地铁辅助变流器的设计初探
地铁车辆辅助逆变器仿真与实验研究
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｍｅ ｔ ｒ ｏ Ｖｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ Ａｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ Ｉ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｓｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｅｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ
ＭＡ Ｌ ｏ ｎ ｇ ，Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｋ ｕ ｎ — ｌ ｕ ｎ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｑ ｉ ｎ ｇ ２ ，Ｇ Ｅ Ｎ Ｇ Ｚ ｈ ｉ — ｄ ｏ ｎ ｇ ２
（ １ ． Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆＭａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ 口Ｖ ｅ ｈ ｃ ｉ ￣， Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｙ ｒ ｆ ｏ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｏ ｉ ｎ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ３ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｒ ｏ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ａ ｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ， ｉ ｆ ｖ ｅ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｆ ｏ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｗｏ － ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｗｉ ｈ ｔ ｈｅ ｔ ｐ ｏ ｗｅ ｒ — ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ＤＣ／ ＤＣ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｔ ｒ ｅ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｗｉ ｈ ｔ ｈｅ ｔ ｈ ｉ ｓ ｈ － ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍｅ ｒ ｒ ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｌ ａ ｉ ｔ ｖ ｅ ｌ ｙ ｈ ａ ｖ ｅ ｓ ｏ ｍｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ， ｂ ｕ ｔ ｈｅ ｔ ＤＣ／ ＤＣ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｎ ｅ ｅ ｄ ｓ ｔ ｏ ａ ｄ ｄ ａ ｐ ｏ ｗｅ ｒ — ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｆ ｏ ２ ２ ０ Ｖ， Ｓ Ｏ ｔ ｈ ｉ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ ａ ｎ ｄ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ， ｈｅ ｔ ｔ ｗｏ — ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｗ ｉ ｈ ｔ ｈｅ ｔ ｐ ｏ ｗｅ ｒ － ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｒａ ｔ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍｅ ｒ ｒ ｉ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏｐ ｒ ｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ ｉ ｎ ｖ ｅ ｔｅ ｒ ｒ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ． ｈ ｅ Ｔ ｄ ｕ ａ ｌ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｄ ｌ ｏ ｏ ｐ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｗｉ ｈ ｉ ｔ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｉ ｓ
城市轨道交通高频辅助变流器设计
因为寄生参数的存在 会产 生谐振 ， 如果 不加 处理甚 至 会将整流二极 管烧坏 。因此 ， 在此处加 入了 Ｒ Ｄ钳位 Ｃ
电路 ， 如图 ３ 所示 。
三
态 均 流 。检 测 所 得 的偏 磁 指 令 通 过 Ｐ 调 节 后 ， Ｉ 叠加 到
Ｄ 攀 Ｄ ２
（） ａ （） ｂ （ ｃ ）
中国北 车长春轨道客车股份有限公司 长春 ２ ．北京交通大学 电气工程学 院 北京 １０ ６ ； ３ ０２ １０ ４ ） ０ ０ ４
的等级 ， 以提供给逆变器逆变 ， 这种 方法相 对于第一 种 方法可 以省却工频变压器 ， 是增加 的 Ｄ ／ Ｃ模 块 也 但 ＣＤ
增加 了系统 的 复 杂性 和不 稳 定 性 。综 合 以上 两 种结 构 ， 出了模块化 的解决办法 ， 提 并针 对此结 构提 出了控
２Ｏ ０ ７ＢＡＡ１ ０７】 ２Ｂ
● 一
’
Ｉ
图 ２ Ｄ ／ Ｃ拓 扑 ＣＤ
。
。
：
。
Ｎ Ａ ＰＩ Ｒ Ｉ ＴＲ ＡＩ ＬＴＲＡＮＳ Ｌ ＵＲＢＡ Ｒ Ｄ Ａ Ａ ＮＳ
！谚 ｒ Ｉ Ｔ 懈
都市快轨交通 ・ ２ 第 ５卷 第 １期 ２ １ ０ ２年 ２ 月
一
３ 控制 策略
通过 以上分 析可知 ， 地铁高 频辅 助变 流器分 立元
件多、 结构复杂 ， 因此对于控 制系统 的设计 一定要充 分 考虑前后级 的关系 ， 以及整个 系统 的稳定性 。 图 ５为 Ｄ ／ Ｃ模 块 控 制框 图。首 先 ， ＣＤ 检测 输 入
个稳定 可控 的直流量 。 对于如图 ２所示 的全桥 结构 ， 在全波 整流 输 出
种是采用直接 逆变 方式 ， 即直 接从 接触 网上 取 电逆
CRH2动车组辅助变流器设计说明--解析
Page
12
二.APU介绍
继电器单元各种信号输出 ①ＡＲｆＫ闭合：ＡＰＵ的输入电压一旦被确立（ＡＣ２ ５０Ｖ以上）的话，由来自ＣＰＵ的指令，ＡＲｆＫＲ被 励磁（CN2插座的5脚即“101X”线得电），ＡＲｆＫ闭 合。在ＡＰＵ停止的时候，变频器、逆变器变为ＯＦＦ， ２０秒之后ＡＲｆＫ断开。 ②ＡＰＵ故障：ＡＰＵ发生重故障的情况下，通过来自Ｃ ＰＵ的指令，对ＡＰＵＦＡＵ进行励磁。常闭触点断开， CN1插座的10脚与16脚即M100线与M135线断开。常开 触点吸合，CN2插座的20脚即93C线得电。由此，向监视 器发出ＡＰＵ故障信号。 ③瞬间停电检测：ＡＰＵ的输出在停止的情况下，根据Ｃ ＰＵ的指令，向外部输出瞬间停电检测信号（CN2插座的 6脚即112G线得电）。（停电最短为０．５秒）
Page
3
一.概述
①额定电压 ②电压变动范围 使用条件 ①环境温度 输出电压种类和技术参数
类别 交流３相
输入电源参数
辅助变流器技术参数
ＡＣ４００Ｖ（５０Ｈｚ）单相 ＋２４％～－３１％（连续）， －２５～＋４０℃（外界温度）
交流单相
－３７％（１０分钟）
直流 （辅助整流器箱） ＡＣ２２０Ｖ １２ｋＶＡ 同左 同左 － ＤＣ１００Ｖ ５８ｋＷ ±１０％ － －
变压器TR1
电抗器ACL2
ACL1+ATr
Page
9
二.APU介绍
APU后端
APU前端
风机
14
滤网15
Page 10
二.APU介绍
APU动作逻辑说明
Page
11
二.APU介绍
动作： APU启动： ①控制电源ＯＮ：ＣＶＤＲ继电器被励磁（继电器单元中）。（CN1插座的9脚与15脚 即M435线及M436线闭合）。 ②ＡＰＵ起动：控制电源闭合后，再闭合ＶＣＢ的话，ＡＰＵ的输入电压确立，ＡＰＵ 开始起动。 ＶＣＢ闭合后，控制电源再被闭合的话，ＡＰＵ的ＣＰＵ初期复位、然后起动开始。 ③ＤＣＨＫ的闭合：ＡＰＵ的输入电压一旦被确立（ＡＣ２５０Ｖ以上），通过来自Ｃ ＰＵ的指令，ＤＣＨＫＡＲ被励磁（继电器单元中） ，ＤCＨＫ主触头断开。 ④ＩＶＫ２的闭合：ＤＣＨＫ线圈吸合0.５秒后，由来自ＣＰＵ的指令，ＩＶＫ２ＡＲ 被励磁（继电器单元中）。IVK2闭合。 ⑤ＩＶＫ１的闭合：ＩＶＫ２被闭合开始１．５秒之后，由来自ＣＰＵ的指令，ＩＶＫ １ＡＲ被励磁（继电器单元中） 。ＩＶＫ１被闭合，IVK2断开，０．５秒后变频器 进行软起动。变频器的输出电压在达到DC７００Ｖ的时候，逆变器的输入电压被确 立，０．５秒之后逆变器进行软起动。 ⑥３ＰｈＭＫ的闭合：ＩＶＫ１闭合起０．５秒之后，由来自ＣＰＵ上的指令，ＡＰＵ ＫＡＲ被励磁（继电器单元中） ，３ＰｈＭＫ闭合。 ＡＰＵ停止： ＶＣＢ变为ＯＦＦ、如没有输入电压（ＡＣ２５０Ｖ未满），ＡＰＵ停止。变频器， 逆变器变为ＯＦＦ后，ＩＶＫ１、３ｐｈＭＫ在２０秒之后断开，ＤＣＨＫ２２秒之 后断开。
高速列车辅助变流器的研究
高速列车辅助变流器的研究作者：陈玉峰马洪伟李光磊来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第05期【摘要】本文通过对辅助变流器的组成、主要部件等进行简单介绍，深入分析了辅助变流器的箱体设计、关键部件设计以及控制算法，以期进一步提升高速列车辅助变流器的设计水平，进而为列车的正常运行、乘客乘车的舒适度等提供重要保障。
【关键词】高速列车；辅助变流器前言：自高速动车组列车已成为现阶段我国铁路客运的重要车型，是我国铁路的发展新纪元。
辅助变流器也是动车组列车稳定运行的重要前提。
鉴于此，本文对高速列车的辅助变流器展开研究，具有至关重要的实践意义。
一、辅助变流器简介目前，市面上常用的辅助变流器分为两种，即单幅变流器与双辅变流器，二者的技术参数如表1所示。
单辅变流器只有一个辅助转换器单元，主要用于动车；双辅助变流器有两个辅助变流器单元，主要用于拖车。
辅助转换器的主要部件包括辅助转换器控制器，功率模块，冷却系统和隔离变压器。
其中，辅助变流器控制器的作用是保证输出频率、输出电压的稳定性；同时，其还要对一整个ACU部件进行逻辑控制，并在其出现故障时及时响应，采取保护措施进行数据存储。
此外，控制器还负责温度传感器数据的获取、风扇转速的调控、故障数据储存、辅助供电扩展等多项功能，是辅助变流器最核心的组成元件。
而功率模块则是脉宽调制逆变器模块，主要作用是将牵引变流器的电压，转变成三向脉冲调宽输出电压。
冷却系统采用的强迫风冷。
辅助变流器的结构详见图1。
二、辅助变流器的设计（一）辅助变流器的箱体设计辅助变流器箱设计是辅助转换器设计的重要部分。
由于辅助变流器安装在列车组车身的下方，因而工作环境相对较为恶劣，因而在箱体设计时，需要考虑箱体材料的耐腐蚀性、低温韧性以及强度等，保证其能够满足长期安全使用的需求[5]。
高速列车辅助变流器的柜体设计主要包括以下几个环节：（1）强度计算环节：对箱体进行强度计算时，需要按照原型箱体的设计图纸，展开三维建模，之后再利用仿真软件展开强度校核，对箱体应力分布的实际情况进行研究。
高速列车辅助变流器的研究
高速列车辅助变流器的研究随着高铁的迅猛发展，高速列车的运行水平不断提升，对于高速列车的电气设备也提出了更高的要求。
辅助变流器作为列车电气系统中的重要组成部分，其性能的稳定性和可靠性对高速列车的安全运行有着重要的影响。
对高速列车辅助变流器的研究具有重要意义。
一、辅助变流器的定义和功能辅助变流器是高速列车电气系统中的一个重要元件，其主要功能是将主变流器产生的交流电能转换为直流电能，用于供应列车内的各种辅助设备，如空调、照明、信息显示等。
在高速列车的运行过程中，辅助变流器的性能稳定性和可靠性直接影响着列车的运行效率和乘客的舒适度。
对辅助变流器的研究至关重要。
二、辅助变流器的研究现状目前，国内外对辅助变流器的研究已经取得了一定的进展。
在国外，一些先进的高速列车已经采用了模块化设计的辅助变流器，其性能稳定，可靠性高，且具有较高的效率和节能特性。
一些先进的控制算法和电力元器件的应用，也为辅助变流器的研究带来了新的思路和方法。
而在国内，针对高速列车辅助变流器的研究也在不断深入。
一些高校和科研机构开展了辅助变流器的设计优化和控制算法的研究，取得了一些积极的成果。
一些高铁制造企业也开始加大对辅助变流器研发的投入，以提升高速列车的整体性能和竞争力。
三、高速列车辅助变流器研究中存在的问题在高速列车辅助变流器的研究过程中，也存在一些问题需要解决。
现有研究大多停留在理论层面，缺乏实际高速列车运行数据的支撑，导致一些研究成果很难直接应用在实际列车中。
高速列车辅助变流器的工作环境复杂，对温度、湿度等环境因素的适应性要求高，但目前有关环境适应性的研究较少。
辅助变流器的电磁干扰和抗干扰能力也是亟待解决的问题。
针对高速列车辅助变流器研究中存在的问题，未来的工作可以从以下几个方面展开。
加大对高速列车运行数据的收集和分析工作，以实际列车为研究对象，验证理论研究成果的可行性。
通过对辅助变流器的结构、材料等方面的优化设计，提高其对复杂工作环境的适应能力。
地铁车辆辅助逆变器的设计与仿真
０ 引言
目前 ，香港 地 铁 、 京 图 产化 地 铁 、 京 国产 化 地 北 南
ＤＣ ｌ ０ 流 电压 经过 隔 离开关 ＡＱＳ、 断 器ＡＦ、 ０Ｖ直 ５ 熔 输
入滤波器 、 预充电电路及主接触器等送至 Ｉ Ｂ 逆盔器． ＧＴ 控制装置通过对Ｉ Ｂ 逆变器的控制， Ｇ Ｔ 使得Ｉ Ｂ 逆变器 ＧＴ
输 出双极 性 的 Ｐ ＷＭ 渡 ， 过 ＝相交 流 滤 波器 的 滤 波可 经 三
铁车辆用辅助逆变器均是采用 １ 脉 冲控制技术 尽管 ２ 该技术有开关频率低 波形质量好 、 损耗小 、 输出电气 隔 离等 优 点 ， 是 主 电路 复 杂 、 率 器 件 多 ， 别 是 但 功 特
变 压 器 设 计 制 造 复 杂 ， 位 功 率 体 积 质 量 大 ， 功 率 单 在 较 大 和 输 入 电 压 变 化 范 围 大 的场 合 ， 一缺 点 更 加突 这 出 ． 系统 动 态 响 应慢 ．因而 有 必要 开 发 出 一种新 型 １且 的 地铁 车 辆 用 辅 助 逆变 器 为缩 短新 型地 铁 车辆 用辅 助 逆 变 器 的 开 发 周期 和 节 约 成 本 ，本 文 以地 铁 车辆 用
维普资讯
２ ０ 年第 ４啪 ０６
２０ ０ ６年 ７月 １ ０Ｈ
Ｈ 【
车
电
俅
动
№ ４ ．２００６
Ｅ ＢＣ Ｒ ｌ ＲＩ ＯＲ Ｌ０ Ｌ Ｔ Ｃ Ｄ ＶＥ Ｆ Ｃ０Ｍ ＯＴ ＶＥＳ １
Ｊ ｌ （ ２０ ｕｙ 】 ０ ６ Ｉ ．
得到低谐波含量的准正弦波形的交流输出电压． 再幽 － ＿相 变压 器 耦 合得 到基 波 有效 值 为 Ａ ３ ０Ｖ电压 （ Ｃ ８ 输
出为 三相 四线 制 ） 。图 １ ＫＭ ｌ 中 为线 路 接触 器 ， ＫＭ２和
辅助变流器控制装置研究
度为 16 位，转换速率不低于 40 kS/s。模数转换后的数 求和信息化需求。
据通过并行数据总线送给数字信号处理器（DSP），并由 2.8 扩展
其根据需要将有关数据再传送给精简指令集架构的中央
该控制装置采用插件箱结构，通过背板总线实现插
处理器（PowerPC）。
件信号之间的互连；插件箱结构通过增加相应的接口插
输出通道 输出 1 输出 2 输出 3 输出 4
表 1 提供的控制电源
输出电压 / V
输出电流 /A
+5
3
+15
3
-15
1.5
+24
7
作者简介：羊利芬（1976—），女，高级工程师
现 代 城 市 轨 道 交 通 9 / 2019 MODERN URBAN TRANSIT 57
技术装备
辅助变流器控制装置研究
2.2 模拟信号处理
2.6 故障信息处理
该控制装置将辅助变流器系统中传感器、互感器
该控制装置具有 4 GB 的工业级 CF 卡，可记录故
等部件采集的模拟信号进行信号调理和模数转换，另外 障现场数据。这些数据可通过以太网口下载至 PC 机中
还可输出 2 路 4 ～ 20 mA 模拟信号。这部分功能由一 进行分析。
电源板
包括：输入过压保护、输入过流保护，模块
故障保护、输出过流保护、输出过压保护、
接触器故障保护、输出接地保护等。
图 2 模块式控制装置和单板迷你型控制装置
58 MODERN URBAN TRANSIT 9 / 2019 现 代 城 市 轨 道 交 通
1 控制装置简介
控制装置的外形如图 1 所示。该控制装置主要用于 大功率的辅助变流器，与整车电气系统有较多的信息交 互。该控制装置采用插件箱结构，信号从各插件的前面
城轨辅助变流器热设计方法研究
城轨辅助变流器热设计方法研究城轨辅助变流器热设计方法研究杨宁(中国铁道科学研究院机车车辆研究所，北京100081)摘要：针对辅助变流器热设计的需求，建立有限体积法的迭代方程，并结合城轨辅助变流器的热设计，提出热仿真的设计步骤与方法。
依照此方法建立北京城轨13号线辅助变流器箱体与内部主要电气部件的数学模型，采用仿真与公式计算结合的IGBT热损耗计算方法，使用六面体网格离散时间与空间域的模型，借助流体力学软件迭代有限体积法方程进行热仿真的计算，计算结果满足温升要求。
依据此热设计结果试制成样机，完成稳态温升试验，并将主要电气部件试验结果与仿真结果进行对比。
结果满足设计初衷，验证了有限体积法的热仿真分析方法的可行性。
关键词：城轨辅助变流器；热设计；建模；有限体积法对于城轨列车辅助变流器的设计而言，其箱体密封性好，运行环境恶劣，安装在车下等特定的需求，对发热设计带来更高的要求。
传统的试验结合经验[1-2]的方式难免会带来设计周期的加长和成本的浪费。
目前国外结合计算机辅助软件，将有限元数值分析引入热设计的仿真中[3]，虽然其计算精度高，但求解时间较长。
也有使用有限差分的方法替代导数求解，但仅限于对规则的模型求解。
本文综合2种方法的优点使用有限体积法对城轨辅助变流器进行热仿真设计方法的研究。
1 有限体积法方程的建立建立的热仿真方程必须遵守流体流动的物理守恒定律，包括：质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律，控制方程就由三大定律构成的基本方程，称作纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes，N-S)，简称N-S方程。
N-S方程被离散化成一系列非重叠、连续的有限体积，温度方程的微分形式为[4](1)根据一维方程，扩展到三维模型。
图1是一个一维x方向上均匀的网格。
3个相邻网格中，处于网格中心节点P与相邻节点lx和hx控制体积的界面为lxf和hxf。
图1 一维水平相邻的网格单元体积为(2)水平一维x方向的面积为(3)则式(1)可写为瞬态项、对流项、传导项与源项的方程(4)式(4)可简化为(5)整理后写成线性形式(6)式中：式(6)的含义是流出热量等于流入热量加上热源。
城轨辅助变流器优化调制策略与控制方法研究
城轨辅助变流器优化调制策略与控制方法研究随着我国城市轨道交通的快速发展,城轨列车的用电设备趋于多样化与复杂化,为保证城轨辅助变流器输出电压质量,本文围绕辅助变流器电路拓扑、调制策略、控制方法的改进与优化展开了深入研究与探讨。
首先,对比分析了输出滤波LC接在三相输出△/Y0型变压器原边或副边的两种逆变器拓扑结构,选择了LC 接在变压器原边的三相四线制拓扑结构,这种结构能有效降低零序输出阻抗,从而削弱逆变器输出不平衡电压中的零序分量,并对这种拓扑结构的数学模型进行了分析。
然后,针对几种逆变器调制策略进行了深入研究,分析了各种调制策略下输出电压的谐波特性,并根据输出电压谐波含量对比,选择了输出电压谐波含量较少、易于数字化实现的SVPWM策略,并针对选定的拓扑结构提出了一种以线电压为基本矢量的改进SVPWM算法,这种调制算法物理意义清晰,能够避免输出电压与参考电压矢量在相位与幅值上的偏差,有利于电压的反馈控制。
随后,针对辅助逆变器的控制方法进行了深入研究,详细分析了电压外环、电流内环双闭环控制系统设计方法,使系统具备了良好的稳定性与快速的动态响应能力;针对负载不平衡问题,设计了一种能够消除不平衡电压中负序分量的负序分量控制器,用于抑制不平衡负载的影响;详细分析了列车实际运行中,辅助变流器电机类负载振荡的原因,并提出了两种能够抑制此类振荡的控制方法,通过对比分析,选择了更适合工程实用的方法。
最后,通过MATLAB仿真、地面平台以及装车运行实验,证明了本文所研究的拓扑结构、调制策略与控制方法的合理性与有效性。
城际动车组牵引辅助变流器的研制
第31卷第4期2021年4月长春大学学报JOURNAL OF CHANGCHUN UNIVERSITYVol.31No.4Apr.2021城际动车组牵引辅助变流器的研制魏兴，周俊安（西安中车永电捷通电气有限公司，西安710016）摘要：基于模块化设计思路，研发了城际动车组水冷牵引辅助变流器。
从主电路、结构、冷却等方面介绍了该牵引辅助变流器的研制方案，通过建立牵引辅助变流器的仿真模型，对其结构强度、散热效果进行了有限元分析；并通过试验验证，结果表明，该变流器满足产品的设计要求，在功率、重量及功率密度等方面也具有较大的优势。
关键词：城际动车组；变流器；模块化；结构设计；热仿真中图分类号：U266.2；TM46文献标志码：A文章编号：1009-3907（2021）04-0016-061牵引辅助变流器的结构方案1.1工作原理牵引辅助变流器通过牵引变压器二次侧输出的三相AC950V供电，主电路由四象限变流器、中间直流电路、牵引逆变器、辅助逆变器、无火回送单元组成。
主电路原理如图1所示。
控制电源DC110V,牵引容量2x851KVA,辅助额定输出容量180KVA O变流器内部集成有水冷系统，为产品整流功率模块、逆变功率模块、辅助功率模块及变压器等发热部件提供冷却。
牵引辅助变流器牵引部分主电路由两个供电单元组成，每个供电单元包含一组四象限PWM整流器和VVVF逆变器，每个供电单元向一个转向架上的两台牵引电机供电。
两个整流供电单元的直流环节并联,给辅助逆变器供电，直流电源经过逆变、降压和滤波后输出三相AC380V向负载供电。
ZHHIZzwz J rpr图1牵引辅助变流器主电路原理图收稿日期：2020-10-26作者简介:魏兴（1987）,男，陕西渭南人，工程师,主要从事轨道交通牵引设备结构设计工作。
第4期魏兴，等:城际动车组牵引辅助变流器的研制171.2结构布局牵引辅助变流器设备外形尺寸（长x宽x高）为：4000mmx2256mmx638mm,重量为2840kg o牵引部分主要部件有主接触器、充电接触器、电流传感器、功率模块、过压抑制电阻、慢放电阻等，辅助部分主要部件有功率模块、变压器、滤波器、电压传感器、输出接触器等，另外箱内集成有水冷系统。
高速列车辅助变流器的研究
高速列车辅助变流器的研究高速列车辅助变流器是高速列车中的重要组成部分，它具有将直流电流转换为交流电流供给高速列车牵引电机使用的功能。
随着高速列车的发展，辅助变流器的性能和可靠性要求也越来越高。
本文将从辅助变流器的工作原理、发展历程、关键技术等方面展开讨论，以期为高速列车辅助变流器的研究提供一定的参考。
1.直流电源输入：辅助变流器通常从高速列车供电系统中获取直流电源，如通过集电靴或接触网获取直流电源。
2.整流器：辅助变流器通过整流器将输入的直流电源转换为稳定的直流电压。
3.逆变器：逆变器将直流电压转换为三相交流电压，供给高速列车牵引电机使用。
4.控制系统：辅助变流器的控制系统根据高速列车的牵引需求和供电系统的电压、频率等参数进行调节，以确保高速列车的牵引性能和运行可靠性。
通过辅助变流器的工作原理可以看出，它在高速列车牵引系统中发挥着至关重要的作用，直接影响着高速列车的牵引性能和运行安全。
二、高速列车辅助变流器的发展历程随着高速列车技术的不断发展，辅助变流器也经历了多个阶段的发展历程。
在早期，高速列车辅助变流器主要采用晶闸管和硅控整流技术，但由于其性能受限，难以满足高速列车的牵引需求。
随后，随着功率半导体器件的不断发展，高速列车辅助变流器逐渐开始采用IGBT（绝缘栅双极晶体管）等现代功率半导体器件，其性能得到了大幅提升。
近年来，随着高速列车技术的快速发展，高速列车辅助变流器在功率密度、效率、可靠性等方面也取得了显著进展。
一方面，采用了更先进的功率半导体器件和模块结构，提高了辅助变流器的功率密度和效率；辅助变流器的控制系统也得到了不断优化，提高了高速列车的牵引性能和运行可靠性。
现代高速列车辅助变流器已经成为了整个高速列车牵引系统中的关键部件之一。
三、高速列车辅助变流器的关键技术1.功率半导体器件：现代高速列车辅助变流器主要采用IGBT等功率半导体器件，其性能对辅助变流器的功率密度、效率和可靠性具有重要影响。
高速列车辅助变流器的研究
高速列车辅助变流器的研究随着高速列车的普及和速度的提升，高速列车辅助变流器的研究变得越来越重要。
辅助变流器主要是用来供给高速列车运行中的各种辅助电气设备的电力需求，如空调、照明等。
本文将讨论高速列车辅助变流器的研究进展，并探讨未来的发展方向。
高速列车辅助变流器是乘客列车的次要变压器，它主要将高速列车的高压交流电转换为低压直流电来满足列车的辅助电气设备的电力需求。
其基本原理如下：高速列车辅助变流器的输入端连接到高速列车的驱动电机系统，通过变压器将高压交流电转换成低压交流电，再通过整流器将低压交流电转换成直流电。
最终，这个直流电会被存储在列车辅助电池中，并用于驱动列车的辅助电气设备。
1. 强化设计高速列车辅助变流器的设计需要考虑以下几个因素：高压电网的输入电压、最大输出电压、最大输出电流和工作温度范围等。
在高速列车行驶的过程中，输出电流和温度的波动都可能导致辅助变流器损坏或失效。
因此，在设计和生产高速列车辅助变流器时需要对其进行强化设计，以确保它们能够在恶劣条件下稳定运行。
2. 采用新技术高速列车辅助变流器的研究还包括采用新技术，如集成电路和功率半导体器件等。
这些新技术可以增强其性能和可靠性，减少能量损耗，降低电路噪声和无功功率消耗，从而提高系统的效率。
3. 优化控制算法高速列车辅助变流器的控制算法应该能够监测输出电流和输出电压，并在需要时自动调整电流和电压。
这样可以确保列车的辅助电气设备得到稳定的电力供应。
三、未来的发展方向在未来，高速列车辅助变流器的研究将重点关注以下几个方面：1. 改进效率改进高速列车辅助变流器的效率是一个重要的目标。
通过采用新型半导体器件和低损耗的磁性材料等技术，可以提高高速列车辅助变流器的效率。
2. 减小体积减小高速列车辅助变流器的体积是必要的。
这不仅可以为列车的其他设备留出更多的空间，还可以减轻列车的总重量，降低运行成本。
3. 提高可靠性提高高速列车辅助变流器的可靠性也是至关重要的。
基于全碳化硅器件的地铁辅助变流器研究
Matlab和 PSIM 仿 真 平 台 上 进 行 了 仿 真 验 证 ，仿 真 结 果 满 足 系 统 各 项 指 标 要 求 ；其 次 ，对 研 发 的 全 S iC 辅 助 变 流
器 样 机 的 安 全 性 能 进 行 了 实 验 测 试 ，在 输 入 电 压 为 1 500 V 的 满 载 状 态 下 测 试 了 70 k W 直 流 变 换 器 和 40 kW
桥的主要特点。
为了 实 现软 开 关，L 和 谐 振 电 容 需 要 满 足
的条件为：
(LJP2) / 2 H C aUj ) / 2
用 在 地 铁 辅 助 变 流 器 中 可 以 大 幅 提 高 系 统 的 功 率 密 度 和 效 率 ，有 助 于 实 现 高 效 化 、轻 量 化 等 发 展 目 标 。通 过 调
研 当 前 地 铁 辅 助 变 流 器 的 发 展 趋 势 和 相 关 要 求 对 样 机 进 行 设 计 ，首 先 确 定 了 地 铁 辅 助 变 流 器 的 技 术 指 标 ，并在
高速列车辅助变流器的研究
高速列车辅助变流器的研究随着我国高铁技术的迅速发展，高速列车的运行速度和安全性能要求越来越高。
在高速列车的电力传动系统中，变流器是一个至关重要的组成部分，它能够将高压交流电转换成所需的直流电，并提供给电动机使用。
而在高速列车中，除了主变流器外，还需要辅助变流器来完成一些特殊的功能，比如制动、牵引辅助、供电等。
高速列车辅助变流器的性能和可靠性直接关系到列车的运行安全和稳定性。
在高速列车辅助变流器的研究中，主要包括以下几个方面：一、高效稳定的功率电子器件高速列车辅助变流器中使用的功率电子器件必须具备高效、稳定、快速开关等特性，以确保变流器的性能。
目前，硅功率器件是主流产品，但其开关损耗较高，影响了变流器的效率。
研究人员正在积极探索新型功率器件，比如碳化硅器件和氮化镓器件等，它们具备更高的工作温度、更低的导通损耗、更快的开关速度等优点，能够显著提高变流器的性能。
二、高速高精度的控制系统高速列车的辅助变流器需要具备高精度的控制系统，以确保列车在运行过程中能够实现平稳、精准的牵引和制动。
这就要求变流器的控制系统具备快速的响应速度和高精度的控制能力，能够及时调节输出电流和电压，适应列车不同工况下的需求。
需要在控制算法、传感器、执行器等方面进行深入的研究和优化，以提升控制系统的性能。
三、可靠稳定的故障诊断技术高速列车辅助变流器在运行过程中可能会遇到各种故障，比如过流、过压、短路等，这些故障如果不能及时诊断和处理，就会对列车的安全性和稳定性造成严重影响。
需要开发可靠稳定的故障诊断技术，能够准确快速地识别故障，并采取相应的措施进行处理，以确保列车的安全运行。
四、轻量化、集成化设计高速列车的辅助变流器需要在有限的空间内满足各种功能和性能要求，因此需要实现轻量化、紧凑化的设计。
这就需要在功率模块、散热结构、电磁兼容等方面进行深入研究，以减小整体体积和重量，提高能源利用率和系统集成度，同时提高系统的可靠性和稳定性。
高速列车辅助变流器的研究是一个复杂的系统工程，需要电力电子、控制理论、传感器技术、故障诊断技术等多个领域的综合应用。
一种地铁辅助变流器设计与应用
技术与实践INDUSTRIAL DESIGN 工业设计 / 135作者简介王明/1986年生/男/湖南湘潭人/硕士/工程师/研究方向为变流器技术（湖南株洲412001）一种地铁辅助变流器设计与应用DESIGN AND APPLICATION FOR METRO AUXILIARY CONVERTER株洲中车时代电气股份有限公司 王明 李志杰2主电路及技术参数tPower-AI5型辅助变流器采用二电平逆变电路，其主电路拓扑简洁、成熟，如图1所示。
其电路主要包含输入滤波电路、电容器充电电路、电容器放电电路、IGBT 逆变电路、输出变压器、交流滤波电路、输出接触器、检测电路和控制电路等，从直流输入的高压电经直流滤波电抗器（L1）、电容器充电电路（KM1、KM2、R1）、直流滤波电容器（C ），送至IGBT 逆变器进行逆变后输出PWM 波交流电压，再经输出变压器（T1）进行电压隔离、降压，交流电容器（ACC ）滤波得到低谐波含量的三相准正弦电压，输出三相交流电压,交流输出端设置EMI 滤波器（Z2），R2\R3为固定放电电阻，用于辅助变流器停机后将支持电容的电压释放至安全电压以内，SV1-SV2为电压传感器，分别用于检测输入电压和电容端电压，SC1-SC3为电流传感器，分别用于检测输入电流和模块输出电流，TA1-TA3为电流互感器，用于检测三相交流电流。
2.1 IGBT 参数选型IGBT 逆变电路为两电平电路结构，逆变器模块的A 、B 、C 三个相桥臂构成一个三相逆变器，输出三相交流电压。
IGBT 功率元件电压等级Um 按下式计算：Um ≥（K1×U1+Up ）×K2其中 K1：过压系数，取1.2；U1：功率元件工作电压，取2100V ；Up ：关断时的尖峰电压，取400V ；K2：安全系数，取1.1；故Um ≥3102V ，规格化为3300V ；IGBT 功率元件电流等级Iom 按下式计算：Iom ≥ ×IM ×α1×α2×α3其中IM ：额定输出电流；α1：电流尖峰系数，取1.1；α2：温度系数，取1.1；α3：过载系数，取2；故IOM ≥342A ；根据以上计算，确定IGBT 元件的电压、电流参数，按照IGBT 型号表及简统化原则，选择800A/3300V 的IGBT 元件。
辅助变流器的设计
辅助变流器的设计HXD1C型6轴7 200 kW货运电力机车是用于干线铁路的大功率交流传动电力机车，该机车采用了具有完全自主知识产权的电气交流传动系统，结束了长期以来国内大功率交流传动电力机车电气系统核心技术被国外公司垄断并完全依靠进口的局面。
辅助变流器为HXD1C型电力机车电气系统的重要组成部分，每台机车配有2个辅助变流柜，为机车辅助负载提供三相交流电源。
正常工况下，2台辅助变流器都工作时, 一台为变频变压型（VVVF），一台为恒频恒压型（CVCF），互为冗余；当其中任意一台故障时，另一台只能工作于CVCF模式，为所有的辅助负载提供电源。
1.主电路及技术参数该辅助变流器采用单相桥式四象限整流＋两电平三相桥式逆变的主电路形式。
从机车牵引变压器辅助绕组获取单相交流电压，经四象限整流器转换为恒定直流电源，并通过支撑电容进行能量储存，然后由逆变器将恒定直流电源转换为三相PWM交流电，再通过LC 滤波器为机车辅助负载提供三相正弦交流电压。
在输入端、支撑电容端及输出端配置电压传感器，实现对输入电压、中间直流电压及三相输出电压的监视及保护；输入端及逆变器模块输出端配置电流传感器，实现对输入电流及输出电流的监视及保护。
图1是辅助变流器的主电路图。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
辅助变流器的主要技术参数如下：额定容量248 kVA 额定输入电压单相交流470 +112.8V额定输入电流474 A 输入电压频率50 Hz输出电压CVCF（440±44）V2.总体结构辅助变流器的总体结构布置如图2所示。
柜体外形为立式长方体，外形尺寸为1 200 mm×1 050 mm×2 000 mm（长×宽×高）。
柜体外壳采用不锈钢材料制作，为全密封、整体散热结构，能满足IP54防护等级。
柜内发热部件采用强迫风冷的方式散热，风道入口装有防尘过滤网，使辅助变流器可用于环境较恶劣的场合。
柜体内部主要部件（如整流器模块、逆变器模块、支撑电容模块、控制单元等）采用模块化设计，便于安装、检修及维护。
高速列车辅助变流器的研究
高速列车辅助变流器的研究随着高铁的不断发展和普及，高铁列车的运营效率和安全性要求也在不断提高，为了满足这些需求，高速列车辅助变流器作为高铁列车的重要组成部分，越来越受到人们的关注和重视。
辅助变流器是高速列车的重要设备之一，它的性能直接关系到高铁列车的运行安全和运行效率。
对高速列车辅助变流器的研究和发展显得尤为重要。
高速列车辅助变流器是高速列车动力系统的一个重要组成部分。
它通过将来自高速列车主变流器的三相交流电源进行滤波、整流、逆变处理，转换成适合高速列车辅助设备使用的直流电源。
由于高速列车辅助设备多样化，对电源的要求也越来越高，因此辅助变流器的性能也需要不断提升，以满足高速列车的运行需求。
高速列车辅助变流器需要具备高效率和可靠性。
由于高速列车的运行速度快，随着列车速度的增加，辅助变流器所受的振动、冲击和温度等环境条件也会不断变化。
辅助变流器在设计和生产时，需要考虑到高速列车运行环境的特殊性，确保其能够在各种复杂的环境条件下都能够正常工作，具备高可靠性和高效率。
高速列车辅助变流器还需要具备较高的功率密度。
高速列车作为大型车辆，车头空间有限，因此辅助变流器需要在有限的空间内尽可能提供更高的功率输出，以满足各种辅助设备的用电需求，同时还要考虑到散热和故障处理等问题，提高功率密度是辅助变流器研究的重要方向之一。
高速列车辅助变流器还需要具备较高的智能化水平。
随着信息技术的不断发展，高速列车的辅助设备也在不断智能化，辅助变流器需要具备强大的控制系统和保护功能，能够对各种参数进行实时监测和调节，及时发现和处理故障，确保高速列车的安全运行。
当前，国内外对高速列车辅助变流器的研究都在积极进行中。
在国内，一些高校和科研机构也在进行相关研究工作，着力于提高辅助变流器的性能和技术水平，引领我国高速列车辅助变流器的发展。
国际上一些知名的列车制造企业也在不断研发和推出新型的高速列车辅助变流器产品，不断推动着高速列车辅助变流器技术的进步和发展。
高速列车辅助变流器的研究
高速列车辅助变流器的研究随着高速列车的发展，其控制系统的安全性和可靠性也成为了工程设计的重要方面之一。
变流器作为高速列车控制系统中的关键部件之一，在提高变流器的效率、保证其安全性和可靠性方面具有重要意义。
因此，本文将研究高速列车辅助变流器的设计和优化，并分析这种变流器的工作原理和优点。
高速列车辅助变流器是一种能够将高电压交流电源（如架空电线）转换成低电压直流电源的电力转换器。
它能够为高速列车的控制系统提供可靠的直流电源，并将高电压交流电源转化为稳定的低电压直流电源。
辅助变流器通常由几个功率变换器组成，每个功率变换器都包括多个开关元件（如晶闸管、IGBT、MOSFET等）。
通过控制开关元件的导通和截止，可以改变功率变换器的输出电流和电压。
此外，辅助变流器还需要一些保护电路来防止电路元件损坏和电源波动对系统的影响。
相对于传统的变压器变流器系统，高速列车辅助变流器具有以下优点：（1）高效率：辅助变流器采用了高频开关技术，因此具有更高的转换效率。
在较小的尺寸下，它能够提供更大的电能转换能力，可以为高速列车提供更高效的动力支撑。
（2）节约空间：与传统的变压器变流器系统相比，辅助变流器的组成元件细小，因此占用的空间较小。
这有助于缩小高速列车的尺寸，提高列车的整体效率。
（3）可靠性高：辅助变流器避免了传统的变压器电路中可能出现的瞬态电压影响，使转换过程更加平稳和稳定。
同时，辅助变流器的工作环境要求较低，可以快速适应各种车辆视线和工作环境。
为了提高高速列车辅助变流器的性能，需要研究一些新的技术。
（1）无功补偿：在高速列车的工作环境中，可能会存在一些无功负载，造成辅助变流器的效率降低或失效。
为了解决这个问题，可以增加无功补偿电路，将无功负载进行抵消和平衡。
（2）优化控制：辅助变流器的控制方法和算法也对其性能有很大的影响。
现有的控制方法如SPWM，SVM等都已经有成熟的算法和实现方案，但是仍然有待于进一步优化和改进，以提高系统的响应速度、稳定性和效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地铁辅助变流器的设计初探
作者：徐士强
来源：《山东工业技术》2018年第02期
摘要：随着城市化进程的不断推进，城市人口上升趋势更加明显，城市的交通压力大幅增加，我国大部分城市为了缓解城市公共交通的压力，都选择修建地铁，地铁修建工程进入新的时期，对地铁辅助供电系统的电能质量、功率等级、运行可靠性等方面都提出了更多和更高的要求。
由此，本文将对地铁辅助系统的重要组成设备辅助变流器的构成、发展历程以及功能等方面进行叙述，并提出相关设计优化措施，提高地铁辅助变流器的可靠性。
关键词：地铁；辅助变流器；设计优化
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.02.178
1地铁辅助变流器的概述
辅助变流器是地铁车辆的重要组成设备之一，主要由辅助逆变器和蓄电池充电机两部分组成，辅助变流器的主要功能是受电弓上的直流电实现转换，转换成三相交流电供给车载空调、空压机等使用，将直流电转换成交流电，给负载及控制系统提供稳定、可靠的电源，并能有效缓解负载不均衡的现象。
地铁辅助变流器的重要组成部分的辅助逆变器主要功能是将直流电源经辅助逆变器处理为三相交流电，提供给空调设备、空气压缩机、设备通风机、照明系统以及挡风玻璃除霜器等三相负载使用，辅助逆变器能自动进行启动和关闭，并且能对故障进行切除和对辅助系统的运行状况进行跟踪记录，保障地铁正常运行。
充电机是为车载的各系统的控制电路、直流照明、电动车门等直流负载提供可靠电源，并能给车载蓄电池进行充电。
地铁辅助变流器追求的目标是不仅是有效的地铁需要的功能，还能为用户提供良好的操作界面方便操作，地铁辅助变流器在不断提高自动化水平的同时应注意满足以下要求；首先，输入电压在我国相关标准规定的范围内时，变流器能为空调设备、空压机、通风机等设备提供稳定电源，并在运行环境恶劣的情况下，能保持较高的可靠性，保障地铁车辆正常运行。
2我国辅助变流器的发展历程
近年来，随着我国的城市轨道交通快速的发展，辅助供电系统作为地铁车辆的关键系统也在不断的进行优化升级，辅助变流器所采用的功率器件从初期的GTO逐步渐进步为现在的具有优良性能的IGBT，初期的GTO存在器件烧毁较多的情况，而现在采用的IGBT不仅具有能耗小、频率高、器件烧毁少的特点，还具备多重保护能力，能有效的保护线路，减少短路现象的发生，极大的提高了辅助变流器以及辅助系统的稳定和可靠性。
隔离方式也从最初的低频发展为现在的高频，辅助变流器的功率密度更为集中，各方面性能得到了有效提升。
并且最初的我国辅助变流器是从国外采购，在购买相关设备的同时，也开始引进相关技术，在不断对辅助变流器进行优化的过程中，我国开始自主研发辅助变流器，并成功应用于地铁车辆上，目前我
国常用的主要有TGF9型和TGF11型这两种辅助变流器，辅助变流器应用到地铁车辆辅助系统时，其技术经济方面的优越性也得到充分显示。
3提升辅助变流器性能的设计方法
（1）网侧电路参数设计。
网侧电路能对重要的硬件起到保护作用，主要由电压电流传感器、线路接触器、网侧IGBT、预充电电阻、压敏电阻、防极性反向二极管以及直流滤波电路等组成，当变流器启动或地铁车辆经过无电区域时，网侧电容会受到电流迅速增大的影响，而预充电和电感可以对电流增长速度起到限制的作用。
由于输入侧电压波动起伏的情况会影响变流器的正常使用，而由网侧的电感和电容构成的输入滤波器能有效消除这种影响，保证辅助变流器正常运行。
在对网侧支撑电容材料的进行选择时，应选用耐压能力强、高频特性好、无极性的材料，直流侧滤波电路应选用膜支撑电容，而不用电解电容，相比较而言，膜支撑电容的耐压能力以及高频性能都强于电解电容。
网侧电路中的电感主要作用是限制电流变化幅度过大，减小电流对辅助变流器的影响，并且在车辆经过无电区域时，为地铁车辆提供运行所需的能量，而在对网侧滤波电感进行设计以及电抗参数的选取时，其谐振电压峰值不超过2000V。
（2）开关管选择。
地铁辅助变流器的开关器件种类较多并且各有所长，在对变流器的开关器件进行选型时，应结合功率等级、应用场合等因素进行综合考虑，有助于选取最合适的。
MOSFET具有电流拖尾的缺点，不适合在功率较大的场合使用，GTO存在器件烧毁较多的现象，所需的经济投入较多，IGBT与上面两种相比较而言，具有驱动电流小、容易恢复、器件烧毁少的优点，所以选用IGBT作用开关管，不仅能减少故障的发生也能有效减少经济投入。
而在选取IGBT的型号是，应根据电压和电流以及散热方式做为标准进行严格挑选，保障IGBT的可靠运行和延长使用寿命。
（3）辅助变流器保护功能设计。
地铁辅助变流器的保护功能对地铁辅助系统以及整个车辆的安全运行提供有效保障，对地铁辅助变流器的进行保护功能设计，能对系统中的故障进行有效隔离，当系统中的某个区域发生故障时，能快速切断与故障区域相关的电路连接，阻止故障进一步扩大，并对系统中的设备起到保护作用，防止设备收到故障的影响。
（4）辅助变流器的安全性设计。
对辅助变流器的主要电路器件进行优化设计能起到延长使用寿命和提高安全性的作用，电容器存在损耗较大、易发热损坏等缺点，这可能是由于设计不合理以及生产工艺存在缺陷造成的，在对电容器进行优化时，设计过程中加入压力释放阀，能有效防止运行过程中因发热导致爆炸、燃烧等重大安全事故的发生，增加辅助变流器的安全性。
4总结
辅助变流器因具有低噪音、节能、过载能力强、输出电压稳定等特点，被广泛应用于在我国地铁车辆上，文章对地铁辅助变流器的设计提出相关进行优化措施，能有效保障地铁车辆正常运行。