一种基于IGCT的地面自动过分相方案及其电压切换控制策略研究

针对传统基于晶闸管的地面自动过分相系统中电力机车仍存在毫秒级的失电时间且可能面临励磁涌流的问题,提出一种基于集成门极换流晶闸管(integrated gate-commutated thyristor,IGCT)的地面自动过分相方案,采用IGCT取代晶闸管阀组进行中性区电压切换,实现开关开通和关断时间的完全可控。进一步基于磁链分析,以中性区电压切换后电力机车主变压器不产生磁偏为控制目标提出不同供电臂相位差情况下基于IGCT的地面自动过分相方案的电压切换控制策略,并搭接仿真模型对其工作效果进行验证。仿真结果表明,所提方案可以将列车的失电时间进一步缩短至几百微秒且有效避免电力机车主变压器的励磁涌流,减小电分相对列车运行的影响。

电子开关带电过分相对PETT的影响及其抑制措施

分析了电子开关带电过分相的电气暂态过程,搭建了仿真模型并进行仿真。在电子开关带电过分相方式下,短时失电对电力电子牵引变压器造成了输入冲击电压、冲击电流以及直流侧电压波动的影响,且由于过分相前后输入电压的相位存在突变,其影响将会加剧。根据相应影响,整流级采用优化后的锁相策略,提高了相位跟踪速度,隔离级采用虚拟直接功率控制策略,减小了直流侧电压波动。最后在分相区前后相位差不同的工况下进行仿真,降低了过分相带来的影响,验证了措施的有效性。

地面自动过分相中开关切换的瞬态过程研究

针对在铁路分相区实测的机车过分相时的过电压波形,研究了分相区接触网的等效电气参数和数学模型。通过理论分析指出,采用电子开关实现地面自动过分相,实现机车带载(不分闸)过分相的同时,也可避免过电压的产生。对机车处于中性区时地面开关分闸的截流过电压和地面开关合闸的合闸过电压进行了理论分析,仿真验证了分相区的开关切换产生的过电压及理论分析有效。

基于概率的机车过分相过电压仿真实测及其机理研究

分析了不同变压器接线方式下所产生的两供电臂电压相位差对关节式过分相感应电压大小的影响;并通过仿真模拟机车进入和离开中性段时所产生的操作过电压;中性段上可能由于操作过电压激发铁磁谐振,铁磁谐振情况下右侧供电臂通过受电弓接入中性段所产生的操作过电压是造成放电间隙击穿的主要原因;用实测和仿真结果证实了分析结果。指出通过装设谐振抑制装置可以将操作过电压限制在可接受范围内,避免引起变电所跳闸。

HX_D3系列电力机车过分相不间断供电技术的研究与实现

基于8轴200 km/h速度级HX_D3G型客运电力机车设计要求,进行了过分相不间断供电技术研究,创新采用机车牵引变压器耦合技术原理,提出了过分相运行时车内辅助电源和列车供电系统不断电运行的控制策略和总体设计思路。该技术已经在HX_D3C机车子系统上进行了联调试验,在HX_D3G机车上进行了装车试验和应用,效果良好。

HXD1C电力机车自动过分相控制

介绍了HXD1C电力机车自动过分相控制的原理及特点,提出实时卸载斜率控制以解决固定卸载斜率模式下机车进入分相区后的动力调节失衡问题;详细阐述了自动过分相实时卸载斜率的计算方法和优点。实际运用表明,采用实时卸载斜率的控制策略,实现了机车牵引功率的精确卸载,为机车牵引重载货运列车安全通过分相区提供了保障。

电力牵引去电分相技术探讨

结合动车组辅助供电系统的特性分析了去分相的前提条件,以标准动车组为例,利用Matlab搭建仿真模型,分析了电力电子自动过分相装置中间电压的波动情况,检验了利用电力电子开关自动过分相的适应性。

动车组电子开关过分相电磁暂态研究

使用电子开关的过分相方案可在一定程度上消除传统方式过分相导致的列车降速问题,提高列车通行能力,然而动车组在过分相时产生的暂态过电压不仅会威胁到车顶设备,而且可能会损坏分相设备。文章以某型号动车组构建了详细的主电路模型,包括高压系统及牵引变流器等;针对电子开关过分相的具体方案,设计了采用并联阻容装置预防过电压的技术措施,并针对不同的过分相死区时间开展了研究。仿真分析及实测数据对比表明,详细的动车组主电路模型能更准确地描述过分相的电压和电流暂态过程,暂态过电压幅值与死区时间有直接关系。试验验证了所提并联阻容保护装置用于暂态过电压抑制的有效性。

电气化铁路列车过分相技术现状及发展

介绍电气化铁路牵引供电系统结构以及电分相区的存在给牵引供电系统带来的影响;阐述车载自动过分相和3种地面自动过分相的发展现状及存在问题,对各种方案的优缺点进行对比分析,指出各方案值得借鉴之处;提出一种虚拟同相柔性供电系统方案,该方案同时解决电分相和电能质量的问题,为电气化铁路的发展提供了新思路。

电力机车过分相区辅助和列供系统供电情况试验分析

电力机车在通过过分相区时,主要有三种方式,其中车载自动过分相是目前应用较多的一种方式。对机车辅助系统和列供系统的供电方式进行了简要分析,其主要的供电方式有牵引变流器中压供电和主变压器绕组供电两种。对几种典型机车过分相过程中辅助系统和列供系统的供电情况进行了试验分析,得出在机车通过过分相区时,列供系统和辅助系统都不断电是目前比较理想的方式。提出通过优化升级实现对现有机车的辅助系统和列供系统的升级改造具有重要意义。

交流传动列车地面自动过分相控制策略

地面自动过分相技术已成为提升高速、提高重载铁路运输效率和能力的有效手段,如何发挥地面自动过分相技术优势列车采取的过分相控制策略是关键。文章在分析机械开关地面自动过分相过程中的列车控制过程及问题的基础上,提出了一种匹配适应性较优的列车控制策略,重点阐述了四象限的失电检测算法、逆变器的直流电压控制算法、整体控制逻辑与保护策略等。通过电子开关地面自动过分相机车适应性试验,验证了该控制策略的有效性,实现了列车带电过分相,辅助系统不断电,牵引力和速度基本无损失,并且在分区所无感知过分相。

神华号HXD1型电力机车的新型自动过分相控制

针对神朔铁路的供电分相区多数处于长大坡道,电力机车传统过分相方式存在速度损失大和通过分相区时间过长等问题,电子开关过分相作为一种新型的带电过分相技术,首次在神朔铁路得到了应用。为适应电子开关快速换相,神华号电力机车的控制方式进行了相应的优化,在重载试验中,列车牵引、制动、惰行等工况均能实现带电、快速无故障通过电分相区。试验结果表明,神华号电力机车能适应基于电子开关的带电自动过分相的方式,速度几乎无损失,提高了重载铁路的运输能力。

一种基于电压电流信息检测列车位置的地面带电过分相系统

过分相是困扰电气化铁路供电的一大难题,本文提出一种地面带电自动过分相系统,通过牵引网的电压电流量检测获得受电弓的位置,进而控制电子开关的动作。本文介绍了该系统智能分相器的电路结构、开关时序、受电弓位置检测原理和电子开关的切换控制逻辑。

基于电子开关地面自动过分相装置的列车冲动抑制技术研究

针对电力电子开关自动过分相技术应用引起的严重列车冲动问题,文章提出了一种适用于极短时网压中断的动态力矩卸载与加载控制策略,实现列车在失电时间内仍能保持列车牵引力,主动抑制列车冲动;揭示了异相网压极短时切换工况下变压器励磁涌流产生原理,并提出了适用于异相网压切换的励磁涌流主动抑制策略;阐述了一种基于坐标变换的快速单相锁相环与传统锁相环相结合的优化锁相策略,可有效解决电子开关过分相工况下列车控制异常以及牵引力恢复时间长的难题。神朔铁路正线试验中模拟列车满载通过电力电子开关过分相工况,充分证明了所提控制策略的正确性与有效性。

地面自动过分相系统过电压抑制建模仿真研究

介绍了电子开关地面自动过分相系统工作原理,进行了接触网、牵引负荷、过分相装置电气参数计算和系统仿真建模。建立了基于电子开关地面自动过分相的机车带载通过分相区的等效模型。从抑制感应电压、阀组续流等方面综合设计了中性区RC支路关键参数。最后通过仿真验证了本方法抑制过分相过电压的有效性。

重载电气化铁路智能电分相研究

电分相是铁路牵引供电中的重要设备,制约着重载列车的安全可靠运行,自动过分相装置是电分相装备走向自动化智能化的发展方向,是保证列车快速、安全的通过电分相的中性区的重要手段。在分析了既有自动过分相装置的问题基础上,以神朔铁路桥头智能电分相研究案例,介绍了以晶闸管为主要设备的自动过分相设备研究,对企业科研实践具有重要指导作用。

电力电子开关自动过分相装置与列车匹配性分析研究

通过分析目前国内外地面自动过分相的现状及存在问题,研究了列车辅助供电系统工作原理,分析了利用电力电子自动过分相装置时中间电压的波动情况,研究了电力电子开关自动过分相的适应性,并进行了现场试验验证。

重载铁路电子开关自动过分相应用技术研究

针对重载电气化铁路机车车载断电自动过分相时的速度损失等问题,通过对现有自动过分相技术进行对比分析,提出一种基于高压晶闸管阀组的高性价比地面自动过分相装置,介绍了其系统构成、工作原理及关键技术,并通过现场工程化应用验证了方案的可行性。

大功率交流传动货运电力机车过分相控制优化设计

文章针对神华8轴大功率交流传动货运电力机车在部分线路分相区出现的牵引/制动力不足以及过分相装置误发分相信号等问题,对过分相控制逻辑进行优化研究,提出一种分段斜率卸载控制模式以解决机车进入分相区后提前卸载牵引/制动力引起的动力不足问题,并采用距离控制方式解决了控制系统因接收到错误的过分相信号而导致的过完分相后不能顺利闭合主断路器的问题。仿真及现场测试结果表明,优化后的自动过分相控制方式能确保机车在牵引重载货运列车时顺利通过不同的路况和不同装置状态下的分相区。

电力电子化高速铁路自动过分相技术

随着电气化铁路的高速发展,电力机车的速度要求越来越高,减少电力机车在过电分相时速度损失成为了电气化铁路发展的必要条件,本文给出了一种在柱上式过分相原理的基础上,利用电力电子器件代替真空短路开关的方法,利用Matlab仿真,利用IGBT器件组成电力电子开关,搭建电力机车过分相等效电路,理论上实现了列车在过电分相时开关快速动作,减小了过分相时产生的过电压过电流现象,延长了柱上式开关的使用寿命。并做到了在开关动作的暂态过程中电流电压波形在五个周期内达到稳定,保证机车的安全稳定运行。