基于不同接地方式与列车工况的负阻变换器牵引供电系统轨道电位与杂散电流

为解决城市轨道交通中轨道电位与杂散电流导致的安全问题,该文提出一种负阻变换器牵引供电系统(NRC-TPS).在传统牵引供电系统(CON-TPS)的基础上,NRC-TPS通过直接安装电力电子设备,为列车电流提供零阻回路,缩短其回流至牵引变电所的路径长度.由于杂散电流的产生源头减少,NRC-TPS能够降低城市轨道交通系统的轨道电位与杂散电流.此外,考虑牵引变电所的接地方式与列车工况,该文详细研究NRC-TPS的工作原理、轨道电位与杂散电流的分布规律.建模与实验结果表明,NRC-TPS无需改造列车与轨道等基础部件,即可有效降低轨道电位与杂散电流,在既有线路和新建线路中均具有良好的应用前景.     

考虑寄生电感的谐振开关电容变换器电压尖峰抑制

基于碳化硅(SiC)器件的谐振开关电容变换器(RSCC)因其软开关特性,适用于高频、高功率密度的场合.但是较高的工作频率使其对线路寄生参数较敏感,易造成开关器件的电压尖峰问题.通过分析RSCC叠层母排模型,该文建立含有寄生电感的等效电路,研究寄生电感对电路运行模态的影响,并推导开关器件电压峰值与寄生电感之间的关系.在此基础上,提出优化叠层母排结构和吸收电容的电压尖峰抑制方案,仿真及实验结果验证了该文电压尖峰抑制方案的有效性和可行性.     

适用于中压领域的V形钳位多电平变换器

多电平变换器在中高压大功率电能变换领域已得到广泛的应用.该文针对中压电能变换领域,提出V形钳位多电平变换器(VMC)拓扑族.在现有IGBT电压等级的条件下,该拓扑族采用较少数量的器件就可以实现中压大功率电能变换,结构简单;同时该拓扑族无需飞跨电容,降低了系统控制复杂度.首先提出VMC拓扑族的构成,包括拓展方式、一般形式以及演化类型;在此基础上研究VMC工作原理及控制方法,分析直接钳位机制和阻断电压分配问题.考虑目前商业主流功率器件电压等级,针对拓扑结构特点,揭示适宜VMC的电压等级;最后通过仿真和实验结果验证了所提拓扑族及控制方法的可行性,也进一步证明了该文理论分析的正确性.     

用于压接IGBT动态测试平台的高储能密度电感

压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件因其独特的优势在我国输电领域发挥重大作用,但在获取其开关特性曲线的动态测试平台方面仍存在不足.在此将高储能密度电感(Brooks电感)应用到平台中,以优化测试平台.首先根据IGBT双脉冲测试回路要求计算电感值,通过仿真得到在电感工作频率范围内集肤效应的影响可忽略,并设计电感参数;然后基于ANSYS Maxwell建立模型进行仿真分析,计算电感值为751.69 μH,符合设计要求;进而对电感进行加工制作,测量电感的阻抗特性并计算电感值、匝间电容等参数,同时对该电感进行了绝缘测试,提出该电感可应用于IGBT动态测试平台;最后将其接入动态测试平台中,分别进行高压小电流和低压大电流实验.经计算,所设计的高储能密度电感使平台得到优化并且其储能密度为原电感的56.28倍.     

次级断续时直线感应牵引电机的等效电路

直线感应电机作为轨道交通车辆的牵引电机,在道岔、转弯等路段会出现次级感应板缺失的情况,次级连续时的等效电路不再适用.针对此特殊工况,提出一种基于气隙磁通密度的分布模型,考虑次级断续的等效电路.首先,建立直线感应电机次级断续时的分析模型,根据初、次级耦合情况把断续工况分成三个阶段.然后,利用线性近似化法修正随耦合区域长度变化的初级漏感、励磁电感等参数.结合气隙磁通密度分布模型与次级断续工况,考虑纵向端部效应的影响,修正励磁支路上的励磁电感和表征端部效应涡流损耗的等效电阻,推导出三个阶段的等效电路来表示初级通过次级感应板断续区域这一动态过程.最后,根据等效电路求出电机推力和效率的动态变化曲线,并与实验台的测量结果对比,验证了所提等效电路的正确性.     

OPNET在非计算机专业网络实验教学中的应用

针对非计算机专业中计算机网络实验教学的现状,提出将虚拟的网络仿真技术引入实验教学中来,结合OPNET软件,介绍具体实验过程。     

基于Matlab的船用螺旋桨计算机实时仿真及GUI设计

基于船用螺旋桨仿真系统的应用实际,讨论了Matlab/Simulink计算机仿真软件在系统仿真中的应用;详细阐述了系统仿真模型的建立以及实时仿真的实现.针对该系统介绍了利用Matlab内嵌GUI设计工具,进行仿真系统图形用户界面GUI的设计和实现方法.在实际应用中证明了利用MATLAB所设计的计算机仿真系统,实现方便,性能可靠且操作灵活,有较好的实用性.     

基于MSP430的智能气象站的设计

本文主要介绍了基于MSP430单片机的智能气象站的设计思路,硬件上采用模块化设计方法,便于增加新的检测任务.模块间采用SPI总线通信.系统能够对多通道的温度、湿度及大气压数据进行通道选择、数据采集、数据处理、液晶显示,同时还设计了基于USB(Universal Serial Bus)技术的数据存储系统,改善了数据传输速率和存储容量.     

4.5kV/4.0 kA IGCT功率相单元测试平台设计

作为一个新型电力电子器件,集成门极换向晶闸管(IGCT)在大功率高压变流器中得到了广泛的应用.本文介绍了一个4.5kV/4.0kA IGCT功率相单元测试平台工作原理和实验方案,并且在不同电流电压下对IGCT进行了几组通断实验,给出了测试波形.实验结果充分说明了该IGCT功率相单元测试平台的合理性和可行性,为IGCT进一步研究打下基础.     

基于DSP的USB海量存储设备的设计及实现

数据采集记录系统的处理速率越来越快,系统数据量已相当庞大,因此在数据采集系统中有必要使用海量存储设备,并通过高速接口实现数据文件的离线提取.设计了基于DSP内部USB模块的系统硬件,提出并实现了基于Bulk-Only传输协议的海量存储设备的固件方案,并成功应用到电力机车故障检测记录系统中.该方案降低了系统设计难度,同时增加了系统实用性.