重庆轨道交通2号线列车过压斩波IGBT(绝缘栅双极型晶体管)故障分析及解决措施

[目的]重庆轨道交通2号线列车正线运营出现多起过压斩波IGBT(绝缘栅双极型晶体管)故障,影响了线路的正常运营,需分析故障原因,并提出解决措施。[方法]基于过压斩波原理,分析故障现象及故障机理,进而得到故障原因,建立了实物测试单元对故障原因进行试验验证,进而针对性提出解决措施。[结果及结论]由于驱动板、适配板和斩波器IGBT被击穿,故报出OVT-IGBT故障。此外,由于IGBT被击穿,过压斩波回路处于导通状态,故过压吸收电阻长时间工作致使其温度过高而损坏,触发GR(接地)故障。试验结果进一步验证,斩波器关断瞬间产生的尖峰电压是IGBT发生故障的主要原因。改进措施为:优化过压吸收回路主动放电功能,降低过压吸收回路斩波器的工作频率;优化VVVF(变压变频)控制程序,增加有斩无流故障逻辑、未斩有流故障逻辑和一旦故障便切除本故障单元的逻辑;优化驱动板的相关参数,降低IGBT的开关频率。实际结果表明,改进措施能有效解决OVT-IGBT故障问题,使牵引故障率明显下降,保证了重庆轨道交通2号线的正常运营。

改进高频脉振电压注入的IPMSM无传感器控制

为解决传统静止坐标系高频脉振电压注入法由直流偏置导致的估计转子位置不准确的问题,在此提出了一种基于改进静止坐标系高频脉振电压注入的内置式永磁同步电机(IPMSM)无传感器控制方法。该方法仅使用β轴定子电流估计转子位置和转速,因此解决了直流偏置问题。首先,采用四阶广义积分提取高频电流,四阶广义积分在谐振频率处具有单位增益和零相移,保证了提取高频电流的准确性。然后,利用改进的二阶广义积分获得包含转子位置信息的正交信号,并且可以精确补偿信号处理过程中低通滤波器产生的相移和幅值衰减。最后,在2 kW IPMSM驱动平台上验证了算法的有效性。

重庆单轨3号线一期列车网络系统更新改造技术方案实现

文中以重庆3号线一期跨坐式单轨列车网络系统为背景,对比分析了当前单轨列车网络系统设计及产品配置,从通信冗余、产品冗余及产品配置优化、智慧列车建设的角度提出了更新改造阶段的网络系统设计方案,并进行了产品可靠性指标定量分析。此外,针对当前单轨车网络系统优化并新增了成熟可靠的监视及控制方案,最后结合当前城轨列车网络系统的创新发展,对未来智能化、集成化列车网络系统提出了展望。

基于Simulink的光伏发电Boost三相逆变并网系统的研究

新能源作为一种新兴的能源利用方式受到了全世界各国的广泛关注,相对于传统能源而言,新能源发电的方式不会对环境产生污染,这也为世界瞩目的环境问题贡献了一份力量。太阳能作为最具潜力的未来能源之一,发展前景十分广阔,是未来新能源发电不可缺少的中坚力量。为此,需要加大太阳能相关研究的投入力度。本论文以三相光伏发电并网系统的主要研究对象,以光伏并网逆变器稳定、高效、低谐波运行为目标,将三相光伏发电并网系统分为三个环节,即光伏阵列输入环节、Boost升压环节以及三相逆变并网环节,各部分对应的主要研究内容涉及MPPT算法、Boost升压变换、三相并网控制策略的设计三部分,分析每个环节的设计思路并进行验证。

模糊PID在热泵热水器水温控制中的应用

设计了一种模糊PID控制器,通过STM32F103ZE微处理器将这种算法应用于变频空气源热泵热水器的水温控制,运用Matlab/Simulink对该控制器进行建模和仿真,经过多次调试算法程序,修改参数,得到了水温控制效果最优的控制器。实际运行结果表明:热水器水温控制的响应速度快、稳态精度高、抗干扰能力强,优于常规的PID控制算法。

基于SVPWM的地铁车辆应急通风逆变器研制

介绍了应急通风逆变器的工作原理及其Matlab/Simulink仿真、空间矢量脉宽调制(SVPWM)实现方法、比例积分(PI)控制器和软件设计流程,并通过样机制作及实验验证了逆变器完全能满足地铁车辆的应用要求。目前按该方案设计的应急通风逆变器已批量用于重庆地铁1号线及重庆地铁9号线项目中,运行良好。

基于Modbus与ZigBee的通信冗余过程控制系统开发

针对传统的工业现场过程控制系统布线量大、成本高和维护困难等问题,提出了一种采用Modbus总线技术、ZigBee无线技术和STM32技术的通信冗余监控系统。该系统可实现两种形式的通信:Modbus总线通信和作为通信冗余的ZigBee无线通信,提高了系统的稳定性。下位机将工业现场仪器仪表采集的数据信息集中传输给上位机,便于对现场进行监测。系统具有一定的隔离、抗干扰和防雷击保护措施,适用于工业现场。

空气源热泵热水器控制系统的变频改造

在分析空气源热泵热水器工作原理的基础上,给出了一种以ATmega16单片机为核心的空气源热泵热水器的变频改造方案,介绍了基于智能功率模块PS21869主电路的设计。试验结果表明,经过改造后的控制系统运行稳定,压缩机实现了低频起动、起停次数减少,水温波动小,有一定的应用价值。

空气源热泵热水器控制系统的变频改造

在分析空气源热泵热水器工作原理的基础上,给出了一种以ATmega16单片机为核心的空气源热泵热水器的变频改造方案,介绍了了基于智能功率模块PS21869主电路的设计。实验结果表明,经过改造后的控制系统运行稳定,压缩机实现了低频启动、启停次数减少,水温波动小,有一定的应用价值。

基于新息理论的EKF感应电机转速估计方法

提出了一种基于新息理论的自适应扩展卡尔曼滤波(IT-AEKF)感应电机转速估计方法,实现了优化的感应电机无速度传感器矢量控制。该转速估计方法使用新息序列对系统噪声协方差矩阵进行在线估计和自适应调节,实时地跟踪系统模型的变化,使系统模型与实际模型更加匹配。所提出的方法提高了系统模型对于实际系统以及外部环境变化的适应性,也满足对于低速的估计要求,进而提高系统的稳态精度和抗粗差性能,使系统遇到干扰时更快收敛。实验结果验证了算法的正确性和有效性。

一种滤波参数自适应的扩展卡尔曼滤波感应电机转速观测器

研究了滤波参数自适应扩展卡尔曼滤波的感应电机转速观测器(AFP-EKF),实现了优化的感应电机无速度传感器矢量控制。该转速估计方法使用新息序列构造可自适应调整的缩放因子来调节系统噪声协方差矩阵,实时地跟踪系统模型的变化,使电机系统的实际模型与滤波器模型更加匹配。该算法提高了感应电机无速度矢量控制系统的动稳态性能以及抗粗差性能,使系统的收敛速度更快。实验结果验证了该算法的正确性和有效性。

基于LabVIEW的城轨车辆牵引设备低压测试台设计

基于LabVIEW程序语言对牵引系统低压测试台进行设计,文中采用研华PCI-1756和PCI-1780板卡对牵引系统中数字量、模拟量的输入输出采集,实现了牵引系统中低压测试功能。试验表明,测试台运行可靠,可以大大提高测试准确度以及工作效率。

一种读取Ansys rst文件中节点力信息的方法

为从Ansys rst文件中准确读取焊缝节点力信息,对研究对象进行建模、有限元加载和强度计算,得到包含焊缝单元及焊缝节点编号的rst文件。用MATLAB软件读取rst文件,筛选出其中的焊缝单元节点力信息,展示焊缝节点力信息的获取方法。将获得的节点力信息转化为等效结构应力,利用主S-N曲线计算应力损伤比,将计算结果与FE-WELD的计算结果进行对比,验证节点力的准确性,反映读取方法的有效性。

PMSM用旋转高频电压注入法随动式滤波器设计

永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制具有高可靠性、低成本等优点,已成为目前备受关注的研究热点。低速范围由于反电势较小,需要外加信号注入以提取位置信息,目前常用的方法是旋转高频电压注入法。但是传统的旋转高频电压注入法中采用的滤波器无法排除基频等信号的干扰,且对目标信号产生相位偏移,因此这里提出一种中心频率随动式带通滤波器(BPF)设计,可准确提取基频信号,从而避免滤波器带来的角度误差影响,最后基于青岛四方所永磁直驱电机大功率对拖平台进行实验验证,实验结果证明了所设计滤波器信号提取效果良好。

基于PLC的新型地铁车辆空调控制系统的设计与应用

结合重庆地铁10号线项目,阐述了利用PLC自动控制系统实现对地铁车辆空调系统控制的关键技术,可为地铁车辆的空调控制系统设计提供借鉴。

重庆轨道交通4号线列车牵引系统方案设计与研究

重庆轨道交通4号线属于As型地铁列车。本文根据As型列车技术标准和车辆性能要求,对列车牵引和电制动性能进行了计算和分析,并基于实际线路进行了线路仿真,根据线路仿真数据和列车运行数据进行了牵引系统主要保护器件的选型,可为以后牵引系统的设计提供工程参考。