Study on Transformer Magnetic Biasing Control Method for AC Power Supplies

This paper presents a novel transformer magnetic biasing control method for high-power high-performance AC power supplies. Serious consequences due to magnetic biasing and several methods to overcome magnetic biasing are first discussed. The causes of the transformer magnetic biasing are then analyzed in detail. The proposed method is based on a high-pass filter inserted in the forward path and the feedforward control. Without testing magnetic biasing of transformer, this method can eliminate magnetic biasing of transformer completely in real-time waveform feedback control systems though the zero error of the Hall effect sensors varies with time and temperature. The method has already been employed in a 90KVA AC power supply. It is shown that it offers improved performance over existing ones. In this method, no sensors are used such that the zero error of the Hall effect sensors has not any influence on the system. It is simple to design and implement. Furthermore, the method is suitable for various power applications.

基于双管反激变换器的全桥式高频交流环节AC/AC变换器研究

提出了以双管反激变换器为基础的全桥式高频交流环节AC/AC变换器拓扑。该拓扑由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成，能够将不稳定劣质的交流电变换成同频率稳定的优质正弦交流电压。分析研究了这种变换器的工作模式、稳态原理特性与电压瞬时值反馈控制策略，给出了变换器的外特性曲线以及变换器内阻对外特性的影响、关键电路参数设计准则。理论分析与原理试验表明，这种变换器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC/HFAC／LFAC)、双向功率流、网侧功率因数较高、负载适应能力强、音频噪音小、负载短路时可靠性高、适合于高压输入小功率变换场合等特点。

AC4000交流传动电力机车的研制

从基本特点、总参数、设备布置、电气原理和机车特性等方面简要介绍了ＡＣ４０００交流传动电力机车。

我国首台AC4000交流传动电力机车系统设计与总参数选择

论述了我国首台ＡＣ４０００交流传动电力机车方案选择与系统设计的基本原则，说明了选择电压型交直交变流器供电的异步机系统作为电力传动装置的优越性。介绍了机车总参数。

SS9电力机车AC 380V列车供电系统技术特点

从SS9电力机车AC 380V列车供电系统与原DC 600V列车供电系统的比较出发,介绍SS9电力机车AC 380V列车供电系统设计开发的技术特点。SS9电力机车AC 380V列车供电系统产品已在现场投入使用,其性能日臻完善并得到验证。

和谐型交流传动电力机车AC 380V列车供电系统研究

和谐型电力机车是我国目前客运电力机车主力车型,机车列车供电均为DC 600V输出,针对部分车辆为AC 380V的用电需求,本文结合列车供电系统的结构、技术特点及整车设备布置提出了采用AC 380的机车列车供电系统方案,为后续机车相关设计提供了借鉴。

多电飞机中高效高功率密度伺服控制器设计

高效、高功率密度和高功重比是飞机电力作动系统伺服控制器的发展趋势。分析了限制伺服控制器功率密度提升的关键因素,从功率器件、母线电容和机械结构展开研究。采用分立SiC器件多管并联方案,通过权衡效率和功率密度设计功率器件的并联数量;建立电容电流应力、电压纹波与电容的数学关系,给出了最小体积的电容设计方案;采用立体式板卡和双面贴装散热设计了紧凑型机械结构来提升功率密度。最后设计出功率50 kW、功率密度11 kW/L的样机。

HIFU治疗中换能器驱动电功率变化机制及规律

高强度聚焦超声(HIFU)治疗中的驱动电功率对治疗效率起着非常关键的作用,驱动电功率控制的精准性势必会影响治疗的效率和安全性。前期研究表明:HIFU治疗过程中焦域瞬态物理特性的变化会导致换能器的负载阻抗发生变化,进而影响HIFU驱动电功率,但驱动电功率与焦域瞬态物理特性之间的影响关系及规律尚不明确。该文基于电压、电流传感器、空化检测探头和温度传感器等器件,构建了一种HIFU治疗中驱动电功率实时监测及焦域声空化、温度检测系统。基于该实验研究系统,以离体牛心组织作为HIFU辐照对象,分别研究了HIFU焦域温度变化、声空化及组织损伤与驱动电功率之间的变化关系及规律。研究结果表明:当焦域温度升高时,驱动电功率缓慢上升,驱动电功率与温度变化有良好的相关性;当空化产生时,驱动电功率出现明显的波动;当组织出现损伤时,驱动电功率呈陡然下降的变化。三种情景下,驱动电功率变化有明显区别,这有望为区分HIFU治疗过程中焦域处发生损伤和空化以及实时监测靶组织损伤程度提供一种新的解决方案。

车载变流器大功率IGBT数字驱动方法研究

文中首先对车载变流器大功率IGBT的驱动进行了深入分析研究,提出了数字驱动的保护构架与保护思想。随后阐述了数字脉冲分配保护作为IGBT驱动预处理的重要作用,列出了预处理的主要功能。之后着重分析了IGBT开关过程中驱动电阻对开关性能的影响,并提出了数字驱动的保护方案。最后设计试验,得到了开通关断过程中不同栅极电阻对应的驱动特性,并结合IGBT开关特性得到最优的开关方案,测试结果表明:数字驱动方案大大降低了开通过程中的损耗与di/dt及关断过程的损耗与du/dt。这一研究成果已在既有大功率机车和动车上装车运用。

高压脉冲电场实验交流电源输出电压控制技术研究

常规的高压脉冲电场实验交流电源输出电压控制,主要采用平衡负载电压进行输出电压的谐波控制,忽略了输出电压轴向变量对控制效果的影响,导致控制结果偏差量较大。因此,提出高压脉冲电场实验交流电源输出电压控制技术研究。分析高压脉冲电场实验荷电量以及扩散荷电量等参数,通过矢量相角幅值计算交流电源输出电压的三个轴向变量,构建控制模型,并计算误差补偿值,实现输出电压的控制。实验结果表明:所提控制技术应用后得出的控制结果,表现出的控制偏差量较小,均值仅为0.053,与目标控制效果一致性较高,满足了高压脉冲电场实验中,交流电源输出电压的控制需求。

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。

高原双源动力集中动车组内燃动力车电传动系统设计

高原运用环境对轨道交通装备的可靠性带来了新的挑战,为了满足拉日、拉林铁路电气化和非电气化线路贯通的运行需求,我国已成功研制高原双源动力集中动车组。文章首先简述了动车组内燃动力车的参数和性能要求,高原环境对整车小型化、轻量化和电传动系统牵引性能提出了更高要求;然后,阐述了高原双源动力集中动车组内燃动力车电传动系统的主电路及主要技术参数,对主辅列供一体交流传动系统的技术特点进行了分析;最后,对装载该电传动系统的动车组进行了型式试验和载客运营。试验结果和运用情况表明,该电传动系统设计合理,性能可靠,满足高原双源动力集中动车组总体技术要求,为平台化机车与动车的开发提供有力支持。

一种高压隔离多路驱动电源系统的设计

本文提出了一种可应用于高压大容量电力电子变换装置的高压隔离多路驱动电源系统,分析了高压大容量电力电子变换装置的功率器件对驱动电源的需求,给出了一种高压隔离多路驱动电源系统的设计方案,分析了谐振变换电路和接收稳压电路的工作原理,并制作了样机,测试了试验波形,验证了方案的可行性,说明了本方案在大功率电力电子设备中的应用前景。

电力机车交流传动系统的半实物实时仿真

以六轴电力机车的电传动系统为例,通过对电网侧变流器、直流环节、逆变器和异步电机的建模,构建电力机车交流传动系统的数学模型。借助于MATLAB/Simulink仿真系统,采用"实际控制器+虚拟被控对象"的硬件在线半实物仿真HIL形式,实现了电力机车交流传动系统的半实物闭环实时仿真。各种工况下的仿真实验表明,半实物仿真结果与地面实验结果有很好的一致性。通过现有的半实物仿真和快速控制原型仿真的组合,形成标准化的系统设计平台,可以有效预验证系统设计。

TGA6型主辅一体化IGBT变流器

详细阐述了一种采用主辅一体化全新设计理念的大功率水冷IGBT变流器的系统原理、主电路、主要参数和总体结构,重点分析了该变流器的一体化集成设计、IGBT并联、水冷及保护等关键技术。通过系统联调试验表明,该变流器的技术性能能满足大功率电力机车交流传动牵引和辅助供电的要求。

大功率交流电力机车脉宽调制方法

针对大功率交流传动电力机车最高开关频率比较低的特点,研究了其在整个速度范围内的调制策略,在低载波比条件下研究并分析了一种中间60°调制方案,在此基础上分析了在不同调制方法和不同载波比之间切换的原则,实现了异步调制、普通同步调制、中间60°调制以及方波之间的平滑切换,最后通过仿真和实验给予了验证。

电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题

随着可再生能源发电、远距离输电及无功补偿和交流传动等应用的快速发展,电力电子变换装备以其在电能变换方面的灵活性在电力系统中的渗透水平不断提高,深刻地改变着电力系统的动态行为。近年来,国内外电力系统持续出现各种不明机理的动态问题,对电力系统安全稳定和运行构成重大威胁。该文从主要发电、输电和负荷装备的控制方式、动态特性及其对电力系统动态行为的影响角度出发,分析一次调频时间尺度以下电力电子化电力系统电压功角动态稳定问题的多尺度特征,并初步提出基于幅相运动方程、自稳性致稳性及广义稳定器等3个方面的系统建模、分析和控制的一般化概念和方法,即幅相动力学方法。

交流传动电力机车车网电压不稳定的原因分析与解决

交流传动电力机车在运行过程中会出现车网电压不稳定现象。为了分析和解决问题,首先通过解析分析和线性化处理,推导出直流电压环节控制系统闭环传递函数,然后根据小增益原理推导出直流电压环节闭环系统鲁棒稳定的充分条件,并利用Matlab软件仿真验证理论分析的可靠性,最后提出当系统固有参数不能同时满足赫尔维茨稳定判据和小增益原理时,不能靠调节参数K解决问题,需要进一步研究解决方法。

“和谐”系列电力机车传动系统接地检测比较

介绍了"和谐"系列电力机车传动系统和接地检测装置,包括HXD1、HXD2、HXD3这3种车型。比较分析了3种车型接地故障检测方法并说明了各自的优缺点。通过仿真进行比较,结果表明HXD1和HXD3接地检测系统符合正常运用的要求,HXD2机车接地时可能出现两点接地,其接地检测有必要改进。

CKD6E5000型混合动力交流传动内燃调车机车的研制

从内燃调车机车工作特点、国家产业政策出发,分析了混合动力调车机车与传统调车机车的优势比较和发展前景,详细介绍了CKD6E5000型混合动力交流传动内燃调车机车的总体方案设计和取得的成果,并提出了混合动力机车的进一步研究方向和目标。