Presentation of a four-quadrant converter based system in traction applications &amp;#x2014; Reference to modeling, simulation and analysis

Macan, Miroslav

doi:10.1109/epe.2007.4417646

Cited by 6 publications

(5 citation statements)

References 2 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…To ensure high power efficiency of the modern AC rolling stock, various technical means providing optimum values of all three above-stated parameters are used. Such means are systems with active bootstraps [7,8], four-quadrant transducers [9,10], reactive power compensators [11,12]. The most widespread is the use of four-quadrant transducers (4qs transducers), as those that do not require additional transducers and have high power characteristics.…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

“…The detailed design and operating principles of 4qs transducers are given in [9,10,[13][14][15][16][17]. In [9,13], theoretical principles of construction are considered, calculation schemes and mathematical description of processes in the transducer are given, and the test simulation of the transducer in the traction and regenerative braking mode is performed.…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

“…In [10], the simulation of the motion of several locomotives along the section of the AC electrified road is performed, power loss in 4qs transducers in the traction mode is determined, and the comparison of the calculated results with the experimental results is made.…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Determination of optimal parameters of the pulse width modulation of the 4qs transducer for electriс rolling stock

Demydov

Liubarskyi

Domanskyi

et al. 2018

EEJET

View full text Add to dashboard Cite

Дослiджено режими роботи однофазного 4qs-перетворювача з широтно-iмпульсною модуляцiєю в складi електрорухомого складу змiнного струму. Розроблено методу визначення параметрiв ШIМ, при яких реалiзується оптимальний за критерiєм мiнiмiзацiї величини реактивної потужностi в системi «локомотив -тягова мережа» режим роботи перетворювача.Особливостями запропонованої методи є роздiлення процесу визначення оптимальних параметрiв ШIМ на 2 етапи, що дозволяє видалити з iмiтацiйної моделi непотрiбнi на даному етапi блоки та зменшити сумарний час моделювання. На першому етапi визначаються значення коефiцiєнту потужностi та струму ланки постiйного струму в усьому дiапазонi коефiцiєнтiв модуляцiї та зсуву мiж мережевим струмом та опорним синусоїдальним сигналом. Далi, з отриманого масиву даних видiляються пари значень параметрiв ШIМ, за яких реалiзується найвищiй коефiцiєнт потужностi системи «електровоз -тягова мережа», та заносяться до табличною системи завдання параметрiв ШIМ. На другому етапi визначається залежностi електричних втрат, а, отже, й ККД, та коефiцiєнту нелiнiйних спотворювань мережевого струму вiд тактової частоти перетворювачi. Визначення електричних втрат ґрунтується на обчисленнi енергiї, що була розсiяна протягом 1 с на IGBT-транзисторi та снаберному резисторi в залежностi вiд миттєвих значень струму через них. Для знаходження параметрiв ШIМ за наведеною методою розроблено iмiтацiйну модель 4qs-перетворювача, проведено iдентифiкацiю параметрiв ШIМ перетворювача електровозу для тестової задачi. Визначено, що енергетичнi показники перетворювача залежать нелiнiйно вiд трьох керуючих величин, що є параметрами ШIМ: коефiцiєнту модуляцiї, зсуву мiж мережевим струмом та опорним синусоїдальним сигналом, та тактовою частоти ШIМ. Визначено, що перетворювач з iдентифiкованими параметрами ШIМ забезпечує одиничний коефiцiєнт потужностi тягової мережi при навантаженнi бiльше 10 % вiд номiнального в режимах тяги та рекуперативного гальмування. Отримано залежнiсть електричних втрат перетворювача та коефiцiєнту нелiнiйних спотворень в тяговiй мережi вiд тактової частоти ШIМ. Визначено, що рацiональне значення тактової частоти лежить в iнтервалi 900…2000 Гц, при цьому ККД перетворювача досягає 98…95 %, коефiцiєнт нелiнiйних спотворень складає 12…5 %. Визначено, що виключення з силового кола снаберної ланки може суттєво зменшити сумарнi електричнi втрати. Встановлено, що втрати на паразитних опорах фiльтрiв незначнi, тому їх можна не враховувати в загальному балансi втратКлючовi слова: 4qs-перетворювач, електрорухомий склад, коефiцiєнт потужностi, ШIМ, iмiтацiйне моделювання, електричнi втрати

show abstract

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Determination of optimal parameters of the pulse width modulation of the 4qs transducer for electriс rolling stock

Demydov

Liubarskyi

Domanskyi

et al. 2018

EEJET

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…From the control point of view, it is somehow easy to illustrate that v dc has certain influence on the input current harmonic of the 4QC. Double closed-loop control is commonly used for the 4QC of EMUs [19,20]. In the outer voltage loop of the control system, a proportional-integral (PI) controller is used to regulate the deviation between the reference value and the actual one of the DC-link voltage [21].…”

Section: Low-order Harmonics -Dc Bus Voltage Controllermentioning

confidence: 99%

Line current harmonics of three‐level neutral‐point‐clamped electric multiple unit rectifiers: analysis, simulation and testing

Song

Wang

Agelidis

et al. 2014

IET Power Electronics

View full text Add to dashboard Cite

The harmonic spectra of the AC supply currents of electric multiple units (EMUs) employing three-level neutral-pointclamped converters are discussed in this study. The analytical expressions of high-order harmonics because of high-frequency three-level phase-opposition disposition pulse-width modulation are derived by using double Fourier series and a contour plot in a two-dimensional plane. The carrier phase-shift control to cancel some of the high-order harmonics when two or more converters are interlaced is validated. The impact of converter's DC voltage controller on low-order harmonics is formulated. The harmonic spectra are verified by computer simulations and through actual measured data taken at lower train speed and rated power from an EMU of the CRH380AL and tested on a 9 km long testing railway line in a purpose built rolling stocks plant.

show abstract

“…The four-quadrant converter (4QC) has the advantages of high power factor, low harmonic current and high regenerative braking performance, which has caused wide attention [1,2,3]. It is widely used in the field of unit factor rectification, industrial DC power supply, AC drives and so on.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Analysis of nonlinear oscillation of four-quadrant converter based on discrete describing function approach

Lin

Liu

Yang

2016

IEICE Electron. Express

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:The mechanism and characteristic of current oscillation of fourquadrant converter with predictive current controller caused by nonlinear characteristic of the system is analyzed in the paper. With the discrete model considering the digital control delay of the single-phase four-quadrant converter, the stability condition is derived. Using the describing function of saturation characteristic, the frequency and amplitude of the nonlinear oscillation is obtained. The simulation and experiment results verify the analyses.

show abstract

Presentation of a four-quadrant converter based system in traction applications — Reference to modeling, simulation and analysis

Cited by 6 publications

References 2 publications

Determination of optimal parameters of the pulse width modulation of the 4qs transducer for electriс rolling stock

Determination of optimal parameters of the pulse width modulation of the 4qs transducer for electriс rolling stock

Line current harmonics of three‐level neutral‐point‐clamped electric multiple unit rectifiers: analysis, simulation and testing

Analysis of nonlinear oscillation of four-quadrant converter based on discrete describing function approach

Contact Info

Product

Resources

About