浅谈高速动车组电力牵引传动控制系统

牵引电传动系统是高速动车组的动力保证。本文简要介绍了高速动车组电力牵引传动控制系统的基本结构和工作原理,对牵引传动系统中所用到的几种控制方式进行了概述,其中包括电力牵引传动控制策略、电机牵引控制技术、牵引变流器的控制方法,最后介绍了高速受流技术。     

高速动车组大功率永磁牵引电机研制

随着动车组(EMU)速度等级的不断提高,要求牵引电机的功率更大、质量更轻、效率更高。为此,主要从高速动车组永磁牵引电机参数选取、结构设计等方面展开研究,并进行仿真分析计算,在现有安装空间内,研制出更高转速、更大功率密度的永磁牵引电机,以满足EMU运行要求。     

基于Matlab的高速动车组牵引电机控制仿真研究

高速动车组牵引电机控制是确保动车组平稳运行的关键,研究了模糊PID控制技术在其中的应用。分析了高速动车组的牵引原理和高速动车组牵引电机的基本原理。设计了高速动车组牵引电机模糊PID控制器。最后,利用Matlab软件编制程序进行高速动车组牵引电机的控制仿真研究,结果表明模糊PID控制系统能够有利于高速动车组的平稳运行,具有较为广阔的发展前景。     

高速列车牵引变流器冷却系统散热特性研究

在分析CRH3型高速列车牵引变流器冷却系统结构与工作原理的基础上,根据冷却系统热交换器实物尺寸、冷却液实际流速等参数,应用ANSYS有限元分析软件建立了牵引变流器冷却系统热交换器模型,并设置相应仿真边界条件,由ANSYS／FLOTRAN解析出热交换器的流场和温度场分布情况。通过对分析结果的后处理,计算得出了冷却系统热交换器的散热功率,其结果与牵引变流器功率损耗参数基本相符,验证了仿真分析的正确性。仿真分析结果有助于对高速列车牵引变流器冷却系统散热能力的评估,及冷却系统热交换器结构设计的改进,为进一步提高高速列车牵引变流器冷却系统的散热能力提供了理论依据;     

牵引变流器共模干扰分析

首先介绍了电磁兼容中的两个重要的概念共模干扰和差模干扰。然后对牵引变流器的共模干扰进行了详细的分析。分析了电路拓扑结构对共模干扰的影响和调制技术对共模干扰的影响。运用Matlab／Simulink软件进行仿真得出的结论就是：三电平逆变器产生的共模电压比两电平产生的低,电平数的增多对共模电压有一定的改善;SVPWM调制策略比采用SPWM调制策略所产生的共模电压更小。     

高速动车组轮径差与牵引电机功率及温升耦合性研究

针对高速动车组不同轮对间的轮径差引起牵引电机实际发挥功率不一致并由此产生牵引电机温升显著差异的问题,设计了一种采用车控方式的牵引电机\"轮径差-功率温升\"分析方法,对高速动车组运用过程中牵引电机报温度高等问题进行有效规避.该方法可以准确评估出由于不同轮径差带来的牵引电机发挥功率差异和温升差异的结果.同时,针对不同轮径差搭...     

考虑牵引网谐波耦合的动车组辅助变流器启动特性分析

动车组辅助变流器运行在谐波含量较高的线路时频繁出现启动失败故障,线路试验结果表明牵引网高次谐波含量与启动失败存在相关性。为研究牵引网谐波电压对交直交型辅助变流器启动过程的影响,首先建立了车载单相变压器谐波模型,分析了牵引网谐波对车载牵引变压器辅助绕组的渗透特性。建立辅助变流器滤波电路谐波模型,对其串联谐振进行理论分析。建立单相不控桥式整流电路的数学模型,理论分析了交流侧谐波对不控整流电路的影响。对发生辅助变流器启动故障的CRH某型动车组的进行测试,对电压进行了谐波分析。根据实测数据对交直交型辅助变流器预充电过程进行仿真分析,与理论分析结果进行了对比。研究结果表明,牵引网谐波会明显渗透到车载牵引变压器辅助绕组,当滤波电路参数与牵引网谐波不匹配时,将激发滤波电路串联谐振,使滤波电容电压严重畸变,会使变流器不控整流阶段的直流侧电压升高,导致辅助变流器出现预充电启动失败故障。对深入研究谐波环境下动车组辅助变流器特性及滤波电路元件参数选取具有一定的指导意义。     

地铁牵引变流器试验系统方案

地铁牵引变流器试验系统是一个高阶次、非线性、强耦合的多变量系统,其静态和动态性能的好坏直接关系到地铁机车的性能,本文对搭建性能可靠、使用方便、测量数据准确的主牵引系统实验平台的整个工作过程作了详细介绍,给出了该系统的试验方案。对地铁牵引变流试验研究工作者有实际意义。     

牵引变流器的标准化与模块化

牵引变流器是电气牵引机车车辆的核心部件,本文通过分析交流传动牵引变流器标准化与模块化的工作内容,阐述了电力牵引变流器标准化与模块化设计的重要性和必要性。     

变流变频技术在电动车组中的应用与发展

对电动车组的静止辅助电源系统及主传动系统中采用新一代IGBT模块构成电路方案及其发展作了综述，并作了比较和评述。认为：高压绝缘栅双极型晶体管（HVIGBT）已成为主导文件。在主牵引逆变器中，无论其主电路结构还是控制理论和技术，还有待进一步完善和优化。应对HVIGBT开展国产化研究。     

变流变频技术在电动车组中的应用与发展

对电动车组的静止辅助电源系统及主传动系统中采用新一代IGBT模块构成电路方案及其发展作了综述,并作了比较和评述。认为:高压绝缘栅双极型晶体管(HVIGBT)已成为主导文件。在主牵引逆变器中,无论其主电路结构还是控制理论和技术,还有待进一步完善和优化。应对HVIGBT开展国产化研究。     

250km／h动车组牵引电机转子铜导条的国产化

通过250km／h高速动车组牵引电机转子铜导条的国产化,总结了用国产化材料替代欧洲材料的经验。介绍了如何把转子铜导条放在真空退火炉中进行热处理,探讨了如何优化真空退火的工艺,确保了转子铜导条在与转子端环钎焊过程中不起泡,保证了动车牵引电机转子铜导条的性能和质量。     

动车组三相三电平T型逆变拓扑及其简化调制

针对传统动车组NPC三电平逆变器拓扑结构和调制算法的复杂性,对T型拓扑进行分析,阐述了T型拓扑的特点和能平衡器件损耗的优点。进一步简化了三电平逆变的SVPWM调制方法,同时对中点电压不平衡引入调节系数进行控制。最后进行了仿真验证。结果表明,T型结构引入中点电位调节系数后具有较好的带不平衡负载的能力,证实了T型结构的正确性与在动车组牵引传动中应用的有效性。     

中频变频器驱动高速电主轴时的故障分析与处理

在实施省级课题项目中频交流静止变频器驱动高精度高速磨床电主轴的应用研究的过程中,通过了调研、试运行、测试参数等,找到了中频变频器驱动高速电主轴的最佳方案。经实践证明,中频变频器驱动高速电主轴大大降低了能耗、改善了工作环境,操作方便,维护简单。简述了在变频器选用、调试与运行维护时遇到的一些技术问题及其分析、处理,希望对同行有一定的借鉴作用。     

高速列车变流系统热设计与温升仿真研究

变流系统是决定高速动车组动力配置的重要组成部分之一,其散热能力在很大程度上影响着变流系统的容量。论文简要介绍了高速列车牵引传动系统结构及其冷却方式,运用二次线性化的方法对牵引变流器中的主逆变器功率器件损耗进行建模,并推导出了具体的计算流程。另外,利用热仿真软件FloTHERM对功率模块特定工作状态下的热分布情况进行仿真,并与计算结果及列车运行实测数据比对,证明了建模及仿真分析的可靠性,为变流器的损耗计算及散热设计提供了方法和依据。     

电力牵引异步电动机无速度传感器间接定子量控制

在异步电动机等效电路模型基础上阐述间接定子量控制的数学关系,论述全速度区域的间接定子量控制方案及恒功弱磁区的动态弱磁方法.采用一种基于Luenberge观测器的转速自适应估计算法,构建无速度传感器间接定子量控制系统.针对在电力牵引中无速度传感器控制系统必须能在异步电动机任何未知转速时重新投入工作,给出了一种初始转速自优化搜索算法.利用TMS320C31和TMS320F240构成的双微机控制系统,对所提出的方案实施了全数字化控制.试验结果表明,该无速度传感器间接定子量控制系统具有优异的动、静态性能.     

基于LabVIEW软件的牵引变压器温升参数研究

分析了牵引变压器温升模型,根据IEC354标准温升模型中变压器各部分稳态温升和暂态温升的计算公式,应用LabVIEW软件进行编程模拟,讨论了温升计算公式中的参数对牵引变压器温升曲线和寿命损失的影响程度,得出了变压器绕组对顶层油额定温升值所带来影响最大的结论。     

计及线路条件影响的CRH2动车组牵引传动系统仿真分析

动车组数字仿真对研究机车特性、分析其对牵引供电系统的影响具有重要意义。动车组运行状态不仅随网压波动变化,还受线路条件的影响。基于此,以CRH2动车组为例,分析牵引传动系统的牵引、制动特性和不同线路条件下的阻力特性,研究四象限脉冲整流器、逆变器控制原理。在此基础上,建立动车组牵引传动系统仿真模型,对理想情况、网压波动、坡道、弯道、隧道等不同线路条件下的列车运行情况进行仿真分析,结果证明了该模型的有效性。     

牵引电动机无速度传感器及带速度重投控制

研究了无速度传感器控制技术在大功率电力牵引传动系统中应用问题。在异步电动机Luenberger观测器模型基础上推导出速度自适应辨识算法,针对无速度传感器控制在电力牵引中应用的难题——控制系统的带速度重投,提出了一种初始转速自优化搜索算法,可以在很小的电流、转矩冲击下完成重投励磁过程。实验结果表明该无速度传感器控制系统具有非常高的转矩动态调节性能,可以在极低的定子频率下稳定运行,达到工程化应用的要求。