中壓逆變器在軌道交通車輛上的應用

中壓逆變器在軌道交通車輛上的應用1、引言近年來，隨著我國城市人口的膨脹、國民的和環(huán)保節(jié)能理念的推動，軌道升溫已成為不爭的事實。軌道車輛依據(jù)其DC750V、DC1500V、AC25000V等等。在電力技術和微電子技術的強力支持下，溝通傳動系統(tǒng)以其固有的優(yōu)越性，在軌道牽引領域、尤其是在地鐵等原來由直流電網(wǎng)供電的電動車組中的得到迅猛進展。本文以阿爾斯通公司的車輛為例，介紹用于地鐵、輕軌等的DC1500V供電的中壓牽引變頻器。2、系統(tǒng)構成ONIXTMONIXTMIGBTAGATE掌握電子裝置和ONIXTM牽引電動機。如運行于上海明珠線的是阿爾斯通MetropolisTM42拖編組方式，每輛動1所示。高壓供電開關〔HVSS〕:三檔位置:位置P—牽引變頻器由接觸網(wǎng)供電;位置E—牽引變頻器完全接地;位置W—關心變流器由車間電源供電。高速斷路器〔HSCB〕:故障狀況下，將牽引變頻器與供電電源快速隔離。斷開速度約15ms。斷開可以由掌握回路掌握或當電流超過設定值時自動跳閘。當AGATEControlHSCBLCCCC，并且觸發(fā)撬棒回路使濾波器放電。進線電抗器〔LFL〕:與充電電容器組成一個低通濾波器，削減電流諧波，減小供電電壓波動對變頻器的。;950V時，LC閉合，CCC斷開。電容充電電阻〔CCZ〕:對濾波電容軟充電，防止大電流沖擊;HVSS置于接地位置時，用于對電容器放電。進線接觸器〔LC〕:對濾波電容軟充電，防止大電流沖擊;950V時，LC閉合;當牽引變頻器故障時斷開。2500V時，導通保護。高頻濾波電容〔HFK〕:削減高頻電磁干擾;為高頻溝通電流供給一個低阻抗回路。1ONIXTM系統(tǒng)構造圖ONIXTM牽引變頻器的優(yōu)點系統(tǒng)兼容。簡化了功率電路。削減了器件數(shù)量，降低了本錢;增加了牢靠性;易于維護。簡化了驅動電路，易于掌握。無需吸取回路。IGBT器件包含內部絕緣介質;;IGBT器件直接安裝于散熱器上;器件易于替換，無需特別工具和。節(jié)約能量。ONIX牽引所產生的近乎完善的正弦波電流輸出削減了電機熱量，通過改進的疊片封裝供給了優(yōu)良的磁性能，降低了渦流損耗。AGATEControl是一種先進的電子掌握裝置，特地用于掌握四象限變流器及電壓源變頻器。大規(guī)模集成電路和雙32ALSTOMTexasIMS320C31信號處理器用于快速計算和準確的功率掌握。如2所示。2AGATE構造框圖主要掌握功能:;;用于電力電子掌握的信號監(jiān)測。通訊功能:Windows相兼容軟件實現(xiàn)友好的用戶界面;AGATE產品通訊;在同功率車輛之間或不同功率車輛之間進展通訊。維護功能:用于診斷和參數(shù)設置的人機界面;高等級的自測力量;護數(shù)據(jù)。牽引系統(tǒng)掌握策略使它可能施加一個平衡的三相電壓給電機，其幅值3所示。3逆變掌握框圖10公里/小時以上力矩精度為±5%。在10公里/小時以下力矩精度為±10%。這些精度是假設全部相互之間輪徑差在1%〔8mm〕以內。承受帶有電機電流最正確掌握的矢量掌握給出了快速磁通和力矩響應〔對非鼓勵電機<1秒〕，矢量掌握使力能能夠跟隨逆變器短時關斷時重建立。無需等待電機磁通消逝，這是由于逆變器是按電機反電勢調整輸出電壓的。力矩掌握用寬通帶〔036Hz〕調整器完成磁通建立，而不管電機的旋轉速度。力矩由電流環(huán)掌握，削減當電源系統(tǒng)不規(guī)章時用常規(guī)掌握技術可能發(fā)生的過流可能性。矢量掌握原理如圖4所示。掌握參數(shù)的測量電機并聯(lián)連接的策略基于:在逆變器輸出端公用的電流和電壓測量取代電機各自的測量;對每個電機單獨進展速度測量;在說明的容差范圍內，總的力矩調整與輪徑差無關;1%輪徑差，通過對所引起的電機電流差等補償來實現(xiàn)的。矢量掌握在測量方面對電機而言本質上是外部的，它不要求測量電機內部，如電機定子和轉子的溫度測量、電機內部的磁通測量。關于加速度變化率/負載補償:主令掌握器產生的牽引力〔或制動力〕指令連接到AGATE單元并由其。為了掌握車輛加速度，依據(jù)車輛重量作出校正。車輛載重量是由掌握單元使用來自轉向架上的傳感器上的信號進展計算的。在電動或制動時，產生一個加/減速度變化率限止指令，內部保證車輛的平滑行駛。ONIX溝通牽引電機ALSTOM研制的獨特的輕質、緊湊的、型號為4LCA2138的溝通牽引電機為全封閉構造，其特點是:高牢靠性。200級絕緣系統(tǒng)及真空加壓浸漬技術為定子繞組供給了高等級溫升裕量，這意味著功率的提高及體積和重量的降低。低維護性。轉子和定子繞組與外部完全隔離，無需定期拆卸清潔。低噪音。特別設計的冷卻風扇使噪音降低至IEC60349-2標準。、主要性能變頻器的額定參數(shù)額定工作電壓:1500V最大工作電壓:1800V最小工作電壓:1000V持續(xù)有效輸出功率:800kW峰值輸出視在功率:1850kVA持續(xù)線電流有效值:520AIGBT開關頻率:600Hz〔最大值〕逆變器輸出頻率:106Hz〔額定值〕器件額定值:3300V，1200A4矢量掌握原理圖列車性能上海明珠線地鐵車輛承受四動兩拖六節(jié)編組，每個動車裝配一個ONIX1500牽引變頻器，驅動四個并聯(lián)的ONIX溝通牽引電機，變頻器強迫風冷，承受再生和電阻混合制動方式，當架空電網(wǎng)不能承受再生能量時，進展全功率電阻制動。列車主要數(shù)據(jù)如下:最大運營速度:80km/h最大設計速度:90km/h最大瞬間加速度:0.9m/s2最大運營減速度:1.0m/s2沖擊限制:0.7-1.0m/s3額定工作電壓:1500V:21.3kN/電機牽引轉矩:1273Nm/電機最大制動力:23.5kN/電機制動轉矩:1322kN/電機性能曲線56分別為驅動和制動特性曲線。5驅動特性曲線6制動特性曲線