轨道交通列车辅助逆变器监控及诊断分析系统设计
发布时间：2021-12-17 23:03
随着轨道交通的飞速发展,人们越来越关注轨道交通的安全稳定运行和维护管理。辅助逆变器是轨道交通列车上必不可少的重要电气组件,它为轨道交通列车的交流负载提供稳定的电源,是辅助电源的核心系统,不仅为列车照明、空调、通风机等设备提供电源也关系到轨道交通的舒适性。辅助逆变器的故障不仅会直接影响列车交流负载的正常工作,甚至会导致列车无法正常运行。辅助逆变器的故障诊断是整个辅助逆变供电系统故障诊断的基础,本文针对辅助逆变器的监控和功率管开路故障进行了研究,主要完成以下内容:首先,研究了辅助逆变系统的结构和工作原理,分析了导致逆变器功率管发生故障的原因及对辅助逆变系统的影响,提出了对辅助逆变器进行实时监控的必要性。在理论基础的学习上通过软件与硬件相结合的方式来设计一套辅助逆变器监控及诊断分析系统,完成辅助逆变器相关数据的采集、监控及分析诊断功能。通过研究SPWM调制辅助逆变器的工作原理,利用MATLAB/Simulink工具完成轨道交通列车辅助逆变器模型的搭建。通过仿真模型对辅助逆变器的工作状态进行仿真,通过实验验证了该仿真模型的可行性。最后,学习EEMD算法的基本原理,采用EEMD能量矩特征提取的方...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
青岛大学硕士学位论文8电源（蓄电池）可以提供110V或24V的直流电，持续为控制系统设备和应急负载设备提供直流电源[30]。图2.1所示为轨道交通列车辅助逆变系统结构框图，B车上的受电弓引入1500伏的直流电给整个列车提供电源，引入的直流电到高压电气箱后，再使用电缆送给列车的其他车厢。最终，通过高压电气箱和辅助逆变器将输入车厢的1500V直流电转换成频率为50Hz、电压为380V的三相交流电，提供给为列车车厢里的负载设备使用[31]。辅助逆变系统在每个车厢内设定了扩展供电电路，当车厢内的辅助逆变器发生故障，其它相邻的车厢也可以为其提供电源，从而保障了列车的安全运行。图2.1辅助逆变系统结构图2.1.2辅助逆变系统的供电方式轨道交通列车的供电方式一般有3种方式：分散式、集中式和并联式[32]。1.分散供电方式分散供电方式是指由所在地区电网区域变电站或中压输电线路，直接向所在城市的轨道交通平行环形电网的变电站供电。只有在电网系统发达且车站有相当稳定可靠的供电系统的城市，才能使用分散式供电，所以分散式供电对电网系统的要求相对较高。采用分散供电方式，列车的每节车厢都需要配备一套辅助逆变器为车厢内负载设备提供电源。当列车车厢的辅助逆变器出现故障时，与其相邻的车厢能够通过扩展电路对负载设备进行供电[33]。图2.2为分散供电方式结构图。
青岛大学硕士学位论文9图2.2分散供电方式示意图2.集中供电方式集中供电方式是指在轨道交通系统中，根据铁路系统的特点，设立专用的主变电站，将电能统一分配给列车上的用电设备。主变电站的输入电压为110KV的交流电，经过变压器降压转换成35KV或者10KV，向轨道交通的牵引变电站和降压变电站提供输入电源，最终将主变电站转换为内部电源所需的电压等级来为城市轨道交通供电系统提供所需电源。目前，我国电力资源相对紧缺，城市轨道交通综合控制的要求越来越高，现有的电力调控技术已不能完全满足需要。因此，集中供电方式被广泛应用于我国各大轨道交通城市。对于多节车厢的列车，集中供电是指一个单元的车厢共用一个公共电源，通过馈电线送至列车的每节车厢。与分散供电方式相比，集中供电方式具有更高的可靠性，可以较好的管理用电设备，减少设备的损耗，提高经济效益，便于检修、维护保养也相对方便。同时，电缆敷设路径较易走行，且抑制谐波的效果良好。集中供电主要采用SPWM调制辅助逆变器。图2.3为集中供电方式结构图。图2.3集中供电方式示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的轨道交通数据监控与处理系统设计[J]. 种兴静,冷子文,高军伟,盖宏宇. 青岛大学学报(工程技术版). 2019(03)
[2]基于EEMD和GA-BP的列车辅助逆变器开路故障诊断研究[J]. 蔡鹏飞,郑树彬,彭乐乐. 计算机测量与控制. 2019(07)
[3]中国智能高铁发展战略研究[J]. 王同军. 中国铁路. 2019(01)
[4]计算机技术对虚拟仪器的影响[J]. 卫琴芳,葛金花. 中国科技信息. 2018(18)
[5]ITER软X射线诊断放大器远程监控系统设计[J]. 盛秀丽,李实,胡立群,叶民友,张斌,曹宏睿,赵金龙. 核电子学与探测技术. 2018(04)
[6]基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计[J]. 夏妍,孙硕. 电子技术与软件工程. 2018(12)
[7]基于MATLAB的地铁牵引三电平逆变器仿真[J]. 高杰,徐斌. 科技创新与应用. 2018(13)
[8]基于LabVIEW的数据采集及处理系统设计[J]. 宋佩利,赵春祥,连蓉. 现代工业经济和信息化. 2018(03)
[9]铁路车辆运行安全监控系统建设研究[J]. 刘彦飞. 中国设备工程. 2017(20)
[10]基于LMD和PNN神经网络的列车辅助逆变器故障检测[J]. 宫志骁,高军伟,张晴,张彬,董宏辉. 青岛大学学报(工程技术版). 2017(03)
博士论文
[1]多能源储能系统中三相逆变器故障诊断方法与参数辨识的研究[D]. 王禹玺.浙江大学 2016
[2]数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D]. 杨金辉.湖南大学 2010
硕士论文
[1]基于DSP的轨道交通数据采集系统研究[D]. 刘文天.青岛大学 2018
[2]高可靠性城市轨道交通永磁电机牵引系统研究[D]. 张景皓.东南大学 2017
[3]LabVIEW环境下的便携式地铁辅助逆变器采集分析系统[D]. 郑依.青岛大学 2017
[4]地铁列车轴温采集系统集成器设计[D]. 王薇.西南交通大学 2017
[5]通用型电子负载系统的设计与实现[D]. 王中砥.哈尔滨工业大学 2016
[6]基于神经网络的ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障诊断方法的研究[D]. 魏秀颖.西南交通大学 2015
[7]中国大陆地铁报探析[D]. 刘畅.湖南大学 2014
[8]基于联合神经网络的WSN节点和网络故障诊断研究[D]. 罗小勇.电子科技大学 2014
[9]城市轨道列车辅助逆变电源的开路故障诊断研究[D]. 赏吴俊.西南交通大学 2014
[10]地铁车辆辅助电源系统仿真与实验研究[D]. 马龙.西南交通大学 2014
本文编号：3541123
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
青岛大学硕士学位论文8电源（蓄电池）可以提供110V或24V的直流电，持续为控制系统设备和应急负载设备提供直流电源[30]。图2.1所示为轨道交通列车辅助逆变系统结构框图，B车上的受电弓引入1500伏的直流电给整个列车提供电源，引入的直流电到高压电气箱后，再使用电缆送给列车的其他车厢。最终，通过高压电气箱和辅助逆变器将输入车厢的1500V直流电转换成频率为50Hz、电压为380V的三相交流电，提供给为列车车厢里的负载设备使用[31]。辅助逆变系统在每个车厢内设定了扩展供电电路，当车厢内的辅助逆变器发生故障，其它相邻的车厢也可以为其提供电源，从而保障了列车的安全运行。图2.1辅助逆变系统结构图2.1.2辅助逆变系统的供电方式轨道交通列车的供电方式一般有3种方式：分散式、集中式和并联式[32]。1.分散供电方式分散供电方式是指由所在地区电网区域变电站或中压输电线路，直接向所在城市的轨道交通平行环形电网的变电站供电。只有在电网系统发达且车站有相当稳定可靠的供电系统的城市，才能使用分散式供电，所以分散式供电对电网系统的要求相对较高。采用分散供电方式，列车的每节车厢都需要配备一套辅助逆变器为车厢内负载设备提供电源。当列车车厢的辅助逆变器出现故障时，与其相邻的车厢能够通过扩展电路对负载设备进行供电[33]。图2.2为分散供电方式结构图。
青岛大学硕士学位论文9图2.2分散供电方式示意图2.集中供电方式集中供电方式是指在轨道交通系统中，根据铁路系统的特点，设立专用的主变电站，将电能统一分配给列车上的用电设备。主变电站的输入电压为110KV的交流电，经过变压器降压转换成35KV或者10KV，向轨道交通的牵引变电站和降压变电站提供输入电源，最终将主变电站转换为内部电源所需的电压等级来为城市轨道交通供电系统提供所需电源。目前，我国电力资源相对紧缺，城市轨道交通综合控制的要求越来越高，现有的电力调控技术已不能完全满足需要。因此，集中供电方式被广泛应用于我国各大轨道交通城市。对于多节车厢的列车，集中供电是指一个单元的车厢共用一个公共电源，通过馈电线送至列车的每节车厢。与分散供电方式相比，集中供电方式具有更高的可靠性，可以较好的管理用电设备，减少设备的损耗，提高经济效益，便于检修、维护保养也相对方便。同时，电缆敷设路径较易走行，且抑制谐波的效果良好。集中供电主要采用SPWM调制辅助逆变器。图2.3为集中供电方式结构图。图2.3集中供电方式示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabVIEW的轨道交通数据监控与处理系统设计[J]. 种兴静,冷子文,高军伟,盖宏宇. 青岛大学学报(工程技术版). 2019(03)
[2]基于EEMD和GA-BP的列车辅助逆变器开路故障诊断研究[J]. 蔡鹏飞,郑树彬,彭乐乐. 计算机测量与控制. 2019(07)
[3]中国智能高铁发展战略研究[J]. 王同军. 中国铁路. 2019(01)
[4]计算机技术对虚拟仪器的影响[J]. 卫琴芳,葛金花. 中国科技信息. 2018(18)
[5]ITER软X射线诊断放大器远程监控系统设计[J]. 盛秀丽,李实,胡立群,叶民友,张斌,曹宏睿,赵金龙. 核电子学与探测技术. 2018(04)
[6]基于单片机和LabVIEW的多路数据采集系统设计[J]. 夏妍,孙硕. 电子技术与软件工程. 2018(12)
[7]基于MATLAB的地铁牵引三电平逆变器仿真[J]. 高杰,徐斌. 科技创新与应用. 2018(13)
[8]基于LabVIEW的数据采集及处理系统设计[J]. 宋佩利,赵春祥,连蓉. 现代工业经济和信息化. 2018(03)
[9]铁路车辆运行安全监控系统建设研究[J]. 刘彦飞. 中国设备工程. 2017(20)
[10]基于LMD和PNN神经网络的列车辅助逆变器故障检测[J]. 宫志骁,高军伟,张晴,张彬,董宏辉. 青岛大学学报(工程技术版). 2017(03)
博士论文
[1]多能源储能系统中三相逆变器故障诊断方法与参数辨识的研究[D]. 王禹玺.浙江大学 2016
[2]数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D]. 杨金辉.湖南大学 2010
硕士论文
[1]基于DSP的轨道交通数据采集系统研究[D]. 刘文天.青岛大学 2018
[2]高可靠性城市轨道交通永磁电机牵引系统研究[D]. 张景皓.东南大学 2017
[3]LabVIEW环境下的便携式地铁辅助逆变器采集分析系统[D]. 郑依.青岛大学 2017
[4]地铁列车轴温采集系统集成器设计[D]. 王薇.西南交通大学 2017
[5]通用型电子负载系统的设计与实现[D]. 王中砥.哈尔滨工业大学 2016
[6]基于神经网络的ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障诊断方法的研究[D]. 魏秀颖.西南交通大学 2015
[7]中国大陆地铁报探析[D]. 刘畅.湖南大学 2014
[8]基于联合神经网络的WSN节点和网络故障诊断研究[D]. 罗小勇.电子科技大学 2014
[9]城市轨道列车辅助逆变电源的开路故障诊断研究[D]. 赏吴俊.西南交通大学 2014
[10]地铁车辆辅助电源系统仿真与实验研究[D]. 马龙.西南交通大学 2014
本文编号：3541123
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