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科技论文写作

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CRH1动车组辅助供电设备方案设计张海旭1(1.北京交通大学北京 100044）摘要：CRH1型电力动车组是青岛四方车辆厂引进自庞巴迪公司所生产的车型。

该文阐述了CRH1型动车组的辅助供电系统的构成，重点探讨了其基本工作原理以及电路结构并利用MATLAB进行了模拟仿真。

关键词：动车组；辅助供电系统；matlab；仿真CRH1 Auxiliary Power Supply EquipmentZhang Hai-xu1（1.Beijing Jiaotong University Beijing 100044）Abstract：CRH1 EMU is produced by Qingdao Sifang Bombardier factory . This paper mainly describes the constitution of auxiliary power supply system. Focusing on its basic structure and working principle and circuit and use the MATLAB / simulink simulation software to analysis the working circuit.Keywords: EMU; auxiliary power supply system; matlab; simulation辅助供电系统作为高速动车组的重要组成部分，其供电负载指除牵引动力系统之外的所有需要用电的负载设备。

这些负载设备包括空调设备、各种电动阀门、车厢照明及各种服务性电气设备等。

辅助供电系统性能的好坏不仅影响旅客乘坐的舒适度，而且直接影响高速动车组的长时间正常运行。

本文主要采用了仿真软件动态模拟的方法，摆脱复杂昂贵的上车实验方法，提供了一种简便快捷的试验方法。

通过对辅助逆变器电路结构进行设计，并且进行了仿真模拟输出电压符合需求，从而验证了这种设计方法是可行的。

1.辅助供电系统的构成1.1概要辅助电源系统通过安装在动车上的辅助变流器（ACM）把动车组车底架上安装的网侧变流器所提供的DC 1650V直流电通过三相逆变电路逆变为固定频率和幅值的的三相交流电。

然后再通过三相滤波电感和电容构成的三相滤波器和三相变压器输出50HZ、400V的三相交流电，并通过贯穿整个动车组车体的三相交流母线向动车车上不同的负载提供电能。

1.2辅助供电系统的结构分析动车组辅助供电系统的结构框图如图1所示，其中重要的功能模块有：（1）交流部分：三相桥式全控型逆变电路、三相滤波电感和电容组成的三相滤波器、三相交流变压器、隔离开关组成的接触器。

（2）直流部分：动车组蓄电池充电机、蓄电池构成的蓄电池组等相关的模块。

图1辅助供电系统结构图Fig1.Auxiliary power system construction diagram1.2.1辅助变流器辅助变流器模块是动车组辅助供电系统的主要部分之一。

其主要功能是利用三相逆变技术把输入直流环节的电压逆变成为一定频率和幅值的三线交流电压。

辅助逆变器模块主要包含：三相辅助逆变电路、三相滤波电容和电感组成的滤波器、变压器、辅助逆变电路的电路控制模块（DCU/A）。

图1-2的上部是电路的控制环节，下面是主电路部分。

辅助逆变电路的开关元件是绝缘栅双极型晶体管（IGBT），每一个IGBT分别都并联一个续流二极管，因此U、V、W三相电路分别由两个IGBT构成的IGBT 模块组成，来自电路控制模块（DCU/A ）的线路把开关元件IGBT 的控制脉冲提供给门机驱动模块（GDU ）里面，由门机驱动模块（GDU ）来操控每一个IGBT 的开通和关断的状态。

辅助逆变器单元部分通过布置在贯穿整个车厢的MVB 总线进行和车辆控制部分的信息交互。

动车组辅助逆变器的电路结构图如图2所示。

图2动车组辅助逆变器电路图Fig2.EMU auxiliary inverter circuit diagram整列动车的辅助变流器的安装情况是：在MC1、M1、M3、M2、MC2上分别布置一台功率为A 140KV ∙的辅助变流器，因此共可向动车组辅助交流线路提供总计A 00KV 7∙的电能。

动车组辅助变流器的技术参数如下表1所示。

表1辅助逆变器的技术参数Tab1.Auxiliary inverter technical parameters输入数据额定输入电压DC1650V 蓄电池电压DC110V 额定供电下的输出数据额定电压V %101876DC ）（±⨯ 暑促频率V %1150）（±⨯ 谐波含量%10≤ 每台辅助变流器持续功率A KV 160∙每台辅助变流器最大功率A KV 190∙ 机械结构总体尺寸（高/长/深）350/410/810mm 重量90KG 电气元件电容器2mf 放电电阻Ωk 33CRH1型动车组在正常运营的时候，所有的辅助逆变器都全负荷工作，辅助用电的设备全部连接在三相400V 交流线路上。

正常运行时的负载如表2所示。

表2正常运行时的负载Tab2.Load during normal operation辅助用电设备台数 功率 功率因数 客室空调制冷机16 13 0.83 冷凝器风扇16 2.4 0.77 客室通风风扇16 1.1 0.75 客室排风风扇 16 1.1 0.75其中我们可以看到动车组空调设备所消耗的功率是整个辅助变流系统中最大的，在动车组运行的整个过程中，空调设备运行模式间的不停地切换，使得空调系统中的耗电装置高频的开通和关断。

在这个过程中，空调系统的电动机在开始运转时将会形成一个将近空调系统设定额定电流的6至7倍的启动电流。

对于整个辅助系统来说，没有得到很好的控制的启动电流将会使得辅助交流母线出现短时间的大压降，从而对整个辅助供电设备的正常的运行产生严重的影响，甚至会损害相关的辅助供电装置。

因此CRH1的辅助负载必须采用延时顺序启动，从而降低系统的负担。

多数负载可以通过功能简化的车辆计算机控制。

1.2.2.蓄电池充电机蓄电池充电机在动车组中就是蓄电池充电模块（BCM ），它是静止的逆变设备。

它的功能主要是将输入的一定频率和一定幅值的三相交流电通过一系列变换转化为稳定的直流输出电压。

它的作用不仅仅向蓄电池充电同时也为直流母线和其他负载供给一定的电能。

蓄电池充电机（BCM）的主电路简图如图3所示，主要由三个部分组成：三相桥式半控整流器，半桥式DC-DC变换器以及输出滤波器。

图3 BCM的主电路图三相半控整流器的作用是对三相输入电压进行整流从而输出想要得到的直流电。

半桥DC-DC变换器中的两个IGBT对直流电压进行高频斩波，两个IGBT轮流切换，在高频变压器的原边绕组生成高频率的矩形交变电压波形，带中心轴的次级绕组经过两个二极管进行再整流工作，最后得到输出直流电压。

由电感和电容组成的输出滤波器的主要作用是防止电磁干扰电路工作和改善输出电压和电流的质量。

蓄电池充电机（BCM）的电路原理图如图1-4所示，除了主电路以外，图中还给出了整流触发单元、BCC/I控制计算机部分、冷凝风扇、控制器电源和测试信号等部分。

另外动车组充电机的主要技术指标如表所示。

图1-4蓄电池充电机的电路原理图2.动车组辅助供电器仿真2.1动车组辅助逆变器系统建模根据前面建立的动车组辅助逆变器的原理图利用matlab/simulink中的各个模块进行了matlab仿真电路的搭建。

由于该动车组辅助供电系统是以CRH1型动车组的辅助供电系统为参照依据，因此一些数据例如逆变器的输入电压的大小、控制策略、负载等是依据CRH1动车组的实际参数确定的。

动车组辅助逆变器系统仿真模型如图2-1所示。

直流电源模块的参数设置为1650V并为辅助逆变器提供稳定的输入电能。

图 2-1动车组辅助逆变器系统仿真图根据三相逆变电路的电压瞬时值内环双反馈的控制方法，我们利用了matlab/simulink仿真软件建立了动车组辅助逆变系统电路图。

图2-2 控制器仿真模型控制电路的工作原理：通过电压测量模块和RMS有效值模块得到的电压的有效值，把测量得到的有效值和电路设定的400V参照值相比，再将所得的偏差值通过外环比例积分调整器计算之后的值当成是内环正弦波发生器的触发值。

这个值与单位正弦波的乘积就是内环的输入理论脉冲信号了。

然后用内环的理论脉冲值和由三相电压测量模块所测量的电压瞬时值相比，把得到的偏差值通过比例积分器计算，从而获得内环部分的操控信号脉冲。

最后把这个操控信号脉冲输入到脉宽调制产生器中，在通过和载波进行比较之后得到脉宽调制信号脉冲，对三相逆变电路的IGBT开关元件控制其开通和断开的状态。

2.2动车组辅助逆变器系统动态仿真分析在参数的仿真设置窗口处我们通过设置算法为ode23tb并把相对误差设置为1e-3，仿真的开始时间设置为0秒，仿真的停止时间设置为0.3，其他参数选择默认值。

由设置在三相桥式逆变电路输出端的电压传感器将测量得到的信号表示在示波器上，我们可以知道动车组辅助逆变器的输出线电压是由1650V和-1650v两个电平所构成的。

经过Three-Phase V-IMeasurement模块可以得出辅助逆变器输出的三相线电压。

Powergui 模块采用了Simulink功能和各不相同的电子器件进行连接,是分析电力系统模型十分有效的工具。

选择输出的线电压的信号如图2-3所示，从0s开始到0.1秒结束分析选择25个周期中的15个，设置基波频率为50HZ，最大频率为1000HZ从而得出动车组辅助逆变器输出信号的谐波信号分析如图2-4所示。

-600-400-200200400600t/s U /v图2-3动车组辅助逆变器输出三相线电压对动车组辅助逆变器的输出电压频谱图如图2-5所示，主要谐波如表2-1所示。

图2-4 动车组辅助逆变器输出信号的谐波信号分析图2-5动车组辅助逆变器电压频谱分析图由图2-5动车组辅助逆变器主要谐波可知频率为53HZ的谐波频率占交流输出电压的1.6%；频率为390HZ的谐波频率占交流输出信号的1.05%而谐波频率为392HZ占输出交流信号的1.58%，它们都小于国家技术规定的5%。

并且其中的谐波畸变率（THD）为0.43%也是小于技术规定要求的5%，因此是符合要求的。

4.结论本文在基于CRH1型动车组所安装的辅助供电系统，简要分析了辅助逆变器和蓄电池充电机电路结构有关电路结构图，并且基于上述的理论进行了辅助供电系统的主电路和控制系统的设计。

2. 通过对Matlab/Simulink仿真软件的学习以及利用，对辅助供电系统的两个重要组成部分：辅助逆变器和蓄电池充电机进行了仿真建模的工作。

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大学科技论文写作技巧

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大学科技论文写作技巧在大学阶段，撰写科技论文是一项重要的学术任务，它不仅是对所学知识的综合运用和检验，也是培养科研能力和创新思维的重要途径。

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需要考虑自身的知识储备、实验条件、研究时间等因素，确保选题既不过于简单，也不过于复杂，能够在规定的时间内完成。

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在拟定提纲时，要根据论文的主题和研究目的，确定论文的结构和章节安排。

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科技论文写作

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1) 叙词--指收入《汉语主题词表》、《mesh》等词表中可用于标引文献主题概念的即经过规范化的词或词组。

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引言的主要内容１）简要说明研究工作的主要目的、范围，即为什么写这篇论文和要解决什么问题。

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引言的写作要求（ｌ）引言应言简意赅，内容不得繁琐，文字不可冗长，应能对读者产生吸引力。

学术论文的引言根据论文篇幅的大小和内容的多少而定，一般为200～600字，短则可不足100字，长则可达1000字左右。

（２）比较短的论文可不单列“引言”一节，在论文正文前只写一小段文字即可起到引言（３）引言不可与摘要雷同，不要写成摘要的注释。

一般教科书中有的知识，在引言中不必赘述。

（４）学位论文为了需要反映出作者确已掌握了坚实的理论基础和系统的专门知识，具有开阔的科研视野，对研究方案作了充分论证，因此，有关于历史回顾和前人工作的综合评述，以及理论分析等，则可将引言单独写成一章，用足够的文字详细加以叙述。

（５）引言的目的应是向读者提供足够的背景知识，不要给读者悬念。

作者在引言里不必对自己的研究工作或自己的能力过于表示谦意，但也不能自吹自擂，抬高自己，贬低别人。

正文科技论文是用论据经过论证证明论点而表述科研成果的核心部分。

主要包括以下部分或内容：调查对象、基本原理、实验和观测方法、仪器设备、材料原料。

实验和观测结果、计算方法和编程原理、数据资料、经过加工整理的图表、形成的论点和导出的结论等。

科技论文写作要求与格式

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1.标题页：标题页是论文的第一页，包含论文标题、作者姓名、单位（学校或研究机构）、日期等信息。

2.摘要：摘要是对论文的简要概述，应包括论文的目的、方法、结果
和主要结论。

摘要的字数一般应控制在250-300词左右。

3.引言：引言部分是对论文背景和意义进行阐述，包括相关研究现状
的回顾、研究问题的提出、研究目的和本文的组织结构等。

4.文献综述：文献综述部分是对已有研究成果的总结和评价，可以引
用其他学者的研究成果，并对自己的研究与已有研究成果进行比较和分析。

5.方法：方法部分是对论文所采用的研究方法和实验设计进行详细描述，包括实验对象、实验材料和仪器设备等。

6.结果与讨论：结果与讨论部分是对实验结果进行呈现和分析，可以
采用图表、统计分析等方法进行结果展示，并对实验结果进行解释和讨论。

7.结论：结论部分是对整篇论文的主要研究成果进行总结和归纳，指
出研究的局限性和未来的研究方向。

9.脚注或附注：脚注或附注是对论文中一些内容进行解释补充，可以
标注在相应的位置，以方便读者理解。

10.图表和公式：论文中的图表和公式应有序标号，并配有相应的标
题和说明，以便读者理解和查阅。

此外，还有一些常见的论文写作要求和格式，如行文要简明扼要、句
子结构清晰、段落分明；使用正确的专业术语和符号；注意语法和标点的
正确运用等。

总之，科技论文的写作要求和格式是为了确保文章的逻辑性、严谨性和可读性，以便读者理解和评价论文的质量，同时也是为了遵循学术规范和传统。

因此，写作时需要注意以上的要求和格式，并根据具体的学术期刊或研究机构的要求进行调整和补充。