波器的硬开关逆变器以及谐振或准谐振逆变器.谐振逆变器以ZCS谐振逆变器为代表,准谐振逆变器以直流环节采用高频变压器的ZVS准谐振逆变器为代表,给出了仿真和试验结果.在PSPICE环境下,模型仿真几乎全部使用实物.数字仿真时,采用异步电机和电缆组成的高频模型.实验测量是在现有逆变器实验模型上进行的,此模型专用于检测带有dv/dt(或正弦波)滤波器选件的逆变器功能.测量时使用了LEM Norma D6100功率分析仪和一台基于PC平台的功率分析仪,并采用多功能插件NI-Daq 6024E和在LabVIEW环境下开发的控制软件.