列車輔助系統(tǒng)不斷電技術研究.pdf

1、輔助系統(tǒng)是列車運行不可或缺的一部分，為牽引控制系統(tǒng)、牽引冷卻系統(tǒng)、制動空氣壓縮機系統(tǒng)以及照明、空調、網(wǎng)絡等眾多設備提供電源。在列車過分相區(qū)時，牽引變壓器輔助繞組供電的輔助系統(tǒng)通常會隨主斷路器的斷開而斷電，而車上的蓄電池組僅能維持列車關鍵用電設備的短時電能供應。本文對列車過分相區(qū)時輔助系統(tǒng)不斷電技術展開研究，主要有以下內容:
　　目前，牽引變壓器輔助繞組供電的輔助系統(tǒng)不能實現(xiàn)列車過分相區(qū)時不間斷供電，本文分析了前人提出的技術方案試驗

2、失敗的原因，研究了這種結構的輔助系統(tǒng)不斷電技術面臨的主要問題。牽引變壓器輔助繞組供電的輔助系統(tǒng)不斷電技術方案中，牽引變壓器作為能量耦合傳遞的媒介，其各繞組間耦合程度直接影響牽引繞組向輔助繞組能量耦合傳遞的效率，本文對牽引變壓器各繞組間的耦合關系進行了試驗測量，給出了牽引變壓器阻抗電壓矩陣，揭示了牽引變壓器各繞組之間的耦合關系，特別是二次牽引繞組與三次輔助繞組之間的耦合關系。研究了交直交型輔助系統(tǒng)在中性區(qū)時獲得能量的路徑，指出實現(xiàn)交直交型

3、輔助系統(tǒng)不斷電技術的關鍵在于牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)控制策略的調整及協(xié)調配合，據(jù)此提出了一種列車過分相區(qū)輔助系統(tǒng)不斷電技術方案。該方案通過牽引四象限整流器和輔助四象限整流器控制策略的調整及微小的硬件改動即可實現(xiàn)輔助系統(tǒng)不斷電，還能確保列車進出分相區(qū)時不發(fā)生過電壓和過電流現(xiàn)象。對該技術方案進行了詳細的原理分析、仿真驗證和試驗驗證，仿真和試驗結果均驗證了所提出的技術方案的有效性和可靠性，目前該技術已成功應用于一款新型快速客運電力機車上。
　

4、　四象限整流器的控制技術是列車輔助系統(tǒng)不斷電技術方案中的核心技術，結合輔助系統(tǒng)不斷電技術方案的要求，本文研究了四象限整流器的多種控制技術。提出了一種適用于四象限整流器的同步旋轉坐標系比例積分電流調節(jié)器（SRFPI），既能保證電流調節(jié)器在基頻處優(yōu)異的無靜差跟蹤性能，還能拓寬其在基頻附近的帶寬。針對我國電網(wǎng)國標中規(guī)定的頻率波動范圍，提出了一種四象限整流器電流調節(jié)器無靜差跟蹤性能的評價標準?；诖嗽u價標準對SRFPI電流調節(jié)器、比例諧振電流調

5、節(jié)器和準比例諧振電流調節(jié)器的控制性能進行了對比，得出SRFPI電流調節(jié)器具有比另外兩種電流調節(jié)器更加優(yōu)異的無靜差跟蹤性能。
　　列車輔助系統(tǒng)不斷電技術方案中，輔助系統(tǒng)的平穩(wěn)工作是控制目標之一。本文提出了一種四象限整流器準直接功率控制策略，實現(xiàn)了網(wǎng)側有功與無功功率的獨立、準確控制。通過引入網(wǎng)側電壓的幅值閉環(huán)，使網(wǎng)壓擾動及時被電流內環(huán)SRFPI調節(jié)器所稀釋，提高了四象限整流器中間直流電壓抗網(wǎng)壓擾動的性能，確保輔助系統(tǒng)的平穩(wěn)工作。

6、>　　列車帶電過分相技術雖然目前應用的不多，但該技術是未來列車過分相技術發(fā)展的一種趨勢。基于電子開關的地面自動過分相方案可將列車過中性區(qū)時失電時間縮短至50ms左右，但在這段失電時間內仍會造成輔助系統(tǒng)斷電。首先，本文提出了一種新型的基于電子開關的地面自動過分相方案，采用“變壓器+電子開關”的電路拓撲。該方案可以減少電子開關中串聯(lián)的晶閘管數(shù)目，降低了串聯(lián)晶閘管閥組的均壓設計和觸發(fā)設計的難度;并對晶閘管串聯(lián)閥組的觸發(fā)進行了設計，保證了觸發(fā)信