世界最大功率电力机车联调在株洲试验成功

湖南南车株洲电力机车有限公司在其技术中心轨道电力牵引装备检测试验站,成功进行了目前世界最大功率交流传动6轴9 600千瓦电力机车联调试验,对国产化主变压器、牵引电机在主传动系统中的匹配性进行了充分验证。在试验室进行单轴功率1 600千瓦电力机车联调试验,这在国内外还没有先例。     

直流传动电力机车负荷特性仿真研究

直流传动电力机车作为我国铁路列车牵引动力的主力,其谐波和不平衡特性对牵引供电系统及公用电网的影响不容忽视。本文通过系统研究电力机车运行于稳态和暂态两种工况下的负荷特性,提出了将直流传动电力机车无功特性用电压的二次函数模型进行等效数学描述的思想。并由此得到了交流侧电力机车的负荷模型。     

高速电动列车向我们驶来——中国工程院院士刘友梅答本刊记者问

刘友梅院士简介：中国工程院院士、我国著名电力机车专家、国家高速牵引动力研究所所长、我国铁路电力牵引技术的奠基人之一。 1998年由他主持研制的 SS8电力机车在高速综合试验中创造了 240km/h的“中国铁路第一速”。 2000年他主持研制了首台 DJ交流传动电力机车及 DJJ1高速交流传动动力车,实现了我国铁路交流传动技术“零”的突破。今年初,他主持研制的“蓝箭”号高速电动列车已经在广深线运营,使我国电力机车的研制一步跨越 20年,达到世界先进水平,标志着我国铁路运输已经进入高速电动列车化的时代。 　　4月 3日,本刊记者就轨…     

电力机车变压器和应涌流产生机理与影响因素

为研究电气化铁道电力机车变压器和应涌流产生机理,建立了牵引供电系统、合闸电力机车以及运行电力机车的数学模型,利用Laplace变换求解出机车变压器磁链的解析解。通过搭建车网仿真平台分析了合闸变压器和运行变压器的磁链变化过程以及多种条件下和应涌流的变化规律,得到了影响和应涌流变化的关键因素,并分析了励磁涌流以及和应涌流对牵引网电压的影响。分析结果表明了合闸电力机车的励磁涌流会造成运行电力机车出现和应涌流现象,并造成牵引网电压发生严重跌落和畸变,为车网系统出现的异常跳闸现象提供参考。     

牵引变压器综合测试系统的研制

电力机车是铁路重要的牵引动力设备,电力机车主变压器是电力牵引系统中电压等级变换和电源分配的重要设备。目前我国电力机车变压器测试仍采用人工方法,效率和准确性低,易造成变压器损坏。采用工控机控制的电力机车变压器自动测试系统,试验过程采用由工控机、PLC以及智能仪表组成的控制系统自动控制,试验数据自动采集、计算与判定,实现了智能化的试验操作与管理。系统已交付使用,并通过科技厅科技成果鉴定,获省级科技进步奖。     

电力机车牵引电机温升偏高的分析与优化

针对一台大功率交流传动电力机车牵引系统联调试验时发生的牵引电机定子绕组温升偏高问题,分别从梳理试验数据、审核技术设计、分析影响因素、设计优化方案和验证该优化方案5个方面,进行了原因分析和优化改进.     

大容量电力机车牵引变压器

近年来,货物运输需求逐年增长。为了提高铁路运输效率,铁路部门积极采取措施使牵引机车不断地增大牵引力和提高行驶速度,进而促进了大功率电力机车的发展。为了满足大功率电力机车的配套需要,日本东芝公司研发了大容量电力机车牵引变压器（以下简称“机车牵引变”）。     

交流传动电力机车网侧电流谐波特性及其抑制方法

与直流传动电力机车的晶闸管相控整流器相比,交流传动电力机车中的网侧PWM整流器具有功率因数高、输入电流正弦化和能力双向流动等优点。为了减小交流传动电力机车对牵引供电网的谐波污染,本文首先分析了网侧单相PWM整流器的工作原理;然后介绍了其控制方法,并在此基础上分析了其网侧电流的低次谐波分布特性;最后给出了基于陷波滤波器的网侧电流低次谐波抑制算法。并将该谐波抑制方法与常规的控制算法进行了对比。计算仿真结果表明：与常规控制算法相比,该谐波抑制算法能够有效的抑制网侧电流的低次谐波。     

国外交流传动电力机车与高速电动车组动车头的发展概况

自1970年德国DE2500型交流传动内燃机车问世以来,近23年间,三相交流传动电力机车车辆及内燃机车车辆的发展十分迅速。至少在西欧。目前已几乎停止了传统的交流整流子电机传动和相控脉冲电流电机传动电力机车车辆及直流电机传动电力机车的生产。目前,机车车辆三相交流传动技术的中心,尚集中在西欧,如ABB电气集团与西门子电气集团主要发展电压源异步电机传动技术,法国阿尔斯通电气集团主要发展电流源同步电机传动技术(如TGV-     

动车组用牵引变压器温升试验补偿电容计算

<正>牵引变压器安装在电力机车及电动车组上,是重要的供电设备。针对国内某动车组牵引变压器的设计参数,分析了其在温升试验时对供电电源的需求。计算了在选择变频器和中间变压器的19 800 V/38 A档位及并联电容值装置电容器组3组串联的供电方式时,可以满足温升试验要求。牵引变压器安装在电力机车及电动车组上,是重要的供电设备。牵引变压器包括一个网侧绕组以及2、4、6或8个牵引绕组,同时,可依据实际需求设置辅助绕组。牵引变压器容量可达到13 000 kV·A,     

典型交直型电气化铁路对直驱风电场运行的影响研究

介绍了电气化铁路对于风电场运行的影响。针对运用广泛的交直传动型电力机车进行说明,介绍了典型交直传动型机车的接线方式及其结构特点。选取使用三相V/v接线方式的牵引变电站进行研究,分析了其产生三相不平衡的机理以及其接入电网后带给风电接入点的电能质量问题。在交直型机车接入风电并网点的背景下,研究了直驱风电机组在三相不平衡条件下产生直流侧二倍频波动的机理,提出了一种以稳定直流侧电压为目的正负序双电流控制策略。最后,在PSCAD中,对交直型机车与直驱风电场进行建模并接入桂林电网,验证该类电气化铁路给风电场带来的电能质量问题,仿真直驱型风电机组在三相不平衡条件下利用正负序双电流控制策略的运行情况。     

交流牵引电机绕组绝缘状态检测方法的研究

针对铁路机务部门,为了实现利用车载DC110 V电源对机车牵引电机进行快速、准确的检测,判断出故障源并及时的排除故障,保证机车车辆的通畅运营。通过对交流牵引电机的故障机理和诊断方法的研究,提出了一种通过单片机对牵引电机响应电流上升时间的测取来判断交流牵引电机绕组绝缘状态的检测方法。并通过对脉冲变压器的设计,来满足不同的牵引电机对检测电压的要求。从而达到减少铁路机务部门相关人员的工作强度。     

基于功率动态分配的自动驾驶机车牵引电机节能控制

为了降低大功率机车牵引电机运行能耗,提出了一种基于牵引功率动态分配的机车牵引电机节能控制方法。首先,结合现场运行数据,建立牵引电机效率与其发挥牵引力及运行速度间的数学模型。然后,利用机车自动驾驶系统规划的区间速度及牵引力运行曲线,基于所建立的数学模型对不同牵引力分配策略下综合牵引电机能耗指标等进行计算,并选择最小化目标函数值的牵引力功率分配方案,控制机车各轴牵引力输出。最后,基于HX D 1型自动驾驶机车现场某条线路各区间运行数据,对所提方法进行仿真分析,验证了该方法的有效性。     

电力机车主变压器空载合闸瞬变过程仿真

电力机车主变压器空载合闸电磁瞬变过程复杂,常规工程计算方法精度与效率不高。为此引入复合短路阻抗,将多绕组变压器模型简化,并在MATLAB/PSB中建立了能够反映多绕组电力机车主变压器空载合闸的仿真模型。结合模型给出了其等值阻抗、合闸初始相位角、剩磁和饱和特性对其空载合闸产生的励磁涌流影响的分析。仿真结果为电力机车主变压器的继电保护、电磁设计和运行系统控制提供了重要的理论依据。     

车网耦合作用下励磁涌流对机车变流器电流频谱的影响

电力机车或动车组的车载牵引变压器在过分相合闸和弓网离线后恢复供电均会产生励磁涌流,但对于励磁涌流作用下的变流器运行特性研究不够深入。首先,从时域上分析了励磁涌流的产生机理,指出涌流会使车载变压器一、二次侧电压发生跌落,恶化变流器的输入侧电能质量;从频域上推导了涌流的频谱表达式,指出涌流含有较大的低次谐波和丰富的高次谐波。其次,给出了励磁涌流与牵引网阻抗耦合引起牵引网谐振现象的机理,结合机车的瞬态电流控制策略,给出了包含涌流、牵引网、机车控制策略在内的车网耦合数学表达式。理论分析表明:励磁涌流的激励使牵引网电压畸变,在畸变的牵引网电压作用下,变流器输出电流的主要频谱分布含有与牵引网谐振点一致的非特征次频谱,该非特征次频谱分量能够维持牵引网持续谐振。最后,基于MATLAB/Simulink搭建了系统的仿真模型,验证了理论分析的正确性。     

电铁谐波的测量与仿真分析

为了分析电力机车产生的谐波对电力系统的影响,以某牵引变电所普通的Ynd11型变压器接线为例,从动态的过程对牵引供电系统和电力机车进行建模仿真,分析了注入110 kV侧的不平衡谐波电流和电压;通过模型的仿真结果和实际测量数据对比验证了模型的正确性;同时,针对机车不同牵引功率,仿真分析了其对电力系统影响,包括电流谐波、电压谐波和负序电压变化.结果表明:电流、电压谐波随着功率的增加呈曲线增加,其变化趋势复杂;而负序电压含量变化近似一条直线,与功率的变化成正比.     

双流制机车变压器绕组复用电抗器对直流母线电压稳定性的影响

为减少双流制机车体积和重量,直流工作制式下牵引变压器二次侧绕组充当平波电抗器即为其中一项关键技术。二次侧绕组接线方式不同时,其等效电感值可能非线性,这将对直流母线电压稳定性造成重要影响。针对该问题,首先将变压器当作普通电感,建立起双流制机车直流供电模式下系统等效电路,并运用小信号分析法对牵引变压器复用平波电抗器时直流母线电压的稳定性进行了分析;然后在牵引变压器二次侧绕组正串与反串两种不同接线方式下,提出了小信号模型下对应电感值的计算方法,以此得到变压器复用平波电抗器时对直流母线电压稳定性的影响,整个分析求解过程对多流制或双流制机车的研发与应用具有很好的指导作用。     

磁集成式LCL滤波器在牵引网高次谐波抑制中的应用

为抑制机车牵引变流器流入牵引网的高次谐波,减少滤波器占用机车的空间,提出一种磁集成式LCL滤波器新方案。为抑制LCL滤波器固有谐振尖峰,提出一种基于无电容电流传感器的有源阻尼瞬态直接电流控制方法;针对LCL滤波器占用空间过大的问题,将牵引绕组端口电感用作第一电感,通过磁集成技术将第二电感集成到牵引主变压器中以减少空心电抗器占用空间;通过Ansoft和MATLAB软件对采用磁集成式LCL滤波器的牵引传动系统进行场路耦合仿真。仿真与实验结果表明,磁集成式LCL滤波器不仅能够有效抑制机车注入牵引网的高次谐波,而且克服了传统LCL滤波器占用空间大的缺点。