基于可靠性的无二次谐振回路牵引变流器电容优化设计

为保证电容器稳健可靠运行，文章以“复兴号”动车组牵引变流器为研究对象，对无二次谐振回路（简称“无二次回路”）牵引变流器的支撑电容器的基本设计思路进行了阐述，搭建了相应仿真模型，并基于该仿真模型提出了一种基于可靠性的无二次回路牵引变流器支撑电容器参数优化设计方法。其选取由制造、测量等因素引起的电容器容值偏差、网压存在的随机波动作为不确定性来源，以无二次回路牵引变流器中间电压的纹波系数作为约束函数，实现支撑电容器的参数优化设计，得到了更为稳健的电容器设计值，进一步保证了牵引系统的稳健可靠运行。最后，利用该电容器参数可靠性优化结果进行无二次回路牵引变流器设计及试验验证，结果显示，变流器中间电压波动在±5%以内，体积缩小了28.4%，重量减轻了28%，试验验证了该电容设计方法的有效性以及无二次回路牵引变流器的体积、质量优势。