W ramach niniejszej pracy przeprowadzono analizę, projektowanie oraz badania przetwornicy trakcyjnej przeznaczonej do zasilania potrzeb własnych pojazdów trakcyjnych. Do badań wykorzystano klasyczną topologię przekształtnika DC/DC z izolacją transformatorową w układzie pełnego mostka, którą wytypowano dla danej grupy zastosowań.
Pierwszy dotyczy projektowania transformatora wysokiej częstotliwości (TWCz), natomiast drugi odnosi się do projektowania przetwornicy trakcyjnej (PT). W prowadzonych pracach dotyczących projektowania TWCz przeprowadzono przegląd nowoczesnych materiałów magnetycznych dla danej grupy zastosowań, analizę metod projektowania tego podzespołu oraz analizę strat mocy.
Opracowano model matematyczny TWCz w programie Matlab-Simulink i model symulacyjny w programie Orcad-PSpice z uwzględnieniem rzeczywistych charakterystyk magnesowania materiałów magnetycznych. Opracowano przestrzenny model elektromagnetyczny i cieplny transformatora w programie Comsol Multiphysics wykorzystując Metodę Elementów Skończonych.
Przeprowadzone analizy oraz uzyskane wyniki modeli symulacyjnych pozwoliły na opracowanie metodologii projektowania oraz optymalizacji transformatora w aspekcie minimalizacji gabarytów i strat mocy. W rozdziale dotyczącym projektowania PT przeprowadzono analizę strat mocy oraz opracowano modele symulacyjne przetwornicy trakcyjnej w programie Orcad-PSpice i PSIM.
Na tej podstawie zaproponowano metodologię postępowania przy projektowaniu przetwornic trakcyjnych z uwzględnieniem TWCz. W celu weryfikacji wyżej wymienionych etapów projektowania PT zbudowano model rzeczywisty o mocy 10 kW, napięciu wyjściowym 24 V i prądzie wyjściowym do 450 A oraz modele TWCz o dużej wydajności prądowej z wykorzystaniem materiału nanokrystalicznego Vitroperm 500F i amorficznego Metglas 2605SA1.
Wykazano, że stosując wyżej wymienione postępowanie możliwe jest zaprojektowanie przetwornicy trakcyjnej o optymalnej konstrukcji dla danej grupy zastosowań w aspekcie techniczno-ekonomicznym.
