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列车牵引变流器功率器件温升计算与仿真验证
| 论文题名： | 列车牵引变流器功率器件温升计算与仿真验证 |
| 关键词： | 铁路列车;牵引变流器;功率器件;散热设计;结温变化 |
| 摘要： | 在列车电力牵引变流系统中，功率器件的结温变化是影响变流器乃至整个系统性能的重要因素。本文以工程应用为背景，结合列车实际运行的数据，计算列车牵引变流器功率器件的结温变化，对于变流器功率器件的选型、寿命评估，以及变流器的散热设计等具有重要意义。具体研究内容如下: 首先，介绍了传热学基本理论，系统地归类和总结了列车牵引变流器散热系统的组成结构和工作原理，并针对不同结构的牵引变流器散热器，利用传热方程式的定义和单元划分方法，分析并推导了其热阻的计算公式。 其次，详细介绍了基于功率器件数据手册的插值法计算其功率损耗的方法;结合四象限脉冲整流器双极性正弦载波调制(SPWM)算法，分析了功率器件功率损耗的计算过程并推导了其计算公式;结合两电平牵引逆变器全速域、多模式空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法，分析了功率器件功率损耗的计算过程并推导了其计算公式;参考国内某动车组牵引变流系统参数，给出了其功率器件的功率损耗随列车速度变化的关系曲线。 然后，对功率器件结温进行分析与研究，区别于功率器件瞬态结温给出了其暂态结温的定义;基于等效热路法，建立了变流器功率器件稳态结温计算的数学模型，并参考国内某动车组牵引变流系统参数，给出了其功率器件的稳态结温随列车速度变化的关系曲线;基于集中参数法，建立了变流器功率器件暂态结温计算的数学模型，并参考西安某城轨全程运行数据明细，给出了其功率器件的暂态结温随列车运行时刻变化的关系曲线。 最后，本文基于PLECS软件搭建仿真模型进行分析，仿真结果验证了计算方法的有效性、可行性以及计算结果的正确性。 |
| 作者： | 张正松 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 葛兴来 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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