Teză de doctorat
Cercetări privind transformatoarele statice de tracțiune de înaltă performanță pentru noul sistem de electrificare feroviară de curent continuu în medie tensiune
AUTOR
Ferencz Izsak FerdinandDATA SUSȚINERII
Ianuarie 2023CONDUCĂTOR DE DOCTORAT
Prof. dr. ing. Dorin PETREUȘDespre teză
Această teză este produsul unui proiect al Uniunii Europene în colaborare cu Shift2Rail și Universitatea din Birmingham (UoB), numit Flexible MVDC-ERS. Doctorandul de la Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca a lucrat la o parte importantă a proiectului timp de 41 de luni, legat de Transformator Electronic de Putere utilizate în Tracțiune (TEPT) a noii linii de electrificare feroviară inteligentă MTCC propusă.
Obiectivele tezei (și ale proiectului) au fost de a cerceta și de a dezvolta TEPT-uri moderne, adecvate pentru un nou sistem de electrificare a căilor ferate. Pentru a demonstra conceptul rețelei feroviare propuse, UoB și UTCN au dezvoltat analize detaliate ale literaturii de specialitate, modele de simulare la scară reală și prototipuri experimentale, atât pentru substație, cât și pentru sistemul de tracțiune. Această teză a atins cu succes obiectivele de cercetare și validarea conceptului.
Originalitatea tezei și contribuțiile personale
Contribuții personale:
01
Analiza și definirea soluțiilor pentru electrificarea feroviară
Analiza comparativă a sistemelor de electrificare feroviară, a transformatoarelor electronice de putere și a semiconductorilor cu bandă largă, precum și definirea familiilor topologice adecvate pentru transformatoarele electronice de tracțiune în curent continuu.
02
Dezvoltarea topologiilor de convertoare și a strategiilor de control
Propunerea și analiza a două topologii de convertoare pentru sistemul modular de tracțiune, modelarea matematică a acestora și proiectarea buclelor de control aferente.
03
Dezvoltarea și analiza circuitelor snubber
Analiza comparativă a trei circuite snubber pentru reducerea vârfurilor de supratensiune și introducerea unui snubber activ regenerativ cu un nou mecanism de control, incluzând modelarea matematică și procedurile de proiectare.
04
Automatizarea procesului de proiectare în Mathcad
Elaborarea unor fișe de proiectare automată pentru cele două topologii de convertoare, precum și pentru controlerele PI și PID ale modulelor convertoare.
05
Modelarea și simularea sistemului de tracțiune
Dezvoltarea în MATLAB/Simulink a modelului de simulare la scară reală al transformatorului electronic de putere pentru tracțiune în curent continuu, utilizând cele două topologii de convertoare propuse.
06
Implementarea și validarea experimentală
Implementarea și testarea experimentală a modulelor de convertor și validarea acestora prin compararea rezultatelor experimentale cu cele obținute prin simulare și prin modelele matematice, urmată de analiza comparativă a celor două topologii.