基于4G网络通信的接触网主回路电气节点过热在线监测系统

预防接触网主回路电气接触环节故障是保障电气化铁路及高铁运营安全的重要举措,通过监测接触网主回路电气节点的温度状态是最直接有效的预防方式。针对目前接触网主回路电气节点温度状态尚无在线实时监测的问题,开发了基于4G网络通信的接触网主回路电气节点过热在线监测系统。通过4G网络通信技术和温感监测技术,温度监测终端准确采集主回路电气节点温度数据,传输至后台系统,经后台系统系统数据处理,进行提前预警、即时报警,发现电气主回路温度异常点,确定电气连接状态及设备缺陷等动作。为灵活、合理制定检修计划内容提供数据依据,保障接触网主回路安全运行的同时提高接触网天窗检修作业智能化水平和作业效率。     

基于开关瞬态过程分析的大容量变换器杂散参数抽取方法

由于线路杂散电感存储能量的释放,绝缘门极双极性晶体管（insulatedgatebipolartransistor,IGBT）在开通和关断的瞬态过程中,其两端将产生电压尖峰。为了对该电压尖峰进行定量研究,需要对IGBT开关过程进行分析,抽取线路的杂散电感参数。传统抽取方法通常利用IGBT关断电压的最大幅值以及近似的电流斜率作为计算参数,其计算结果并不精确。为得到更精确的结果,提出一种新的参数抽取方法,通过将IGBT开通、关断的非线性过程分解为多个线性阶段,并充分考虑反并联二极管前向恢复和反向恢复的影响,在此基础上得到电压过冲△Uot。和相对应的di／dt,进而得到准确的杂散参数抽取过程。最后,将该分析方法在一台75kVA的单相逆变器进行实验验证,利用不同工况下的开通和关断过程进行线路杂散电感抽取,均得到一致的结果,从而证明了本方法的有效性与正确性。     

组合式三相逆变器的限流策略研究

组合式三相逆变器特有的电路拓扑,使输出电流与直流母线电流的关系更为复杂,这为传统限流策略的实施带来了困难。本文详细分析了组合式逆变器在短路时的工作状态,推导出输出电流与直流母线电流的关系,据此确定限流点,并在一台10kW的组合式三相逆变器上实施了限流策略。仿真与实验均表明了理论分析的正确性与限流策略的有效性。     

基于电压/电流控制模式的组合式三相逆变器

为满足逆变器负载短路而不停机的要求,提出正常情况输出恒定电压和异常情况下(如短路)输出电流恒定的2种模式相结合方案.基于组合式三相逆变器拓扑,分析得到带有LcL滤波器的逆变器等效拓扑,给出电压控制模式下PID加重复控制的控制策略和电流控制模式下状态反馈控制的复合控制策略.运用极点配置对PID控制和状态反馈系数进行设计,...     

大功率电机直接起动的逆变器控制模式切换策略

在冲击性负荷下(如短路故障)要保证逆变器可靠地运行,采用两种控制模式:正常情况下,逆变器输出恒定电压,工作于电压控制模式;异常情况下(如短路、冲击性负载),逆变器输出电流恒定,工作于电流控制模式。两种控制模式的切换成为逆变器可靠运行的关键技术之一。常用的切换策略:故障的负载电流值大于电流阈值和故障消除的负载电压恢复到额定电压进行模式切换。但是,为解决冲击性负载下可靠地保护,希望进入电流控制模式的电流阈值较低,而在特定的负载下安全地直接起动大容量电机(电机的起动电流一般是额定电流的几倍甚至上十倍),则希望电流阈值较高。针对二者矛盾,文中利用大功率电机起动与故障工况的差异,再引入电压阈值作为判断条件解决了电机起动误入电流控制模式的问题,两台400kV.A、50Hz的样机实验验证了该策略的有效性。     

基于机器视觉的牵引供电接触网异物清除系统

列车在运行过程中,使用受电弓从铁路沿线接触网取得电力,而接触网大多都露天架设,极容易被各种异物悬挂,导致列车延误或发生安全事故。目前对接触网大多采用人工现场巡检方式,工作量大且效率低下。针对以上问题,设计了一种基于机器视觉的接触网异物清除系统,该系统由异物清除机器人和异物清除管理软件构成。异物清除机器人悬挂在接触线上,可自动运动拍摄视频,并利用机器视觉技术自动识别接触网上是否悬挂异物,若发现异物及时使用自带的大功率激光器清除,同时将相关数据通过4G网络发送到调度控制中心;异物清除管理软件收集并分析各个机器人上传的数据,若发现异物及时通知相关工作人员处理以保障列车运行安全,同时也能有效降低人工巡检工作量,提升巡检效率。     

一种小输入侧电感具有漏电流抑制能力的单相单级电流源型逆变器

传统的电流源型逆变器通常需要很大的直流侧电感保证输入电流的恒定,增加逆变器的体积、成本和损耗。当电流源型逆变器应用在光伏并网发电系统时,还需具备漏电流抑制的能力。文章提出一种新型的无变压器单相单级电流源型逆变器,能够根据输入电压和电网电压间的关系在Buck模态和Boost模态之间切换,在逆变器的整个运行流程中能够保持共模电压的恒定,从而有效地抑制漏电流的产生。所提逆变器无需保持输入侧电流的恒定,可以降低对输入侧电感的需求。最后,通过搭建一个220V/1500W的实验平台以验证所提方案的可行性。     

一种能量分配与能量回馈型的单级式无电解电容LED驱动器

为了消除电解电容对发光二极管(light emitting diode,LED)驱动器使用寿命的影响,减少LED驱动器中功率半导体的使用数量及能量多次处理的比例。文中提出一款能量分配与能量回馈的单级LED驱动器。该驱动器通过添加一个非常简单的纹波消除电电路,输出一个交流的纹波消除电压以抵消总电压纹波。当输出的纹波消除电压为正电压时,LED驱动器工作在能量分配模式,实现能量的单级传递。当纹波消除电压为负时,LED驱动器工作于能量回馈模态并向输入侧回馈小于4%的输出功率。该LED驱动器同时兼具了低能量传递比例、低功率半导体器件使用数量的优点,使得其效率非常接近单级LED驱动器。最后,搭建一台35W(100V,0.35A)的样机验证方案的可行性。     

并联逆变器的短路保护策略

常用的短路保护方案是正常下的恒压模式和异常下的恒流模式相结合的方案。因并联逆变器各模块参数的差异性,短路消除后退出恒流模式的时间不一致产生较大的环流,尤其在轻载情况下易引起功率倒灌,严重时导致直流电压过电压保护停机。针对该问题,提出利用均值电压和瞬时电流值相结合改进策略,且多台并联逆变器同时在同步信号的上升沿(或下降沿)退出恒流模式进入恒压模式,并抬高起始电压得到快速恢复额定电压。两台400kVA/50Hz的逆变器对比实验结果证明了改进策略的有效性。     

逆变器并联系统的新功率算法及实现

针对数字域下传统功率计算的积分延时影响并联系统的稳定性和动态性能的问题,提出一种无积分单元的功率计算方法.该方法根据正弦信号的三要素复原信号的原理,复现电压电流信号,仅用前后两拍的数值就可以实时计算平均功率.且在负载突变后,仅需一个采样周期即可得到平均功率真实值,动态跟踪好.减小了计算延时,提高了并联系统的稳定性和动态性能,因抛弃了正余弦表,占用DSP资源少,计算量小.仿真和理论计算对比表明该方法稳态误差小于0.04%和负载突变的动态响应快.两台75 kVA/50 Hz的单相逆变器并联实验验证了该方法的有效性.