大功率电力机车驱动系统噪声试验与分析

为了分析大功率电力机车牵引电机电流谐波和齿轮啮合噪声特性,文章对驱动系统噪声试验技术进行研究,搭建了满足驱动系统参数要求的噪声试验平台;运用声强法测试驱动系统噪声声功率级,采用阶次跟踪分析驱动系统噪声不同阶次特征,获取了大功率电力机车驱动系统噪声试验数据,为后续大功率电力机车噪声优化设计提供数据支撑。

大功率电力电子装置等效试验方法及其在电力系统中的应用

大功率电力电子装置核心组件试验的目的是验证其符合设计准则,并确保大功率电力电子装置在正常及故障条件下都能完成预定的工作目标而不至于损坏或影响到所接入的电力系统。随着电力电子装置在电力系统中的广泛应用,大功率电力电子组件的试验技术已成为电力电子技术发展和工程应用极其重要的组成部分。电力电子装置容量的日益提高使得很难直接在电力系统中进行试验,等效试验成为必然的选择。由于其自身的高度复杂性,大功率电力电子组件等效试验方法的研究通常比传统电力设备更复杂、难度更大。大功率电力电子组件试验等效分析的目的是:首先从机理上保证在一定的试验条件约束下,试验方法及试验装置产生的电流、电压、机械和热应力等应与被试电力电子装置在实际运行中所遇到的各种工况具有等价效果;其次是利用必要的试验条件对试品耐受能力作出合理的评价。文章重点对大功率电力电子装置的等效试验机理、等效试验方法和技术应用进行了全面研究,相关研究成果已成功地推动了灵活交流输电技术和高压直流输电技术的工程化进程,为电力系统电力电子技术在中国电网成功应用奠定了重要的理论基础和实验平台。

大功率电力电子装置实时仿真的研究进展

介绍了目前大功率电力电子装置的主要实时仿真手段,从复杂电力电子系统建模、实时交互仿真计算精度控制和复杂电力电子系统并行计算技术等几方面,对大功率电力电子实时数字仿真技术的研究现状及其发展方向进行了综述和讨论。

大功率电力电子装置试验方法及其等效机理

大功率电力电子装置试验方法的理论研究一直处于混沌状态,需要有系统化的理论指导。该文基于电力电子装置的特点,分析了试验目标与层次的确定、物理试验方法、可靠性试验等,提出“数字辅助试验”的概念。建立用于试验等效机理研究的数学模型,提出试验等效的原则,分别阐述了用于试验等效性分析的解析法、灵敏度法、目标函数优化法和相似理论法,给出等效机理的评价方法,并分析了试验装置的设计原则和方法。为今后各种大功率电力电子装置的试验方法及等效机理的研究提供了理论基础。

大功率电力电子器件散热研究综述

针对现阶段制约电力电子技术发展的散热问题,以温度对电力电子器件的影响、电力电子设备热设计特点、常见散热技术、散热系统优化研究和新材料在电力电子散热研究中的应用这五方面为切入点,论述了大功率电力电子器件散热研究现状,分析了进一步的发展方向;发现针对电力电子器件散热技术的基础理论研究成果较为丰富,并且在散热器的几何和结构优化及散热系统风道设计等方面的研究也已十分深入,不少论文针对性的提出了多种优化结构及优化算法;在未来电力电子器件的散热器件材料研究中新型散热材料和热界面材料的研发仍然是研究重点;并且新散热技术的研究也需进一步深入。

大功率电力电子装置试验方法论

大功率电力电子装置试验研究一直处于比较混乱的状态,需要在方法论的层次找出其内在规律。本文分析了大功率电力电子试验及其方法论的哲学内涵和外延,阐述了试验活动的范围、模式,试验方法的本质特征、结构和分类、目标和层次的确定,试验的历史观和发展观,试验中的数学、系统方法论、试验方法的运用以及试验方法等效分析和试验评估,揭示了试验的一般方法和规律,为大功率电力电子装置的试验和应用提供了哲学高度的理论基础。

相似理论在大功率电力电子装置试验中的应用

大功率电力电子技术的产业化需要强有力的试验支持,而容量不断增长的设备很难直接在电力系统中进行试验,必须采用等效的方法和试验系统。因此试验等效性的研究尤为重要。相似理论是描述各种现象相似原理的学说。该文将相似理论的原理和方法应用于大功率电力电子装置试验的等效性研究,提供了一种新的手段。简单介绍了相似理论及其在试验等效研究中的应用;分别应用定律法、量纲法和方程法3种相似分析方法针对不同试验研究对象的特点进行了分析和研究,并给出了2个实例,根据不同的试验目的,2个实例中试品的相似处理也不同;最后应用相似畸变的概念,对等效误差进行了分析。

大功率电力电子器件蒸发冷却技术研究

介绍了采用蒸发冷却方式来冷却大功率电力电子器件的方法。功率模块安装在冷凝器箱体表面,器件的热量传至箱体,使箱体内冷却液由液态转化为气态,与箱体内的水冷管进行热交换。采用该冷却方法可将大功率器件的壳温控制在80℃以内,并且冷却结构简单,体积小,无噪音,冷却液具有高绝缘性,运行安全可靠,冷却介质温度均匀,冷却效率高,适用于高热密度的大功率器件的冷却。

大功率电力电子装置过电压保护技术综述

概要回顾和比较了几种常用于电力系统高压装置中的传统过电压保护设备如保护间隙、阀型避雷器和无间隙氧化锌避雷器等;简单叙述了无间隙氧化锌避雷器和晶闸管各自的过电压保护特点。在了解国内外一些大功率电力电子装置如直流输电装置、静止无功补偿装置、可控串联补偿装置等过电压保护技术发展现状的基础上,从电力电子装置本身的过电压保护技术,用电力电子技术对其他设备进行过电压保护两个方面,论述了当今大功率电力电子装置过电压保护的一些措施及其分类。最后,对大功率电力电子装置过电压保护技术进行总结和展望。

大功率电力电子装置冷却系统的原理与应用

大功率电力电子器件在工作过程中将产生很大的热量,因此其冷却问题是关系到装置性能和可靠性的一个至关重要的问题。文中详细讨论国内外现在广泛采用的几种不同类型冷却系统的结构、原理和优缺点。国内外的经验表明,封闭式循环水冷却系统是目前高压大功率电力电子装置冷却方式中优势最为明显、应用前景最好的一种。

面向开关过程的大功率电力电子器件建模

传统的大功率电力电子装置仿真中,通常将电力电子装置的开关动态过程视为理想过程,不能如实反映工作过程中的电压电流尖峰脉冲对系统的影响,针对该问题文章提出了一种面向开关过程的大功率电力电子器件建模方法,运用插值建模的方法,对大功率电力电子器件进行兼顾全面性和细致性的仿真,正确反映开关动态过程中大功率电力电子器件过程中的电压电流尖峰现象,从而获得较高的仿真精度。

大功率电力电子器件的新发展

作为电力电子技术基础的电力电子器件的发展令人瞩目。GTO与IGBT的应用方兴未艾,它们既竞争而又不能互相取代,但同时也暴露出了各自的不足。GCT和IEGT正是针对它们的不足而新开发出的电力电子器件,并已展现了其广阔的应用前景。本文作者对此作了较详细的论述,相信会使读者感兴趣。

大功率电力电子器件自然循环沸腾冷却系统

为了满足大功率电力电子器件日益增长的冷却需求,本文提出了一种自然循环沸腾冷却系统,其利用相变过程实现高效冷却,并采用自然循环方式驱动冷却介质。基于两相流动与传热的理论基础,建立了均相流系统仿真模型,并以大功率电力电子器件的典型代表换流阀为例,进行了换流阀自然循环沸腾冷却系统设计。在此基础上,搭建了换流阀自然循环沸腾冷却系统实验平台,开展不同变量下换流阀自然循环沸腾冷却试验。仿真和实验结果表明:均相流模型能够准确地反映系统两相流动过程,所设计的自然循环沸腾冷却系统的温控效果具有可实施性。

一种用于新型大功率电力电子装置的高功率试验系统

大功率电力电子装置的测试和考核是保证装置在正常运行条件下以及故障条件下能完成预定的工作目标而不损坏和影响系统的运行。笔者介绍了一种用于新型大功率电力电子装置试验的高功率试验系统,详细说明了该系统的组成和试验能力。根据该新型大功率电力电子装置试验系统的功能需求,高功率试验系统将划分为三个功能试验区即功补试验区、变频试验区、整流试验区。各功能试验区将能够满足各类新型大功率电力电子装置的出厂试验和型式试验。该新型大功率电力电子装置试验系统将具有硬件结构可靠性高、操作方便和测量精度高等特点,可满足实际工程应用的需要。

大功率电力机车车轴用EAlN钢的生产工艺实践

车轴用钢EAlN(/%:0.32~0.38C,0.15~0.35Si,0.80~1.10Mn,≤0.015P,≤0.010S)300 mm×300mm钢坯试制流程为60 t电弧炉-LF-VD-8.4 t铸锭-1 000 mm初轧机开坯工艺。通过EAF热装≥70%的预处理铁水,EAF控制终点[P]≤0.008%和[C]≥0.10%,出钢留钢10%,高碱度渣(CaO)/(SiO_2)=4~7并喂Al线精炼,控制[Al]s 0.020%~0.040%,VD后喂0.5 kg/t Si-Ca线,氩气保护浇铸等工艺措施,使生产的EAlN钢的洁净度为[O]≤15×10^(-6),[H]≤1.0×10^(-6),[N]≤80×10^(-6),P≤0.015%,S≤0.005%,A、B、C、D类非金属夹杂物级别≤1.0,EAlN车轴钢坯和车轴技术指标符合大功率电力机车车轴的技术要求。

南方电网大功率电力电子技术的研究和应用

大功率电力电子技术及其应用有利于提高电力系统的安全稳定和电能质量,推动着电网技术的进步。南方电网公司承担了多项涉及对高电压、大功率电力电子技术的国家级科技项目,已将多套先进的电力电子装置投入到所建成的多项高压直流输电工程中。阐述了南方电网在高压直流输电、直流融冰、SVC、串补、静止同步补偿装置、柔性直流输电和新能源等领域,对大功率电力电子技术的研究和应用所取得的成果及相关的示范工程,显示了南方电网积极推动大功率电力电子技术的发展对电网科技进步做出的突出贡献。

大功率电力机车异步牵引电机的典型故障研究

通过分析相电流信号,对大功率电力机车异步牵引电机的两种典型故障——转子断条故障和定子绕组匝间短路故障进行故障诊断,建立电机故障情况下的有限元模型并进行仿真.结果表明,电机故障引起了三相电流不对称,基于故障后的三相电流,利用频谱分析法和对称分量法进行后处理运算,可以提取到明显的故障特征,能够有效的诊断转子断条故障和定子绕组匝间短路故障.实验所得结果与仿真及理论分析吻合,证明了故障模型的正确性,也验证了基于相电流信号的故障诊断方法的有效性.

大功率电力机车变形吸能元件加工难点及解决措施

对大功率电力机车的牵引缓冲装置变形吸能元件支撑板的功能、结构、主要工艺难点进行分析,介绍一种新型的加工工艺方法,大大地提高了其生产效率。

大功率电力电子开关用于配电变压器无弧有载调压方案

文章基于对大功率电力电子开关用于配电变压器相关理论的分析与探讨,提出了两种不同的,可基于无弧有载调压实现无弧切换的工作方案,并就两种方案下的动作切换模式以及工作原理展开了详细分析与探讨,文章最后对两种方案下的性能进行了对比,指出B方案,也就是在引入固态继电器组装置下,无弧有载调压方案的显著优势,望引起重视。

大功率电力电子设备用效率动态测试装置的研制

介绍一种大功率电力电子设备用的效率动态测试装置的原理、实现及实际应用。该装置以双 CPU 结构和双 A/D 变换单元为核心,可以对工作频率小于250 kHz 的电力电子装置实现动态效率测试,在液晶屏上显示测试结果,并将数据远传。与传统的电工仪表相比,本装置不要求被测信号为正弦波,更符合实际情况,测试精度更高。