列車輔助系統(tǒng)不斷電技術(shù)研究.pdf

1、輔助系統(tǒng)是列車運(yùn)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(dòng)空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)以及照明、空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)等眾多設(shè)備提供電源。在列車過分相區(qū)時(shí)，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(guān)鍵用電設(shè)備的短時(shí)電能供應(yīng)。本文對列車過分相區(qū)時(shí)輔助系統(tǒng)不斷電技術(shù)展開研究，主要有以下內(nèi)容:
　　目前，牽引變壓器輔助繞組供電的輔助系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)列車過分相區(qū)時(shí)不間斷供電，本文分析了前人提出的技術(shù)方案試驗(yàn)

2、失敗的原因，研究了這種結(jié)構(gòu)的輔助系統(tǒng)不斷電技術(shù)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(shù)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(guān)系進(jìn)行了試驗(yàn)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(guān)系，特別是二次牽引繞組與三次輔助繞組之間的耦合關(guān)系。研究了交直交型輔助系統(tǒng)在中性區(qū)時(shí)獲得能量的路徑，指出實(shí)現(xiàn)交直交型

3、輔助系統(tǒng)不斷電技術(shù)的關(guān)鍵在于牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)控制策略的調(diào)整及協(xié)調(diào)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(shù)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(diào)整及微小的硬件改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)輔助系統(tǒng)不斷電，還能確保列車進(jìn)出分相區(qū)時(shí)不發(fā)生過電壓和過電流現(xiàn)象。對該技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)的原理分析、仿真驗(yàn)證和試驗(yàn)驗(yàn)證，仿真和試驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了所提出的技術(shù)方案的有效性和可靠性，目前該技術(shù)已成功應(yīng)用于一款新型快速客運(yùn)電力機(jī)車上。
　

4、　四象限整流器的控制技術(shù)是列車輔助系統(tǒng)不斷電技術(shù)方案中的核心技術(shù)，結(jié)合輔助系統(tǒng)不斷電技術(shù)方案的要求，本文研究了四象限整流器的多種控制技術(shù)。提出了一種適用于四象限整流器的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系比例積分電流調(diào)節(jié)器（SRFPI），既能保證電流調(diào)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(biāo)中規(guī)定的頻率波動(dòng)范圍，提出了一種四象限整流器電流調(diào)節(jié)器無靜差跟蹤性能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?；诖嗽u價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對SRFPI電流調(diào)節(jié)器、比例諧振電流調(diào)

5、節(jié)器和準(zhǔn)比例諧振電流調(diào)節(jié)器的控制性能進(jìn)行了對比，得出SRFPI電流調(diào)節(jié)器具有比另外兩種電流調(diào)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(shù)方案中，輔助系統(tǒng)的平穩(wěn)工作是控制目標(biāo)之一。本文提出了一種四象限整流器準(zhǔn)直接功率控制策略，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)有功與無功功率的獨(dú)立、準(zhǔn)確控制。通過引入網(wǎng)側(cè)電壓的幅值閉環(huán)，使網(wǎng)壓擾動(dòng)及時(shí)被電流內(nèi)環(huán)SRFPI調(diào)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(dòng)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(shù)雖然目前應(yīng)用的不多，但該技術(shù)是未來列車過分相技術(shù)發(fā)展的一種趨勢。基于電子開關(guān)的地面自動(dòng)過分相方案可將列車過中性區(qū)時(shí)失電時(shí)間縮短至50ms左右，但在這段失電時(shí)間內(nèi)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(guān)的地面自動(dòng)過分相方案，采用“變壓器+電子開關(guān)”的電路拓?fù)?。該方案可以減少電子開關(guān)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(shè)計(jì)和觸發(fā)設(shè)計(jì)的難度;并對晶閘管串聯(lián)閥組的觸發(fā)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，保證了觸發(fā)信