Return to search

3D High Frequency Modelling of Motor Converter and Cables in Propulsion Systems

The use of the power converters in railway traction systems introduces high frequency electromagnetic interference (EMI) in the propulsion system, which causes electromagnetic compatibility (EMC) problems. These high frequency phenomena come from fast variations of current and voltage during the switching operations in the power converter. The high frequency currents generate Electromagnetic (EM) disturbances that could distort the smooth functionality of the electrical drive system. In fact, power and audio frequency emissions could disturb track signaling and the control systems, while high frequency currents injected into cable screens could damage the cables. In order to ensure compatibility to conducted and radiated EMC requirements, and related infrastructure signaling specications, it is necessary to perform 3D modelling of the drive system to predict the EM emission during the design phase of the propulsion system. CST, an electromagnetic analysis tool, is used to create the 3D model of the converter module and the cables. The model allows for the inclusion of the parasitic characteristics of the IGBTs, the bus-bars, and the motor cables. Inuence of dierent grounding schemes is analyzed. The model predicts the EM eld distribution at points inside the converter module and in the vicinity. / Anvandningen av kraftomvandlare i jarnvagstraktionssystem introducerar hogfrekvens elektromagnetisk interferens (EMI) i framdrivningssystemet, vilket orsakar elektromagnetiska kompatibilitetsproblem (EMC). Dessa hogfrekvensfenomen orsakas av snabba variationer i strom och spanning under omkopplingsoperationer i kraftomvandlare. Hogfrekvensstrommarna alstrar elektromagnetiska (EM) storningar, som kan paverka funktionaliteten hos det elektriska drivsystemet. Storningar vid kraft- och ljudfrekvenser kan paverka signal- och kontrollsystemen, medan hogfrekventa strommar injiceras i kabelskarmar kan skada kablarna. For att sakerstalla kompatibiliteten mellan EMC-kraven, vad galler ledningsbundna och utsanda storningar, och specikationerna for signalsystemets infrastruktur ar det nodvandigt att utfora 3D-modellering av drivsystemet, for att redan under designfasen av framdrivningssystemet kunna forutsaga de elektromagnetiska storningarna. CST, som ar ett elektromagnetiskt analysverktyg, anvands for att skapa 3D-modellen av omriktarmodulen och kablarna. Modellen gor det mojligt att ta med de parasitiska egenskaperna hos IGBT, ledningsmoduler och motorkablar. Inverkan av olika jordningssystemen analyseras. Modellen forutsager det elektromagnetiska faltet vid olika punkter inuti omriktarmodulen och i dess narhet.

Identiferoai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-160637
Date January 2014
CreatorsSTEPHANE YANNICK, NJIOMOUO
PublisherKTH, Elektroteknisk teori och konstruktion
Source SetsDiVA Archive at Upsalla University
LanguageEnglish
Detected LanguageEnglish
TypeStudent thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text
Formatapplication/pdf
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
RelationEES Examensarbete / Master Thesis ; XR-EE-ETK 2014:012

Page generated in 0.0017 seconds