350km/h中国标准动车组辅助变流器并网控制研究

350 km/h中国标准动车组辅助变流器采用无互联线并网技术,提升辅助供电冗余能力。辅助变流器采用PQ下垂控制,以三相同步坐标变换的方式实现对供电母线电压的锁相,以有功功率实现对辅助变流器输出频率控制、无功功率实现对辅助变流器输出电压幅值控制的方式实现并网均流控制。该控制策略在350 km/h中国标准动车组上进行了实车试验,试验结果表明:350 km/h中国标准动车组辅助变流器并网控制效果良好,在动车组辅助变流器启动、投切、负载变化过程中,动态响应快,均流效果好,满足动车组运行的要求。     

高速动车组辅助变流器的并联控制

以高速动车组项目为背景,研究和实现了辅助变流器并联系统的控制策略。利用PQ下垂法,通过计算各辅助变流器的输出有功功率和无功功率,对其输出电压和频率进行下垂特性控制,以实现无互联线的辅助变流器并联。从高速动车组辅助变流器并联满功率地面组合试验结果来看,该并联系统运行稳定,动态响应快,均流效果良好。     

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。     

主辅变一体牵引变流器动车组自动通过分相区的控制方法

针对装载主辅变一体牵引变流器的动车组提出了一种通过分相区时维持中间滤波直流电路电压稳定,使列车辅助负载能正常工作的控制方法。试验结果表明,该方法不但能使动车组正常通过分相区,还能很好地保证动车组的可靠性和舒适性。     

电力机车过分相区时牵引变压器辅助绕组不间断供电技术方案研究

电力机车和动车组的辅助系统供电电源有两种途径:一种是从牵引变压器的辅助绕组获得交流电,另一种是从牵引变流器的中间直流环节获得直流电。本文提出一种解决方案,使得机车在过分相区接触网无电期间,牵引变压器的辅助绕组仍能不间断给辅助系统供电,还能确保受电弓进出分相区时不产生过电压和过电流。该解决方案使得辅助系统由牵引变压器辅助绕组供电的机车或动车,经过适当改变控制策略就可以实现过分相区时变压器辅助绕组不间断供电,从而维持辅助系统正常工作。仿真和实验结果验证了所提技术方案的正确性和有效性。     

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。     

线路谐波引起动车组辅助电源系统中间直流过压故障的分析

某型采用辅助绕组供电方案的动车组在运行过程中多次出现辅助变流器中间电压过压故障,导致牵引系统停止工作,造成动车组停车且无法再次起动。为了分析故障原因,本论文首先介绍了动车组辅助供电系统的结构和充电逻辑,建立了辅助供电电源充电时的等效简化电路。并建立动车组辅助系统仿真模型,同时对某线路上运营的动车组和变电所开展跟踪测试,以仿真和跟踪测试的结果为基础,分析动车组辅助变流器故障原因,给出相应解决方案。     

动车组充电机输出冗余供电功能技术研究

某型动车组用充电机将辅助变流器AC 380 V交流电转换为DC 110 V直流电，主要为列车固定直流负载及碱性蓄电池供电，是列车安全、可靠运行的重要保障。整车顶层技术指标要求列车可在切除及恢复1台充电机的运营过程中实现列车直流供电的平稳过渡，保持直流负载正常运行。文章通过阐述某型动车组整列直流供电系统架构及负载配置，分析了充电机输出电气原理及碱性蓄电池温度补偿曲线、充放电转换策略；并对充电机输出供电特性进行论证，深入研究了某型动车组切除及恢复1台充电机过程中，充电机供电输出的变化机理，并进行相应实车数据测试，论证碱性蓄电池浮充工况及恒压充工况下，充电机切换及恢复过程中列车充电机动作特性；通过搭建充电机等效工作模型，佐证了充电机输出的特性差异。研究表明，在运用过程中存在充电机输出电流不一致情况为正常现象，且充电机本身具有限功率输出的功能，不会对充电机的使用、寿命等产生影响。     

科技动态

DJF1动车组微机控制与网络系统对辅助系统主要提供了哪些服务?答:(1) 监视辅助系统的开关状态;(2)监视并评估辅助系统的接触器状态;(3)监视主变流器风机和二次侧电抗器风机;(4)对辅助变流器及其负载的故障作出反应;(5)报告故障和诊断信息;(6)在换端时控制ACU及其负载;(7)监视DC/DC变流器的状态;(8) 在模拟工况控制ACU和负载接触器。答:以下任一条件满足,控制系统将终止供电整流器的“ENABLE”信号: (1)无换端信号,控制车司机操纵台无供电命令的输入;(2)在换端操作时没有供电命令的锁存; (3)没有过分相信号,主断路器断开;(4)供电整流…     

高速动车组永磁同步牵引系统的研制

为实现高速动车组的高效节能,以CRH380A为技术平台研发了高速动车组永磁同步牵引系统。主要介绍牵引传动系统的整车总体技术指标,牵引特性曲线设计,牵引传动系统主电路组成,永磁同步电机主要技术参数、冷却方式、热管理技术,主电路图拓扑结构,主变流器主要技术参数,永磁同步电机控制策略。试验及实际装车应用表明,永磁同步牵引系统、主变流器、永磁同步电机及其控制策略等核心技术可靠,该永磁同步牵引系统的电机额定效率达到98%以上,显著降低了高速动车组的牵引能耗。     

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     

CRH_3型动车组辅助供电系统可靠性研究

辅助供电系统可靠性对动车组的安全正常运行至关重要。为研究其可靠性,深入分析了CRH3型动车组辅助供电系统各组成结构及逻辑功能关系,建立了辅助供电系统可靠性框图模型。在此基础上,依据系统可靠性理论与武广高铁CRH3型动车组辅助供电系统故障统计数据,分析计算CRH3型动车组辅助供电系统各部件的故障率和可靠度,并结合最小路集不交化算法,计算评估了CRH3型动车组辅助供电系统的可靠性。为进一步提高系统可靠性,提出了在辅助供电系统关键设备配电网络中增加热备冗余支路的优化方案,计算结果验证了所提出方案的有效性。研究结果为CRH3型动车组辅助供电系统维护维修及可靠性优化提供依据。     

动力集中动车组动力车电气系统冗余方案研究

动力集中动车组可适用于客运专线及普速线路客运牵引,是我国铁路客运牵引的新型动车组。为了提升动车组电气系统运用可靠性,动力车电气系统采用冗余设计,使其在故障模式下仍能维持整列编组的运行。主要介绍了CR200J-3型动力车网侧回路、微机网络系统、列车供电系统、辅助电源系统、控制电源系统冗余设计方案。     

高速动车组辅助变流器研制

辅助变流器是高速动车组的重要组成部分之一。北京纵横机电技术开发公司开展了对辅助变流器及关键部件的自主研制。首先介绍自主化辅助变流器技术方案,在搭建设计和实验平台基础上进行箱体设计与强度计算、热设计、控制器和功率模块等关键部件的自主研发、控制算法研究。针对动车组辅助供电系统,自主化的辅助变流器及关键部件通过了型式试验,完成了装车运用考核及中国铁路总公司组织的技术评审。     

电压闭环控制的辅助变流器

根据辅助变流器的运行特点,基于电压闭环和电压与频率平方比恒定的控制策略,应用Matlab的仿真分析模型,研究了辅助变流器的输出电压波动以及调速过程中电流对负载冲击较大的问题。试验表明,所研究的辅助变流器的供电品质基本满足辅助负载的要求。     

可单重四象限整流器运行的牵引变流器主电路损耗与控制研究

短编组城际动车组相对于标准8辆编组动车组动车数较少,现有牵引变流器主电路设计方案在牵引变流器故障损失动力时会对车辆运行造成严重影响。对牵引变流器主电路进行优化设计,使其具备单重四象限整流器运行的硬件基础;提出单重四象限整流器运行的主从控制策略和故障处理措施,并进行原理分析和试验验证。试验中牵引变流器实现了单重四象限整流器的独立运行。同时,车辆启动时四象限整流器的单重运行可降低IGBT损耗,并进行分析计算和仿真验证。     

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。     

CRH3型高速动车组牵引变流器冷却系统试验研究

为验证动车组高速运行时牵引变流器的冷却系统能否满足散热需求,设计并构建了牵引系统热容量测试平台,利用该平台对CRH3型动车组牵引变流器冷却系统进行了地面测试,验证了装置的可靠性,并在武广客运专线进行了CRH3型动车组牵引系统热容量的动态测试研究,测试结果表明该牵引变流器的冷却系统能够满足动车组在高速运行时的冷却性能需求。     

250km/h货运动车组牵引变流器

为适应快速货运的发展要求,通过对现有变流器整流、牵引逆变和辅助逆变部分的控制进行优化,设计了250 km/h货运动车组牵引变流器。通过仿真验证,改进后的算法能提高网侧电流信号品质,可减小辅助变流器输出电压谐波含量,并且能改善辅助变流器输出各相电压之间的不平衡度。功能和研究性试验表明温升结果满足实际要求,型式试验验证了250 km/h货运动车组电气系统设计的合理性。     

动车所车网谐振分析及治理措施研究

采用交直交变流器的动车组和电力机车容易激发牵引网高次谐波谐振,此类案例绝大多数发生在列车处于牵引工况时。当列车在动车所内处于静置整备状态时,牵引变流器发出的谐波电流非常小,很难引发谐振。针对多辆动车组在动车所内激发谐振的实际案例进行了分析,开展了试验研究和仿真分析,最终确定发生谐振的直接原因:多台牵引变流器谐波电流相角稳定且相近,造成了谐波电流的叠加效应。据此提出了改善变流器控制策略、抑制谐波电流叠加的技术措施,并对实施后的效果进行了试验验证。这对于更全面地掌握牵引网谐振机理提供了理论补充和技术参考。