Předkládaná diplomová práce se zabývá návrhem algoritmů řízení hlavního trakčního měniče se středofrekvenčním transformátorem, který je určen pro lokomotivy a příměstské jednotky napájené ze střídavé troleje. Přenos energie ze střídavé troleje k trakčnímu střídači napájejícímu trakční motor je u zkoumaného měniče proveden s využitím středofrekvenčního transformátoru. Primární vysokonapěťový frekvenční měnič, který je přes vstupní tlumivku připojen přímo na trolej, je řešen kaskádně spojenými nepřímými frekvenčními měniči sestávajícími z napěťového pulsního usměrňovače a napěťového střídače. Sériově řazené primární pulsní usměrňovače jsou regulovány pomocí klasického řízení vycházejícího z matematického modelu pulsního usměrňovače - regulace řídícího úhlu e s přesazenou PWM. Napěťové střídače tvořící výstupní část primárních měničů a napájející primární stranu středofrekvenčního transformátoru jsou provozovány s obdélníkovým řízením. Sekundární napěťové pulsní usměrňovače jsou řízeny pomocí dvouhodnotové regulace proudu sekundární stranou středofrekvenčního transformátoru. Chování navržených algoritmů řízení bylo analyzováno pomocí simulací laboratorního prototypu trakčního měniče v ustálených a vybraných přechodových stavech.
Annotation in English
This diploma thesis deals with the design of algorithms for the main traction converter with medium frequency transformer, which is designed for locomotive and suburban unit powered by AC trolley. In case of researched converter the energy transfer from AC trolley wires to traction inverter powering traction engine is carried out using the medium frequency transformer. Primary high voltage inverter, which is through the input coil connected directly to the trolley, is handled by cascade connected indirect frequency inverters, which consist of a voltage pulse rectifier and voltage inverter. Serial connected primary pulse rectifiers are regulated by the classical procedure based on a mathematical model of pulse rectifiers - control of steering angle e with displaced PWM. Voltage inverter in output part of the primary converters and powering the primary side of medium frequency transformer are operated with a rectangular control. Secondary voltage pulse rectifiers are controlled by current hysteresis control secondary windings medium frequency transformer. The behaviour of the proposed control algorithms was analyzed by simulations with laboratory prototype of traction converter in steady state and in selected transient conditions.
Traction, traction converter, locomotive, suburban unit, voltage pulse rectifier, voltage inverter, medium frequency transformer, regulation, simulation
Length of the covering note
44
Language
CZ
Annotation
Předkládaná diplomová práce se zabývá návrhem algoritmů řízení hlavního trakčního měniče se středofrekvenčním transformátorem, který je určen pro lokomotivy a příměstské jednotky napájené ze střídavé troleje. Přenos energie ze střídavé troleje k trakčnímu střídači napájejícímu trakční motor je u zkoumaného měniče proveden s využitím středofrekvenčního transformátoru. Primární vysokonapěťový frekvenční měnič, který je přes vstupní tlumivku připojen přímo na trolej, je řešen kaskádně spojenými nepřímými frekvenčními měniči sestávajícími z napěťového pulsního usměrňovače a napěťového střídače. Sériově řazené primární pulsní usměrňovače jsou regulovány pomocí klasického řízení vycházejícího z matematického modelu pulsního usměrňovače - regulace řídícího úhlu e s přesazenou PWM. Napěťové střídače tvořící výstupní část primárních měničů a napájející primární stranu středofrekvenčního transformátoru jsou provozovány s obdélníkovým řízením. Sekundární napěťové pulsní usměrňovače jsou řízeny pomocí dvouhodnotové regulace proudu sekundární stranou středofrekvenčního transformátoru. Chování navržených algoritmů řízení bylo analyzováno pomocí simulací laboratorního prototypu trakčního měniče v ustálených a vybraných přechodových stavech.
Annotation in English
This diploma thesis deals with the design of algorithms for the main traction converter with medium frequency transformer, which is designed for locomotive and suburban unit powered by AC trolley. In case of researched converter the energy transfer from AC trolley wires to traction inverter powering traction engine is carried out using the medium frequency transformer. Primary high voltage inverter, which is through the input coil connected directly to the trolley, is handled by cascade connected indirect frequency inverters, which consist of a voltage pulse rectifier and voltage inverter. Serial connected primary pulse rectifiers are regulated by the classical procedure based on a mathematical model of pulse rectifiers - control of steering angle e with displaced PWM. Voltage inverter in output part of the primary converters and powering the primary side of medium frequency transformer are operated with a rectangular control. Secondary voltage pulse rectifiers are controlled by current hysteresis control secondary windings medium frequency transformer. The behaviour of the proposed control algorithms was analyzed by simulations with laboratory prototype of traction converter in steady state and in selected transient conditions.
Traction, traction converter, locomotive, suburban unit, voltage pulse rectifier, voltage inverter, medium frequency transformer, regulation, simulation
Research Plan
Navrhněte algoritmy řízení a regulace vybrané topologie trakčního měniče se středofrekvenčním transformátorem.
Navrhněte a sestavte simulační model měniče.
Proveďte simulaci měniče v ustálených a vybraných přechodových stavech.
Připravte definici zadání pro programátora.
Research Plan
Navrhněte algoritmy řízení a regulace vybrané topologie trakčního měniče se středofrekvenčním transformátorem.
Navrhněte a sestavte simulační model měniče.
Proveďte simulaci měniče v ustálených a vybraných přechodových stavech.
