HXD1电力机车辅助电源系统中漏电感的测量

智能仪器仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf HXDl电力机车辅助电源系统中漏电感的测量 陈湘令，颜琴峰 (湖南铁道职业技术学院，湖南株洲412001) [摘要]介绍一种简单实用的瞬态电感的测量方法。在PwM逆变电路中，通常采用平波电抗器、电容器组成正 弦滤波器，用以减少谐波电流和暂态过电流。电抗器具有非线性特性，其电感曲线的拐点和由饱和区 段的斜率所表达的电抗值，需要用测量的方法加以确定。 关键词微分电感辅助变压器测量 1系统概述 在HXDl电力机车上，辅助设备的运行电源系统 有恒频三相电源系统(440V，60Hz)和变频变压三相电 源系统(电压80～440V，频率10～60Hz)。机车辅助 设备电源通过辅助逆变器由牵引中间直流电路提供。 为实现这一目的，IGBT辅助逆变器将中间直流电压转 换成一个具有恒频恒压和变频变压的三相系统。辅助 变压器连接在辅助PwMI逆变器与机车上3AC、 440V／60Hz车载电源系统之间。串联连接的辅助变压 器保护辅助设备不受牵引系统中高压的干扰(电绝 缘)。辅助变压器和串联电容器构成一个正弦波滤波 器。机车辅助系统的连接如图1，辅助变压器的一次侧 线圈与辅助PWMI逆变器相连。 变压器 圈1 HxDl机车辅助电源系统的连接图 辅助逆变器PWMl输出电压典型曲线如图2。 辅助逆变器PwMI输出电压参数特性如表1。 裹1队珥电力机车辅助洲I输出电压参数特性表 参敷 要求值 U^～(持续) 1900kV U⋯(短时l 2200V △U(bBT额定电流) 400V △U瑚x(过流) 650V du，dfd <5kV／l|5 d“／df． <4kV／￡‘s d“，df～I电压过峰值后) 约5kV／岬 ，“ <1．5kHz 收稿日期：2008一03—31 从辅助PwMI输出电压曲线图2和参数特性表1 可以看出，输出脉冲持续电压值为1900kV，短时最大 值为2200V，反峰电压△【，最大值为650V，关断电压 变化率池／出off<5kV／嶂，开通电压上升率以／d￡。< 4kv／扯s，其主要特点是IGBT开通和关断时，电压变 化率较大，PwMI输出的直角短波电压反复作用于电 路中。辅助变压器在此不只是起着变压的功能，更起 着平波电抗器(L)的作用，用以减少直角短波电压引起 的谐波电流和暂态过电流，为谐波电流提供高阻抗， 并在系统发生故障时降低电流的上升。因此，准确测 量出该辅助变压器的额定微分漏电感(含有规定谐波电 流的额定直流电流微分电感)尤显重要。 辅助变压器(L)技术性能参数及理论计算曲线见表 2和图3。 表2辅助变压器技术性能参数表 项目 要求值 额定容■(持续)／¨，A 130 相数 3 最大短时容量(最大3。)／kvA 400 最太短路电流／A 2500 二次线圈 删九71A 最大二次侧线圈电压，V 啪 Um／U烈变压器变比 1．73 相对短路电压／％ 19．42 联结组别珥115 额定频率／Hz 60 柏V 440V 10Hz55Hz 电压／频率变化范围 “0V／55～60Ho 磁化电流(额定电流百分比) 8％～12％ ，l=5076=62I ，．；2500抛 图3辅助变压器漏电感曲线 ’ 图3中，L蠢定、L饱和为折算到辅助变压器二次侧 的总微分漏电感；J。、f。为二次侧电流峰值。 电工技术12008I7期f弱 万方数据 智能仪器仪表 PWMl输出电压的反峰电压△【几大值=650V，辅助 变压器二次侧电流峰值为507A时，辅助变压器的总微 分漏电感为L靛一0．6915mH(辅助变压器的总微分漏 电感要求维持在较大值)，如二次侧电流峰值继续增 大，辅助变压器中的电抗器铁心允许进入饱和区，总 微分漏电感开始变小。 2漏电感测量 2．1测量项目 瞬态电感的测量、绘制漏电感L(i)曲线。 2．2测量方法 示波图所记录的电感中的电流值或磁通变化值的 测量结果，如试验可在直流电流下进行，通过突然闭 合电路或突然短接电抗器的方式进行。 2．3测量线路 测量线路如图4，一次侧开路，在二次侧测量。 圈4试验线路图 图4中：V阢为直流稳压电源，50～80V／1～ 10A；C为电解电容：135mF／≥70V(额定最大电压必 须比直流稳压电源的最大电压最少高10V)；Thy为带 触发电路的半导体闸流管或断路器：(可用断路器代替 s2)，正向阻断电压大于100V，k定>50A；Di为二极 管：反向阻断电压大于100V，J锨：>50A；0sz为双踪 数字示波器；A为电流探头：J础≥700A，关断频率不 小于1kHz；V为电压分压探头：(例)分压比1：10， 关断频率不小于1kHz；Auxtransfomler为辅助变压器 (被试变压器)；连接电缆截面积不小于50ITl】m2，每段 ‘》至乓◇连接电缆长不超过2m。 2．4试验程序 (1)当半导体闸流管Thy阻断或断路器s2断开， 断路器S1闭合时，直流稳压电源‰在设定的试验电 匿Ⅵ。下，对电容C冲电。 (2)电容C完全冲电到电压1％。后，断路器S1触 头断开，触发电路触发闸流管Thy导通或闭合断路器 S2触头。 (3)随着电容C的放电，流人变压器的电流增加。 电容C一旦放电完毕(V(￡)一o)，流入变压器的电流 缓慢减少并通过二极管Di整流，见图4。 56|＼^^^，vv．chinael．netl哇嗽术 (4)用示波器记录半导体闸流管Thy触发导通开始 瞬间电流和电压随时问的变化特性曲线，见图5。 (5)逐步增加试验电压Ⅵ。，直到用电流探头测量 的电流达到最大电流700A。试验电压y。起始值： 5V。 注意：试验电压V。必须逐步增加。例如：电流达 到J～=JI。之前，电压增加步幅为5V。一旦k =J。。，电压增加步幅要降低(例如降低到1V)以确保 L。不会超过700A太多。 J。。是电流显著增加转折点的电流值(漏电感开始 饱和)。 采用不同的电压k值重复测量，直到J一达到 700A(V。．日ld，J。．一)。 此时，记录测量结果用于 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。 3测量结果分析 微分漏电感用下述等式描述： V(f)一L出(￡)／出 微分漏电感可由微分式得到： L(i)一y(￡)／[di(￡)／出] 或结合电流i(z)和电压y(￡)的波形按图6所示选 取适当多的不同时刻重复计算得到： L(h)一h／陋(圾)／△(奴)] ‘ (I) 图6微分漏电感￡∞的确定 ^ 秭 根据计算结果绘制微分漏电感L(i)随电流变化的 曲线如图6(b)。 (下转第58页) 万方数据 智能仪器仪表 2．3操作系统． 随着用户对移动多媒体产品需求的不断提升，需 要集成越来越多的功能，如WiFi、蓝牙、GPS、 DTV、浏览器等。功能集成的结果使得产品的开发越 来越复杂，要降低开发难度和成本、减少开发周期， 采用合适的操作系统至关重要。有多种操作系统可以 选择，目前许多开发商主要选择windo、ⅣsCE或者 Linux，这是2个相对成熟的操作系统，操作系统内嵌 了文件管理、线程调度、内存管理等机制，有很多现 成的代码可以参考和移植。经过多年的开发和应用， 稳定性较好。更加重要的是，现在的产品设计需要多 个合作方的共同努力，有众多的功能特性的供应商可 以提供基于这2个系统的驱动程序以及软件，网上的 开放资源丰富，集成新的外设和功能时，可以大大减 少工作量。 3应用实例 下面以某公司利用TMs320DM350开发的MP4产 品为例，介绍DM350在数字视频产品中的应用。 采用TMS320DM350的设计方案是目前MP4最 先进解决方案之一，这一实例的系统框图如图2所 示。 圈2利用DM350制作MP4系统框图 图2中央的CPU即为DM350，显示屏幕采用 僻L(、D，通常规格有Qvl3A分辨率3．5英寸， wQVGA分辨率4．3英寸，以及wvGA分辨率7英寸 显示屏，显示屏用于显示图像。显示屏与DM350内部 的视频处理后端Ⅵ’BE连接，连接信号有行同步信号 Hsyllc、场同步信号Ⅶy11c、数据时钟Pclk以及多位颜 色数据信号RGB。 在外接存储器接口中，连接了1片64Mbytes DDR2SDRAM，DDI毪SDRAM同DM350内部的 DDR2控制器相连。DI)R2SDRAM用于提供软件运行 的地址空间。由于DDR2SDI认M的数据时钟高达 400MHz，所以在产品实现过程中，对这部分的布线要 特别注意，遵循信号完整性规则。 产品上的板级存储器采用2～4(遇ytesNAND FI。ASH，NANDFLASH用于存储操作系统、应用软 件以及用户数据。NANDFLASH的管理由DM350内 部的NANDFLASH控制器进行，NANDFLASH控 制器不但产生NANDFLASH所需要的时钟、命令， 也包括在NANDFI。ASH和DDR2SDRAM之间的 数据传送操作。另外NANDFI。ASH控制器还包括1 个4Bit的ECC控制器，用于数据传送过程中的纠错处 理。在对N舢奶FLASH管理方面，需要注意的是文 件系统的建立以及维护。 外部连接方面，有用于存储器扩展的SD卡和USB 连接。SD卡用于存储器扩展，主要用来存储多媒体等 用户数据，SD卡接口与DM350内部的SD控制器连 接。USB是实现产品和外部实现数据交换的重要途径 和接口。DM350提供了USB2．O的高速连接，在进行 产品设计时，同样对USB2．o的高达480MHz的差分 信号线的布线要特别注意。 视频输入接口部分，用于连接CMOS传感器或 者视频ADC解码器，这些信号连接到DM350内部 的vBFE部分，VBFE提供了信号的输入到SDRAM 的通道，以及必要的视频信号处理机制，在做视频 录像时，外部传感器进来的数据会存放到SDRAM， 然后ARM会调用C()PC来对SDRAM中的数据进行 编码处理，压缩后的数据存放在NANDFLASH 中。 用户输入接口部分，可以采用按键和触摸屏， 按键可以直接连接到DM350的输入输出口上。触摸 屏则需要一个专门的触摸屏控制器，触摸屏的输入 通过触摸屏控制器的采样，然后进行ADC变化，最 后通过SPI或12C接口把数字化的输入信息给 DM350。 参考文献 [1]徐鹏，邹浩斌．达芬奇技术简化数字视频设计[J]．世界电 子元器件，2006，5 (上接第56页) 4结束语 析，其测量方法简单实用。而应用于工频电源下的电 抗器，其交流电感量并不需要采取此方法。 参考文献 从以上测量过程中可知，该微分漏电感的测量， 是在模拟PwM输出波形的情境下进行，因此特别适 [1]许荣华·主变压器及电抗器·中国铁道出版社 合对变频电路中平波电抗器的瞬态电感进行测量分 [2]王兆安，黄俊·电力电子技术．机械工业出版社 [3]邱关源．电路．高等教育出版社 58l＼^^^n^，．chinael．nell电T技术 万方数据 HXD1电力机车辅助电源系统中漏电感的测量 作者： 陈湘令， 颜琴峰 作者单位： 湖南铁道职业技术学院,湖南,株洲,412001 刊名： 电工技术 英文刊名： ELECTRIC ENGINEERING 年，卷(期)： 2008(7) 参考文献(3条) 1.邱关源 电路 2.王兆安;黄俊 电力电子技术 3.许荣华 主变压器及电抗器 本文读者也读过(8条) 1. 苏万才 一种高漏抗变压器的计算[期刊论文]-变压器2001,38(11) 2. 王锐 电力机车平波电抗器试验台的设计[学位论文]2004 3. 陈爱军.漆志佳.刘宏.毛业军.廖洪涛.CHEN Ai-jun.QI Zhi-jia.LIU Hong.MAO Ye-jun.LIAO Hong-tao 机车直 流绝缘监测装置的研制[期刊论文]-电力机车与城轨车辆2008,31(1) 4. 黄登威.钟福兵.HUANG Deng-wei.ZHONG Fu-bing 和谐HXD1型大功率交流电力机车主变压器[期刊论文]-电力机 车与城轨车辆2007,30(1) 5. 廖保华.钟福兵.黄细友.LIAO Bao-hua.ZHONG Fu-bing.HUANG Xi-you HXD1B电力机车用300kVA辅助变压器研制 [期刊论文]-机车电传动2011(4) 6. 钟福兵.黄细友.龙谷宗.陈湘令.ZHONG Fu-bing.HUANG Xi-you.LONG Gu-zong.CHEN Xiang-ling 轨道牵引辅助 变流系统中变压器绝缘强度的研究[期刊论文]-机车电传动2008(1) 7. 易强.Yi Qiang 浅谈SS7D、E型电力机车DC600V供电装置常见故障的分析与处理[期刊论文]-郑州铁路职业技术 学院学报2010(3) 8. 朱进.王泰杰.ZHU Jin.WANG Tai-jie HXD1型机车高压隔离开关烧损故障分析及改进[期刊论文]-电力机车与城 轨车辆2008,31(6) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dgjs200807030.aspx