考虑ESR老化的支撑电容寿命评估方法研究

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作者 徐小明 任润浩 +3 位作者 仇祺沛 葛兴来 李鹏 王春柳 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第4期44-50,共7页

文中以高速列车的金属化薄膜支撑电容为研究对象,研究了一种考虑ESR老化及任务剖面的支撑电容寿命评估方法。首先从薄膜电容的物理结构及失效机理出发,分析了电容失效过程中的退化特征;然后对薄膜电容电应力、热应力进行了探讨;最后结... 文中以高速列车的金属化薄膜支撑电容为研究对象,研究了一种考虑ESR老化及任务剖面的支撑电容寿命评估方法。首先从薄膜电容的物理结构及失效机理出发,分析了电容失效过程中的退化特征;然后对薄膜电容电应力、热应力进行了探讨;最后结合某线路的实车空载工况的测试数据,基于经验寿命模型、线性累积损伤理论以及等效串联电阻ESR的老化模型对支撑电容的寿命评估方法进行了分析。研究结果表明,随着运行年限的增长,ESR的老化会导致功率损耗以及热点温度的明显增加,从而导致电容的寿命损伤率逐步加快。 展开更多

关键词 牵引变流器 支撑电容 电容老化 寿命评估

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基于载波移相控制的脉冲整流器直流侧支撑电容电压谐波抑制研究 被引量：8

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作者 王娜 宋文胜 冯晓云 《机车电传动》 北大核心 2012年第2期34-39,共6页

以电力牵引交流传动系统中两重化脉冲整流器拓扑为研究对象,以实现其直流侧支撑电容电压谐波抑制为目标,首先从理论上分析了直流侧支撑电容容量的设计方法;然后分析了稳态运行时直流侧电压高次谐波的产生机理,并重点分析了两重化脉冲整... 以电力牵引交流传动系统中两重化脉冲整流器拓扑为研究对象,以实现其直流侧支撑电容电压谐波抑制为目标,首先从理论上分析了直流侧支撑电容容量的设计方法;然后分析了稳态运行时直流侧电压高次谐波的产生机理,并重点分析了两重化脉冲整流器载波移相控制方法对直流侧脉动的影响。理论分析表明直流侧电压高次纹波主要分布在2倍开关频率附近,载波移相控制技术可以有效地抑制直流侧2倍开关频率附近的纹波电压,从而减小直流侧电压纹波系数。因此在传统直流侧支撑电容容量设计方法的基础上,加入载波移相控制可以进一步减小所设计的支撑电容大小。最后对未添加载波移相控制和添加载波移相控制的方法分别进行了计算机仿真和半实物试验测试。Matlab仿真和dSPACE半实物测试结果都验证了理论分析的正确性和有效性。 展开更多

关键词 脉冲整流器 载波移相 支撑电容 谐波优化

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牵引变流器中支撑电容器研究 被引量：20

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作者 陈燕平 忻力 李中浩 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第2期76-81,共6页

为牵引变流器中支撑电容器的参数选择提供了理论依据。首先以脉冲整流器为例对支撑电容器参数计算原理进行了详细推导,并采用仿真方法进行了验证,对5种常用支撑电容器选型方法进行了归纳,5种方法分别为电路分析计算法、仿真法、估算法... 为牵引变流器中支撑电容器的参数选择提供了理论依据。首先以脉冲整流器为例对支撑电容器参数计算原理进行了详细推导,并采用仿真方法进行了验证,对5种常用支撑电容器选型方法进行了归纳,5种方法分别为电路分析计算法、仿真法、估算法、能量计算法、试验验证法。 展开更多

关键词 牵引变流器 支撑电容器 脉冲整流器 二次谐波电路

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直流供电的三相电压源逆变器支撑电容的优化设计 被引量：3

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作者 彭威 乔鸣忠 +1 位作者 蒋超 张志斌 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2020年第6期60-66,共7页

对于直流供电的三相电压源逆变器,通过估算和根据经验选取电容会导致严重的过设计,不利于节省空间和成本。为此,分析了直流侧支撑电容抑制直流母线高频谐波电流的机理,建立了永磁同步电机空间矢量脉宽调制下直流母线输入电流的模型,推... 对于直流供电的三相电压源逆变器,通过估算和根据经验选取电容会导致严重的过设计,不利于节省空间和成本。为此,分析了直流侧支撑电容抑制直流母线高频谐波电流的机理,建立了永磁同步电机空间矢量脉宽调制下直流母线输入电流的模型,推导出直流母线高频谐波的最大幅值为输出相电流峰值,得到了电容电压和电流脉动关于调制比和负载的表达式,并给出了能减小直流母线高频谐波的电容选取方法。按照设计的电容参数搭建了仿真和实验平台,结果表明:所提的支撑电容选取方法能在有效抑制直流母线电流谐波的同时避免过设计。 展开更多

关键词 直流母线高频谐波电流 支撑电容 永磁同步电机 空间矢量脉宽调制

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基于预充电模型与低频采样的直流支撑电容器电容辨识方法 被引量：1

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作者 伍珣 田睿 +3 位作者 李凯迪 于天剑 成庶 陈春阳 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3325-3334,共10页

直流支撑电容器是列车牵引变流器的重要组成部分,主要用于整流器的输出电压滤波与稳压,并保证逆变器的高效运行。电容是衡量电容器剩余使用寿命的重要指标。在恶劣的工作环境中,电容的减小速率往往比预期更快,准确、有效地对电容进行估... 直流支撑电容器是列车牵引变流器的重要组成部分,主要用于整流器的输出电压滤波与稳压,并保证逆变器的高效运行。电容是衡量电容器剩余使用寿命的重要指标。在恶劣的工作环境中,电容的减小速率往往比预期更快,准确、有效地对电容进行估计是直流电容器状态监测的必要条件。然而,在轨道交通应用中,中间直流环节电压传感器的信号噪声波动幅值与纹波分量波动幅值几乎相同,导致现有电容器状态辨识方法对电容的辨识误差明显上升。针对此问题,提出一种基于预充电模型与低频采样的直流电容器电容估计方法。首先,对预充电过程进行分析,建立离散数学模型以减少噪声的影响。在此模型基础上,推导电容器电容的计算公式,采用带噪声估计的RELS算法进一步减小噪声影响并获得模型参数的准确估值,进而对直流支撑电容器电容进行精确辨识。最后,在dSPACE平台上验证该方法的快速性和鲁棒性。研究结果表明:该方法可以在较低的采样频率下实现电容的准确计算;与现有估计方法相比,该方法在地铁等轨道交通场合具有较大优越性。 展开更多

关键词 电容估计 直流支撑电容器 预充电 噪声 RELS算法

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基于高速列车多工况运行数据的牵引传动系统支撑电容的寿命评估 被引量：3

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作者 王骁 雷宇 +2 位作者 陈才茂 刘直 葛兴来 《铁道机车车辆》 北大核心 2022年第6期94-99,共6页

高速列车牵引传动系统中,支撑电容是不可或缺的储能与滤波元件。然而,在高速列车运行的过程中,支撑电容由于受到高纹波电流、高纹波电压、多变的环境温度的影响,其可靠性的研究存在巨大的挑战。根据牵引传动系统支撑电容采用的薄膜电容... 高速列车牵引传动系统中,支撑电容是不可或缺的储能与滤波元件。然而,在高速列车运行的过程中,支撑电容由于受到高纹波电流、高纹波电压、多变的环境温度的影响,其可靠性的研究存在巨大的挑战。根据牵引传动系统支撑电容采用的薄膜电容的特点,文中首先从薄膜电容的物理、电路结构与失效机理出发,分析了影响薄膜电容可靠性的内在因素。其次,基于薄膜电容的功率损耗计算方法,对其进行了电热应力分析,结合薄膜电容的寿命评估模型以及实车运行采集的广州南到长沙南的某车型动车组的多工况运行数据,对牵引传动系统的支撑电容的寿命在试验工况的任务剖面下进行了评估。该评估方法为支撑电容的监测、更换、维护时间以及面向可靠性的设计提供了依据。 展开更多

关键词 牵引传动系统 支撑电容 寿命评估 薄膜电容

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随机频率调制对逆变器支撑电容的影响研究 被引量：1

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作者 宋宏彪 贺达江 +1 位作者 舒薇 刘柏罕 《新型工业化》 2019年第12期53-55,共3页

支撑电容是逆变器非常重要的器件,在使用的过程中,由于纹波电流的影响,会导致支撑电容的寿命下降,本文从软件算法着手,提出了采用一种随机频率调制算法,来抑制中间直流电流的纹波,从而达到抑制支撑电容纹波电流谐波的方法。采用MATLAB... 支撑电容是逆变器非常重要的器件,在使用的过程中,由于纹波电流的影响,会导致支撑电容的寿命下降,本文从软件算法着手,提出了采用一种随机频率调制算法,来抑制中间直流电流的纹波,从而达到抑制支撑电容纹波电流谐波的方法。采用MATLAB软件进行逆变器仿真实验,仿真结果表明,随机频率调制可以抑制中间直流电流的高次谐波幅值,从而减小纹波电流对支撑电容的影响作用。 展开更多

关键词 随机频率调制 空间矢量脉宽调制 支撑电容 纹波电流

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基于CNN-LSTM的支撑电容容值软测量

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作者 杨培盛 付宇 +3 位作者 李鸿飞 初开麒 王梦谦 李政达 《电子技术应用》 2021年第9期16-19,共4页

实时监测功率变流器中支撑电容的老化状态,及时发现并更换存在缺陷的电容,对提高功率变换器的可靠性具有重要意义。基于相关电压电流数据,通过建立数据集,确定网络模型参数和模型训练,最终得到基于CNN-LSTM的神经网络模型,并通过不同工... 实时监测功率变流器中支撑电容的老化状态,及时发现并更换存在缺陷的电容,对提高功率变换器的可靠性具有重要意义。基于相关电压电流数据,通过建立数据集,确定网络模型参数和模型训练,最终得到基于CNN-LSTM的神经网络模型,并通过不同工况下的数据集对神经网络模型的准确性进行了验证。结果表明,该模型可对电容容值进行可靠预测。 展开更多

关键词 支撑电容 CNN-LSTM 可靠性 神经网络

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中间直流环节杂散参数对变流器支撑电容电流的影响分析

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作者 张义 范斌 《机车电传动》 北大核心 2021年第4期98-104,共7页

在牵引变流器的主电路设计过程中,由于采用多重四象限并联供电,使中间直流环节无法完全实现低感连接,导致线路杂散阻抗引入,多重支路电容之间产生谐振,引起电容电流额外增加等情况。为此,文章通过搭建牵引变流器主电路的等效仿真模型,... 在牵引变流器的主电路设计过程中,由于采用多重四象限并联供电,使中间直流环节无法完全实现低感连接,导致线路杂散阻抗引入,多重支路电容之间产生谐振,引起电容电流额外增加等情况。为此,文章通过搭建牵引变流器主电路的等效仿真模型,结合中间直流环节增加线路杂散参数的两重并联主电路结构,推导得出了中间直流环节引入线路杂散电感的主电路传递函数。根据传递函数的幅频特性可知,线路杂散电感会使主电路存在除二次谐振点外还会增加1个高次谐振点,并且杂散电感越大,谐振增益越大,造成支撑电容电流增大。 展开更多

关键词 动车组 杂散电感 支撑电容电流 传递函数 高次谐振点 变流器 仿真

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某型大功率起动发电机的中线接法对起动过程的影响分析

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作者 张海英 赵渊昉 《科技创新与应用》 2020年第7期104-106,共3页

某型动力装置在地面联试起动时,引起地面电源过流、欠压保护,并造成交流起动控制器内部电容发生爆炸,击穿设备外壳。文章就该故障从理论分析入手,结合地面试验验证,得出该型动力装置在起动过程中,起动发电机的中线不能够与地面电源的中... 某型动力装置在地面联试起动时,引起地面电源过流、欠压保护,并造成交流起动控制器内部电容发生爆炸,击穿设备外壳。文章就该故障从理论分析入手,结合地面试验验证,得出该型动力装置在起动过程中,起动发电机的中线不能够与地面电源的中线短接,并提出了解决方案。经机上试验论证解决方案有效。 展开更多

关键词 整流单元 支撑电容 SVPWM调制 中线压差 功率电阻

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辅发励磁斩波器直流输入对机车电路影响分析

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作者 周国卷 薛兵杰 +1 位作者 李勇斌 李国锋 《机车电传动》 北大核心 2019年第1期83-86,共4页

介绍了给辅助发电机励磁的斩波器改为直流输入应用时对内燃机车电路的影响,并对故障现象、故障查找、故障原因及解决办法进行了阐述和说明,确定故障原因是由于电路设计改变后,励磁斩波器内部的支撑电容接通的瞬间引起了机车蓄电池电压跌... 介绍了给辅助发电机励磁的斩波器改为直流输入应用时对内燃机车电路的影响,并对故障现象、故障查找、故障原因及解决办法进行了阐述和说明,确定故障原因是由于电路设计改变后,励磁斩波器内部的支撑电容接通的瞬间引起了机车蓄电池电压跌落,造成数字信号采集错识,进而导致逻辑控制错乱。最后提出了解决故障的办法,并通过试验验证了分析结论和解决办法的正确性。 展开更多

关键词 励磁控制装置 励磁斩波器 直流输入 交流输入 励磁控制电路 中间支撑电容 逻辑控制

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单相小功率高频并网逆变器的研制

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作者 孙峰芳 马亮 张颖 《电子设计工程》 2013年第21期155-157,共3页

笔者介绍了光伏并网逆变器的系统结构,给出了系统中主要无源器件的设计方法,同时设计了以TMS320F28335为核心的控制系统,控制算法中加入了MPPT控制,为了保证并网电流实时跟踪电网电压的相位,采用了软件锁相环(SPLL);最后,通过实验验证... 笔者介绍了光伏并网逆变器的系统结构,给出了系统中主要无源器件的设计方法,同时设计了以TMS320F28335为核心的控制系统,控制算法中加入了MPPT控制,为了保证并网电流实时跟踪电网电压的相位,采用了软件锁相环(SPLL);最后,通过实验验证了设计的可行性。 展开更多

关键词 光伏并网逆变器 Boost电感 支撑电容 MPPT控制 软件锁相环

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