crh3型动车组辅助变流器半实物仿真系统

第33卷，第2期2012年3月中国铁道科学

C H I N A R A I LW A Y S C I E N C E

V01．33N o．2

M a r c h，2012

文章编号：1001-4632(2012)02—0138—07

C R H3型动车组辅助变流器半实物仿真系统

宋术全，王永翔，杨宁

(中国铁道科学研究院机车车辆研究所，北京100081)

摘要：基于对C R H。型动车组辅助变流器电路结构、控制器K1及其接口的分析，采用的模拟方案有：使用电磁继电器模拟接触器的闭合和关断；使用常闭按钮开关模拟熔断器、主风扇M30和变压器超温保护的反馈触点；采用反相器将I G B T的控制信号取反，以模拟I G B T的反馈信号；设置2个可调电阻用以模拟功率模块进风口和出风口的PTl00温度传感器，并通过调节电流实现对主风扇M30的控制。采用M at l ab软件的Si m ul i nk 工具箱建立辅助变流器半实物仿真系统主电路的仿真模型，在M at l ab软件的实时开发环境(R eal-Ti m e w i n—dow s Tar get，R TW)模块中经过模型分析、代码转换、程序生成并运行联编文件等步骤，获取该模型的可执行文件。运行该可执行文件，通过选择外部模式、构造、连接目标机、运行等步骤，再打开控制器K l，实现半实物仿真系统和控制器的协同工作。使用V i s ua l B a si c软件开发该仿真模型的人机界面。实践证明，这一方式完全能满足设计需求，同时又具有较高的性价比。该辅助变流器半实物仿真系统已经成为辅助变流器国产化设计的重要工具。

关键词：动车组；辅助变流器；半实物仿真系统；实时开发环境

中图分类号：U266．203．7：T P391．9文献标识码：B

C R H。型动车组辅助变流器将牵引变流器中问环节的

D C3000V直流电逆变为3A C440V／60H z 的交流电，为车上的三相负载和充电机等设备供电。分析辅助变流器的控制器和主回路的工作特性并进行再创新等工作面临如下困难：①辅助变流器正常工作时存在高电压大电流，因此不可能对电路上所有器件进行测量和分析；②某些测试对人或设备均有一定的危险性和破坏性，不宜直接在辅助变流器上进行；③测试环境不满足测试要求，例如供电电源的供电范围、负载的大小和功率因数等。

将基于“实际控制器+虚拟被控对象”硬件在回路[11的仿真模式应用于电力电子系统的设计，不但有利于设计综合性能较优的控制器，而且可以有效地减少费时费力的实地测试及研究，节约开发成本，缩短开发周期。本文利用M at l ab软件的Si m—ul i nk工具箱建立C R H。型动车组辅助变流器的主电路，通过M at l ab的R T w工具箱和数据采集卡实现与真实控制器之间的实时信息交互，建立辅助变流器半实物仿真系统(简称为半实物仿真系统)。

1辅助变流器及控制器的接口分析

辅助变流器安装于动车组车辆地板的下方。每列8辆短编组的动车组列车安装了2台双单元辅助变流器(简称为双辅变流器)和2台单单元辅助变流器(简称为单辅变流器)，如图1所示。图中：车辆上的字母和数字组成车辆编号；数字1表示双辅变流器，数字2表示单辅变流器。

图1中车辆E C08，T C07，I C06和FC05为一个动力单元，车辆13(204，I C03，T C02和EC01为另一个动力单元。所有辅助变流器同时为贯通列车的3A C440V／60H z的母线供电，母线为各车辆上的用电设备供电。各辅助变流器单独通过母线实施同步。母线在列车工作期间处于耦合状态，一旦母

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图1辅助变流器的安装位置

收稿日期：2011—11—03；修订日期：201112—30

基金项目：国家科技支撑计划(0850J L0604)

作者简介：宋术全(1976一)，男，山东诸城人，助理研究员，硕士。