一种3.5kVA列车辅助逆变器的研制

针对传统逆变器功率开关管的损耗大的问题,以及在非线性负载下的响应慢的缺点,提出采用混合脉宽调制(HPWM)方式,结合电流内环、电压外环的控制算法。使逆变器的开关损耗大大减小、动态性能明显改善,并减少逆变输出电流谐波。研制了一台3.5kVA的列车辅助逆变器工程样机,系统结构采用两级变换,前级斩波升压(Boost)方式的DC/DC变换、后级DC/AC逆变变换,整个控制系统基于DSP数字技术。运用以上控制方式经MATLAB仿真和试验,结果表明该辅助逆变器的电气性能能够满足列车轻负载技术要求,整个控制系统稳定可靠。

基于机器学习的辅助逆变器温度预测

辅助逆变器的状态直接影响地铁安全运行和乘坐舒适度,为确保地铁运行过程中辅助逆变器能正常工作,文章提出基于机器学习的方法对辅助逆变器温度进行预测,判断辅助逆变器的温度是否存在异常。首先分析原始数据并提取相关特征;其次基于多元线性回归算法、随机森林和K近邻回归模型,建立辅助逆变器温度预测模型,并进行模型训练;最后采用K折交叉验证得出该模型在测试集上的平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)和R-Squared指标,用以评价模型的拟合效果。试验结果表明:基于多元线性回归和随机森林建立的两个模型在此应用场景下表现较好,两种模型的置信度均在93%左右。

地铁车辆辅助逆变器箱吊挂结构设计及振动冲击试验研究

总结车下设备吊挂结构设计原则,并基于设计原则完成了辅助逆变器箱吊挂结构设计。依据IEC 61373-2010标准对吊挂结构进行有限元分析及模态分析。设计了冲击振动试验方案,对辅助逆变器箱吊挂结构进行了纵向、横向和垂向等3个方向的模拟长寿命振动试验、冲击试验以及功能性随机振动试验,并对试验结果展开详细分析。有限元分析和试验验证结果表明,辅助逆变器吊挂结构各项性能安全可靠,满足标准要求,为地铁车辆车下设备吊挂系统的结构设计和优化以及试验提供参考。

基于机器学习的辅助逆变器进风滤网堵塞诊断

辅助逆变器是地铁牵引系统的重要组成部分,为了优化辅助逆变器的运用性能,提高地铁运行的稳定性,提出一种基于机器学习判断辅助逆变器进风滤网是否堵塞的方法。首先,在原有数据的基础上提取对辅助逆变器模块温度产生影响的特征;其次,建立模型进行模型训练。结果表明:采用该方法进行滤网堵塞诊断时,相较于支持向量机(SVM)模型方法,基于多层感知机(MLP)模型的辅助逆变器进风滤网堵塞诊断方法在数据计算和预测中诊断精度较高、鲁棒性较强。同时,研究也为后续地铁项目中辅助逆变器滤网在开展制造、维修时的优化换型提供了重要依据。

一种基于DSP-FPGA的辅助逆变器核心控制系统

辅助逆变器为电力机车辅助设备供电,其性能将直接影响电力机车的整体运行情况。本文所述辅助逆变器核心控制系统采用基于浮点数字信号处理器(digital signal processor,DSP)和现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的系统架构。以FPGA部分为重点,采用了一种基于矢量旋转的简化三电平空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM),并通过三角函数运算的简化、高效率除法器等关键性设计避免DSP进行大量三角函数运算,减少硬件资源占用。实现了基于FPGA的AD采样与数据处理及DSP与FPGA之间基于双端口RAM的异步通信,充分利用了FPGA强大的高速并行处理能力。最后,搭建基于RT-LAB与辅助逆变器核心控制系统的半实物实验平台,实验结果证明了辅助逆变器核心控制系统FPGA部分设计方案的可行性与正确性。

DC01型电动列车辅助逆变器控制器及应急起动功能的改善

上海轨道交通1号线DC01型直流传动车辆在运行中因蓄电池应急供电后电压跌落,造成辅助逆变器起动失效,从而导致车辆丧失运营能力。在分析DC01型电动列车辅助逆变器控制器构成和功能的基础上,讨论了产生该故障的原因。通过提高动作保护电流的限界值、实施智能式分级起动控制方案等措施可改善控制器的性能。

DC01型电动列车辅助逆变器起动失效分析及其解决措施

经试验分析,辅助逆变器起动失效是由蓄电池电压过低、控制电源电流的冲击及相关干扰等因素综合造成的。对该故障,可通过防止干扰引起的误触发、改变保护动作设定值、增设逆变器起动专用DC/DC升压变换器等措施予以解决。

基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法

提出一种基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法.系统阐述了电流环和电压环的建模及设计方法.电流环有效抑制了数字延时的影响,提高了系统动态响应.基于新型谐振控制器的电压环,有效减小了基波和谐波处的逆变器内阻,达到了抑制不平衡负载和非线性负载的目的.最后搭建了基于S-Function的虚拟DSP系统仿真模型,并通过实验验证了这种控制方法的优越性.

基于自适应虚拟阻抗的牵引辅助逆变器并联控制

针对传统下垂并联控制法因各列车辅助逆变器线路阻抗不一致导致系统环流较大、功率分配不均及负载电压跌落问题,提出一种基于自适应虚拟阻抗的下垂并联供电控制策略。详细分析列车辅助逆变系统传统下垂并联控制策略及辅助逆变器输出阻抗对系统性能的影响,采用自适应虚拟阻抗对列车辅助逆变器并联供电系统中各模块输出线路阻抗进行调整,使其接近一致,抑制因线路阻抗差异导致的并联供电系统环流,实现功率均匀分配的有效控制。以电压跌落补偿方法解决因线路阻抗及虚拟阻抗引入导致的负载电压跌落问题,并最终设计列车辅助逆变器并联系统双闭环解耦控制结构,实现系统中电容电感元件的解耦控制。仿真和降功率实验系统测试表明,所提控制策略具有有效性与可行性。

地铁辅助逆变器嵌入式重复控制研究

地铁辅助逆变器需要为地铁车辆的空调、风机、水泵、照明等辅助设备提供可靠高质量的电能,因此在地铁系统的稳定可靠运行中起着至关重要的作用。针对地铁辅助逆变器控制问题,提出了一种地铁辅助逆变器嵌入式重复控制策略,根据内模原理设计了交流侧电压嵌入式重复控制器,分析了控制器的稳定性;搭建了245 kVA地铁辅助逆变器仿真平台与实物实验平台,通过仿真与实验验证了所提出的嵌入式重复控制策略的有效性与可靠性。与传统比例积分控制方法相比,采用嵌入式重复控制可以简化地铁辅助逆变器控制系统结构、抑制交流侧电压电流谐波,有效提高地铁系统供电质量。

地铁1号线车辆IGBT静止辅助逆变器研制

由于IGBT器件的迅速发展及其在中等容量范围内取代GTO的趋势 ,研制了用高压IGBT(或HVIGBT)构成的静止辅助逆变器来替代上海地铁 1号线车辆上原GTO逆变器 ,并经受了装车运行试验考核。

地铁车辆辅助逆变器并联供电模式分析

分析了辅助逆变器的中压供电模式、并联供电模式及各自的技术特点,重点介绍了分散并联和集中并联2种并联供电方式的原理、并联过程及故障检测方法。综合来看,并联供电控制难度大些,而生产和维护难度则大大降低。

解决DC01型电动列车辅助逆变器起动失效的专用DC/DC升压变换器研制

针对上海地铁DC01型电动列车因蓄电池应急供电后产生电压跌落,造成车辆辅助逆变器起动失效,导致列车丧失运营能力的故障,提出加装专用DC/DC升压变换器的解决方案。介绍了DC/DC升压变换器的研制及其模拟试验和车上试验。试验表明DC/DC升压变换器能确保辅助逆变器正常起动。

地铁车辆辅助逆变器的设计与仿真

以地铁车辆用DC1500V/160kVA辅助逆变器为例,阐述了采用IGBT作为主要开关元件的主电路及其控制系统,并利用MATLAB/SIMULINK进行仿真验证其可行性,最后给出了采用电压空间矢量控制的仿真结果。

上海地铁车辆AC03型辅助逆变器的国产化替代研究

分析了AC03型IPM(智能功率模块)辅助逆变器的结构与原理,阐述了采用高压IGBT(绝缘栅双极型晶体管)来替代IPM的必要性,并对SVPWM(空间矢量脉宽调制)控制方法进行MATLAB软件建模与仿真分析。在此基础上,进行了高压IGBT替代IPM的研究工作,装车试验取得成功并进入运行考核。

地铁列车负载故障下的辅助逆变器失效频谱特性分析

地铁列车的辅助逆变器运行多年后存在各种老化状况,辅助逆变器系统本身的输出特性变差,较易引起列车故障。针对这一现状,从频谱分析的角度入手,采用MATLAB/powergui及傅里叶分析法评估辅助逆变器的工作状态。研究了大功率负载故障引起的辅助逆变器失效以及在此情况下的输出频谱特性。仿真试验数据在上海轨道交通1号线列车大修过程中得到验证。该方法对于列车电气设备的日常检修和大修中的状态评估有着一定的参考价值。

基于能量回馈的电力机车辅助逆变器试验系统

介绍了一种新型电力机车辅助逆变器试验系统,采用PWM整流器取代原有风机负载,利用PWM整流器调节逆变器交流侧电流来完成各种工况下试验任务,将能量回馈到系统直流侧循环利用。PWM整流器采用预测电流控制算法,使电感电流跟踪指令电流,三相电流可单独调节用以模拟逆变器缺相、过载等工况。试验表明试验系统具有结构简单,运行稳定,节能降噪等优越性能,可应用于各种逆变器的性能测试。

地铁辅助逆变器滤波电路软故障分析

以上海地铁1号线辅助逆变器滤波电感为例，通过Matlab建立系统仿真模型。并借助于powergui模块进行频谱分析，对现场维修人员进行软故障排查具有重要意义，也为地铁列车的架修和大修等深度化维修提供了可靠性方面的依据。

基于SVPWM的AC03型辅助逆变器的仿真研究

以ACO3型辅助逆变器为研究对象,分析了以IGBT为开关元件的二电平逆变器的主电路的工作原理和电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法。利用MATLAB软件进行了逆变器的PWM控制仿真,结果表明采用该方法可以控制辅助逆变器输出良好的电压波形,并准备在该型逆变器上用IGBT模块替代IPM模块。

上海地铁直流列车辅助逆变器起动失效分析及解决措施

针对上海轨道交通一号线直流电动列车因蓄电池应急供电后产生电压跌落,造成车辆辅助逆变器起动失效,导致列车丧失运营能力的故障,进行故障原因查找与分析研究,并提出解决措施。