广州地铁1号线车辆的牵引逆变器
城轨车辆牵引及电制动
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第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一. 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供,是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS (牵引控制单元)、牵引电机,制动电阻等组成,如图1所示。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图1:牵引系统组成示意图 列车受电弓从接触网受流,通过高速断路器后,将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式,将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电,平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机,对电机进行调速,实现列车的牵引、制动功能,其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ,最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ,幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二. 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF :线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流(牵引) I NDMAX = 692 A最大线电流(制动) I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机(1 TB 2010 – 0GA02):连续定额小时定额输出功率P M 190 210 kW额定电压 U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 (1800 min-1) 144 (1800 min-1) A额定转矩 M N 1008 1114 Nm最大转速 n MAX 3510 3510 rpm三.基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
广州地铁1,2,8号线增购车牵引系统斩波管爆裂故障分析与改进措施
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广州地铁1,2,8号线增购车牵引系统斩波管爆裂故障分析与改进措施李大伟【摘要】主要介绍了广州地铁1,2,8号线增购车牵引逆变器的主要技术参数、主电路和逆变器模块的工作原理,通过分析牵引逆变器斩波相IGBT爆裂的原因,发现牵引系统在逻辑控制设计上的问题和缺陷,并提出整改措施.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2013(033)005【总页数】3页(P69-71)【关键词】广州地铁;牵引逆变器;IGBT【作者】李大伟【作者单位】广州地铁车辆中心,广东广州511400【正文语种】中文【中图分类】U239.5在投入运营的广州地铁1,2,8号线增购车上,采用的是株洲时代电气股份有限公司研发的拥有自主知识产权的TGN51E型国产车辆牵引系统,这将是国产车辆牵引系统首次在广州地铁A型车上的批量应用。
牵引系统是地铁列车的关键设备,对其进行设备维护和试验的费用十分昂贵。
本文以广州地铁1,2,8号线增购车牵引逆变器再生制动、电阻制动为研究对象,介绍广州地铁列车牵引逆变器再生制动、电阻制动的工作原理,充分分析斩波相IGBT爆裂的原因,指出牵引系统在逻辑控制设计上的问题和缺陷,并提出整改措施。
1 再生制动、电阻制动的工作原理1.1 牵引系统的介绍广州地铁1,2,8号线增购车是由4动2拖车组成的6列编组列车,每列车由两个相同的3车单元(A-B-C-C-B-A)构成。
B车和C车为动车,具有相同的、独立的列车牵引设备。
牵引系统其主要功能是DC 1 500V电压逆变成带有可变振幅和频率的三相电压,用于牵引和制动,牵引电机产生牵引力或制动力,将电能转换成机械能或将机械制动能量转换成电能,实现牵引或再生制动。
牵引系统主回路电路图如图1所示。
主回路主要由高速断路器、电抗器、充电电路、逆变器、牵引电机(4个)、斩波管、制动电阻等组成,红色框部件为牵引逆变器的电阻制动电路[1]。
1.2 牵引逆变器主要技术参数输入电压:DC1 500V(1 000V~1 800V)额定输出容量:2×530kVA最大输出容量:2×1 000kVA输出电压:0~1 400V输出频率:0~150Hz开关频率:500Hz额定输出电流:2×262A牵引最大输出电流:2×384A(有效值)制动最大输出电流:2×534A(有效值)额定工作点效率:0.98制动斩波最大电流:800A控制方式:VVVF直接转矩控制图1 牵引系统主电路LH1-差分电流传感器;VH-电压传感器;KM1-短接接触器;KM2-充电接触器;L-电抗器;R14-支撑电阻;C11-中间电容;INV-牵引逆变器箱;VT16-斩波管;LH16-制动电流传感器;1R01-制动电阻。
广州地铁一号线车辆光纤问题及改进方案
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J12 t,0 8 u.0h 20
・建议 ・ 讨 ・ 探
广州地铁 一号线 车辆 光纤 问题 及改进方案
陈智华
( 广州市地下铁道总公 司 运 营事业总部 , 东 广州 5 0 8 ) 广 13 0
摘 要: 针对广州地铁一号线列车光纤类故 障问题 , 分析光路原理及故障原 因, 并提出改进方 案。 文献标识码 : B 文章编号:17 — l7 2 0 )4- 5- 3 62 18 (o 80 - 0 10 - 0
30 5 w 时 , 电转换 器工作不稳定 , 光 会导致列 车出现故
1对 于 1 2 光纤线 的测量方法 : ) B7 首先使用 一个与新 的光 电转换器每个通道 的功率 比较接近 的光源 ,功率为
18 w; 05 然后把 这光 源与 X 2 2 9的光纤正对 ; 到车辆 再
障。 我们对换下来 的光电转换器进行测量 , 发现换下来 的
光 电转换器 至少有一个 通道是少于 3 0 5 w, 因此 , 电 光
输 出 , 过光纤线 连到车底 车辆侧 x 光 电转换器 f 。 通 3 处
第二次光 电转换 : 号到达车辆侧 x 光信 3光 电转换器 f , 车辆侧 x 处 经过 3光电转换 器转换后 , 光信号 变成 电信
号, 然后 通过 连接器 的方式 , h 出到 V V 从 输 V F侧 的 X 3 光 电转换器 。
- -
G0 Y 开通反馈信
—
一
I
ElE3 +l , 2 5V -、 一
I
一
一9 9/
连接 的方 式 , 光路 从客室
D U连 到 车 底 V V C V F牵
引逆变器 ( 图 1。整个 见 )
城轨车辆牵引传动系统的组成和原理—交流主电路的案例分析
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牵引电机供电。在再生制动时以的相时间反常的数路及径放使电电电网阻吸值收。电机反馈的
能量。各环节电路及作用为: 由TIEZ接是S是触晶隔器闸离C管/C,K接F与地CZ电开是阻关过,C电C在压Z需构保要护成主电。电路
(1)充电限流环节 (2)VVVF逆变器
在接阻放受地。电电C由时当后斩B弓将TR直仍波升1为它流不、即器差起转环能DT的动、换1节消7电~主、到高发除流T要接D速生,6传8地功、过则断构感位能电晶D路成器置6压闸是器的构,。,管用闭斩用成经T于合以波Z。斩导电检后器其波通阻测,。器,直 为作流直防用电流止是路电制过在流路动大人牵通,的与引过用充流F工它C出电况Z来的放电将电调电流直流节。冲流差因制击电,为动使能以晶电滤检变闸流波测换管的接只地
④ 脉冲模式发生器
脉冲模式发生器根据电机控制的三个输入变量:相控因数、定子频率和 校正角,实时计算牵引逆变器中的GTO触发脉冲。
图2-48 脉冲模式区域分布图
⑤ 能量反馈
在电机的能量反馈中,能量反馈到电网中,如果在电 制动的情况下,能量不能被电网完全吸收,多余的能量必 须转换为热能消耗在制动电阻上,否则电网电压将抬高到 不能承受的水平。
制动斩波器的存在确保大部分的能量能反馈回电网, 同时又保护了电网上的其他设备。
(4)牵引控制单元DCU及逆变器保护监控单元UNAS
① 牵引控制单元结构 ② 牵引控制单元基本功能 ③ DCU基本工作原理 ④ UNAS基本功能 ⑤ DCU的PCB板功能描述
a.牵引系统的控制与调整;
牵 单引 元A发bcdD...U控3生C0NV对脉3制AUV板是列冲SV从单设;F车模中与列元A计状式央牵3车态的D成控0引C4的产线制是U一电监生和和机板中上测与逆的外的央下与优控变处[部保化l两1制器理护;]控层与脉板保制保的冲的护护系模控;统式制 机箱/e.,调再共整生装/制有监动与测25电板块阻3电0制5动子,的A板控3。0制6是各与速调度节 电 使 元(子 用 件A/负 信是fghT...板 多 采制号PO责压电防逆D为 层 用动)处制制接V滑变A标 板 表参理动W动数/器收的与准 技 面和考防据线F司实气牵空路中存的术封值机现制转滤引断储印,装转;动指保波控逆板换刷电的护电令(制;变自器及电子容及S[A动器载l器)M路板23R转]D荷0的的V的板上)板8换调充是C保;指,的或及整放(测护A列令;电牵量3车,控0参值引7保制 插 的 过考AH装号 各与 制 调换理ijkl3a...值.(2rD、 个整板板动D列列提停9tC为,DmU和拖 模C板;;车车供车控其I8的接ULA车 拟接速牵串距AA;它制)3A一33收度引行离A的 信插33控11系。01起103的控接;本制一号件板4,是0统获 制 口9和组系车A是P个测(的取 系 与。统WA成3的温转量41前与 统P3提M2T81车3度处 的是U轴值供面针5个指连板辆理 故测列输速,板)令电接及 障、的量车入度根上与参,自 诊机状及U牵信信据考动 断通外N态速U号A引计 与值号参信/S度调/算 存处号I、考信转整储
地铁车辆牵引逆变器的工作原理
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地铁车辆牵引逆变器的工作原理The traction inverter in a subway vehicle is a crucial component that plays a key role in converting the direct current (DC) supplied by the overhead lines or third rails into alternating current (AC) to drive the traction motors. 地铁车辆的牵引逆变器是一个至关重要的部件,它在将架空线路或第三轨提供的直流电转换为交流电以驱动牵引电机中起着关键的作用。
The working principle of a traction inverter involves several stages of conversion and control to ensure the optimal performance of the traction motors. 牵引逆变器的工作原理涉及多个转换和控制阶段,以确保牵引电机的最佳性能。
The first stage is the rectification of the incoming DC power to smooth out fluctuations and provide a steady source of input for the subsequent conversion processes. The incoming direct current is converted into a stable form to be used for further operations. 第一个阶段是将输入的直流电功率整流,以平滑波动并为随后的转换过程提供稳定的输入源。
输入的直流电被转换成稳定的形式以供进一步的操作使用。
广州地铁车辆牵引逆变器的国产化
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U 4、2 1 U 4一电 流 传感 器 。
图 1 国产 化 牵 引逆 变 器 主 电路 原 理 图
1 3 逆 变 模 块 冷 却 方 式 .
摘 要 : 绍 了广 州 地铁 一 号线 车辆 国产 化 牵 引 逆 变 器 的主 要 技 术参 数 和 性 能 介
并 与 原 牵 引逆 变器 进 行 了比较 。
关键 词 : 铁 号 : 2 1 . U 3 8 文 献 标 识 码 : B
辆 国产 化 牵 引逆 变器 。 1 系统 实现 1 1 主要 技 术参 数 . 国产化 牵 引逆 变器 是 由 I T( 0 / 0 模块 、 引控 制装 置 以 GB 33 0V 12 0A) 牵 及相 关 部件 组成 的两点 式 电压 型 V VF逆变 器 。其 主 要技 术参 数 如下 : V
额 定 输 入 电 压 : C 15 0V; 入 电 压 变 化 范 围 : C 10 0 V ~18 0 V; D 0 输 D 0 0 额定 输 出容 量 : 2×5 0 k A; 出 电 压 : C 0~1 10 V; 定 输 出 电 流 : 4 V 输 A 1 额 2×
1 2 电路 结 构 .
国产 化牵 引逆 变 器采 用 2个 逆 变 单 元 , 每个 逆 变单 元 驱 动 同一 车 不 同
转 向架 上 的 2台牵 引 电动 机 , l台牵 引逆 变 器 驱动 4台牵 引 电 动机 , l所 图 示 为 国产化 牵 引逆 变 器主 电路 原 理 图 。该控 制 方式 不 同于 广 卅 地 铁三 号 线 l 车辆 的架控 方 式 , 属 于车 控方 式 , 是 该控 制 方式 已为下 一 步实 现架 控 打 仍 但
城轨车辆牵引及电制动
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第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一. 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供,是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS (牵引控制单元)、牵引电机,制动电阻等组成,如图1所示。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图1:牵引系统组成示意图 列车受电弓从接触网受流,通过高速断路器后,将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式,将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电,平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机,对电机进行调速,实现列车的牵引、制动功能,其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ,最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ,幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二. 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF :线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流(牵引) I NDMAX = 692 A最大线电流(制动) I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机(1 TB 2010 – 0GA02):连续定额小时定额输出功率P M190 210 kW额定电压U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 (1800 min-1) 144 (1800 min-1) A额定转矩M N1008 1114 Nm最大转速n MAX3510 3510 rpm三.基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
城轨车辆牵引与电制动
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第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一. 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供,是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS (牵引控制单元)、牵引电机,制动电阻等组成,如图1所示。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图1:牵引系统组成示意图 列车受电弓从接触网受流,通过高速断路器后,将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式,将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电,平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机,对电机进行调速,实现列车的牵引、制动功能,其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ,最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ,幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二. 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF :线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流(牵引) I NDMAX = 692 A最大线电流(制动) I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机(1 TB 2010 – 0GA02):连续定额小时定额输出功率P M190 210 kW额定电压U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 (1800 min-1) 144 (1800 min-1) A额定转矩M N1008 1114 Nm最大转速n MAX3510 3510 rpm三.基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
国产化A型地铁车辆的差动电流传感器
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p pe r v  ̄ te dfe e t lc re tta d c rwih rla l nd sa l r i g p ro ma c . a rp o e h i r ni u r n rns u e t ei b e a tb e wo k n流传感器在广州地铁 1 号线 A型地铁车辆装车考核 , 明该差动 电流传感器工作 证
性 能 可靠 、 定 。 稳
研究结论 : 磁调 制式差动 电流传感器 的研制与装车考核 , 其对地铁 车辆 的漏电流检测精 度能达到 ±1% 0
以上 , 并有较强的抗 电磁 干扰 能力 。与其它类型 的电流传感器相 比, 该种差动电流传感器有显著 的优越性 , 能 适应国产化地铁 车辆牵 引逆变器 的要求 。
Y NG L A i— xn , I NG Xio — d n LAN i JA a og, I Qi— xn ig ( .T eT i a w yS re n einIstt G opC roa o , h nh i 0 0 3 C ia 2 ig oC RTm s 1 h h dR i a uvyadD s ntue ru o rt n S a ga 2 0 6 , hn ; .Nn b S i e r l g i p i
模拟论述题试述铝合金车体的模块化组成结构及车体的组装参考
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模拟论述题:1.试述铝合金车体的模块化组成结构及车体的组装。
参考答案:1.地铁车体的模块化结构组成及车体的组装:车体是由底架、侧墙、车顶、端墙、司机室等组成整体结构。
地铁车辆的车体采用了铝合金车体模块化结构。
模块化结构是近几年发展起来的技术,模块化结构车体是由底架、侧墙、车顶、端墙、司机室等模块组成,在每个模块的制造过程中完成整车需要的内装、布管与布线的预组装,并解决相互之间的接口问题。
各模块完成后进行整车组装,每一模块的结构部分采用焊接,而各模块之间的组装采用紧固件机械连接。
车体的组装分以下五个步骤完成:第一步是把所有侧墙模块安装在底架上,然后用 HUCK螺栓将两个模块紧固地连接在一起。
第二步是组装侧墙与车顶,侧墙与底架组装好后,将车顶扣在侧墙顶上,对齐位置,用 HUCK 螺栓将侧墙和车顶紧固的连接在一起。
第三步是安装中间端(IME):将中间端与底架、侧墙和车顶连接,然后将边梁和IME之间进行连接,最后将车顶侧梁和IME用螺栓连接。
第四步是安装司机室模块:首先将管槽与底架用一排铆钉进行连接,底架是司机室与管槽的安装底座,其次是用大量的连接件连接侧墙模块和司机室木块。
第五步是用HUCK螺栓连接车内的所有其它连接件,如门立柱和底架车顶之间的连接。
2.论述转向架的组成及各组成部件的功用,并写出转向架力的传递过程。
参考答案:2.转向架的组成及功用:1)构架:是转向架的基础构件。
2)轮对:实现了机车在线路上的行使。
3)轴箱:用来装设轴承,保持轮对的正确位置。
4)弹簧悬挂装置:以减小运行时的动作用力。
5)齿轮传动装置:将牵引电动机的功率,转距传递给轮对。
6)基础制动装置:是空气制动机组成部分之一。
7)电机悬挂装置:牵引电动机在转向架上的安装。
转向架各向力的传递:1)垂向力的传递:机车上部重量-支承装置-转向架构架-弹簧装置-轴箱-轮对-钢轨。
2)纵向力的传递:轮轨接触点-轮对-轴箱-轴箱拉杠-转向架构架-支承装置-车体底架-车钩缓冲装置。
《城市轨道交通车辆构造》教学课件 项目8 城轨车辆牵引及辅助供电系统
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图8-11 高速断路器箱
1.2 电力牵引系统的组成
4〕高速断路器
1—主电路;2—左连接;3—灭弧罩;4—右连接;5—闭 合装置;6—辅助触点;7—动触点;8—脱扣装置。
图8-12 高速断路器结构图
任务实施
〔1〕将全班学生进行分组,每5人为一组,每组选出1名小组负责人,小组合作搜集、 整理城轨车辆电力牵引系统等相关材料,并制作成PPT。
图8-14 蓄电池箱
2.1 辅助供电系统的组成
3〕直流电源
列车上各控制电器都由DC 110 V控 制电源供电。同时,DC 110 V控制电源 也兼作蓄电池的充电器,在正常工作时对 蓄电池充电。
2.1 辅助供电系统的组成
4〕隔离变压器
为了保证电气设备及操作人员的 平安,必须将高压与低压用电设备, 尤其是需要人工操作的设备,进行电 气隔离,通常采用隔离变压器隔离。
〔2〕小组负责人进行任务分配,包括哪些成员查找资料,哪些成员制作PPT,哪些成 员上台演讲展示等。
〔3〕老师组织各组在班内进行PPT演讲活动,并按表8-1给各组打分。
任务实施
表8-1 PPT演讲活动评价表
02
城轨车辆辅助供电系统
任务引入
大连地铁 2号线 0202号车在试运行期间运行至虹锦路〔上行方向〕出站150 m左右时, 突然发生1 500 V动力电及110 V 控制电同时断开的故障,车辆停车,客室内环境黑暗。司 机重新开启蓄电池、升起受电弓,故障恢复。
图8-16 集中供电方式〔a〕
2.2 辅助供电系统的供电方式 2〕集中供电
图8-16 集中供电方式〔b〕
2.2 辅助供电系统的供电方式 2〕集中供电
分散供电和集中供电各有优缺点,如表8-2所示。 表8-2 两种供电方式的比较
地铁车辆辅助逆变器工作原理
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地铁车辆辅助逆变器工作原理宝子们,今天咱们来唠唠地铁车辆辅助逆变器这个超有趣的东西。
你看啊,地铁在地下跑,它得有好多设备来保证正常运行呢,辅助逆变器就是其中一个默默奉献的“小能手”。
咱先来说说这个辅助逆变器到底是干啥的。
地铁车厢里有好多设备需要用电,像空调啊,照明啊,还有那些给乘客充电的插座之类的。
这些设备用的电可不能是那种随便的电,得是经过处理的合适的电。
辅助逆变器就像是一个神奇的电力魔法师,它把从地铁主电源来的电进行各种变化,变成这些设备能用的电。
那这个电是怎么变的呢?其实就是一种转换的魔法啦。
地铁的主电源的电可能是高压直流电之类的,这对于空调那些设备来说就像洪水猛兽,根本没法直接用。
辅助逆变器就把这个直流电变成交流电。
这个过程就像是把一种语言翻译成另一种语言,直流电说的是一种“电的语言”,交流电又是另一种“电的语言”,辅助逆变器就是那个翻译官。
而且啊,这个交流电还得有合适的电压和频率呢。
就像我们的手机充电器,它得输出合适的电压才能给手机充电,电压太高会把手机充坏,太低又充不进去。
辅助逆变器也是一样的道理,它把电压调整到设备需要的数值,比如说空调需要220V的交流电,它就能把从主电源来的电变成220V的交流电。
频率也是很重要的哦,不同的设备对交流电的频率也有要求,辅助逆变器就像一个超级精准的调音师,把频率也调整得刚刚好。
你想啊,要是没有辅助逆变器,地铁车厢里得多糟糕。
夏天的时候,没有空调吹,那简直就是一个大蒸笼,乘客们都得热得像热锅上的蚂蚁。
照明要是没有合适的电,可能就忽明忽暗的,像鬼屋一样,多吓人呀。
还有那些想给手机充电的乘客,就只能干瞪眼啦。
辅助逆变器里面呢,其实是有很多小零件在协同工作的。
有一些电子元件就像是小士兵一样,各司其职。
比如说有一些晶体管之类的东西,它们在电路里就负责控制电流的走向。
这就好比在一个大的交通系统里,有交警在指挥交通,让车辆(电流)按照正确的路线走。
还有一些电容啊,电感啊,它们就像是小仓库,一会儿储存电能,一会儿又释放电能,来保证电的稳定供应。
广州地铁一号线牵引电机烧损分析及对策
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2O O 9年 1 月 2
华
东
交
通
大
学
学
报
v 12 N . o. 6 o6
De c.. O 9 2O
J u n l fE s hn ioo g U ie s y o r a atC ia J tn n v ri o a t
文章编号 :05— 5 320 )6— 05— 5 10 02 [0 90 03 0
是基于传输线理论的电缆特性研究_ , 2 国外已有学者研究 了 P ] WM脉 冲过电压幅值与高频振荡的关系 , 认
为 电缆长度 越长 , 冲电压 幅值 越 大 , 荡频率越 低 。 当电缆 长度 达 到或 超过 某 一 临界 长 度 时 , 电 压 幅 脉 振 过 值会 近似达 到额定 电压 的 2 。过 电压 的幅值和 振荡频 率 与 电缆 长度 , 倍 阻抗 匹 配 以及脉 冲上 升沿 时 间等 因素关 系紧密 。从 目前 一号线 烧损 的 5台电机位 置来看 , 3台位 于第 3 , 轴 2台位 于 第 4轴 , 连 接 电缆距 其 离 牵引逆 变器 大约为 1 7m, 比第 l , 2轴 2 离相 对较 远 。根 据 以上理论 , 3轴 , 4轴 5~1 相 轴 第 ~4m距 第 第 牵 引 电机 端 电压 过 冲比第 12 严重 , ,轴 因此对 电机 绝缘 的影 响较 大 。 还有学 者在模 拟 的 电机定 子绕 组上进 行 电压 波形 的测量 和分 析研 究结 果 表 明 , 8 % 的过 电压加 约 0
广 州地 铁 一 号线 牵 引 电机 烧 损 分 析及 对 策
陈 威
( 广州 市地下铁 道总公司 车辆 中心 , 广东 广州 508 ) 130
广州地铁列车国产化牵引逆变器
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牵 引逆 变器驱动 4台牵引电动机 。该控制 方式不 同于
架控方 式 , 属于车控方式 , 仍 但是该 控制方式 为实 现架 控提供 了基础 。图 1 所示为 国产化牵 引逆变 器主 电路
原理 图。
器的主要 技 术参数 、 引/ 牵 电制动 特 性 、 空转/ 防 滑行 特
3 防空转/ 行特 性 滑
当 车 轮 在 牵 引 过 程 中发 生 空 转 或 电 制 动 过 程 中发
生 滑行现 象时 , 国产化牵引逆变 器可 以快 速 、 精确 地控 制 牵引电动机的输 出转矩 , 避免 车轮发 生空转或 滑行 ,
作者简介 :王丹 , , 女 工学 硕士 , 从事 地铁 车 辆部 件 国产 化、 研 工 科
恒 功 速 度 范 围 为 I35~20 6 rmn 列 车 速 度 3 4 7 / i ( 2~ 5 m h , 0k / ) 自然 特 性 速 度 范 围 为 20 6~332 rrn 7 2 / i a ( 车 速 度 5 8 m h 。 列 0~ 0k / )
问题 , 研制 了国产化牵引逆变器 。
性 . 及 与 车 辆 气 制 动 系统 的 匹 配 以
关键 词 广 州地 铁 车 辆 牵 引 系统 逆 变 器 国
产 化
2 牵 引/ 电制 动特 性
广州地铁 1号线 采用 全进 口车辆 , 已进 入大 修周
期 。为 解 决 牵 引 逆 变 器 采 购 价 格 昂 贵 且 采 购 周 期 长 等
牵 引/ 电制 动力 矩 曲线 。在 国产 化 牵 引 逆 变 器 的控 制 下 , 引 系 统 的 牵 引/ 制 动 特 性 达 到 了 设 计 牵 电
地铁vvvf逆变器工作原理
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地铁vvvf逆变器工作原理
地铁 VVVF(Variable Voltage and Variable Frequency)逆变器是地铁牵引系统中的重要组成部分,用于将直流电转换为交流电,以驱动地铁的电动机。
其工作原理如下:
1. 输入直流电:逆变器首先接收来自变电所的直流电,该直流电经过滤波和保护电路后,被送入逆变器的输入端。
2. 逆变过程:逆变器内部包含一组功率半导体开关器件,如 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)。
这些开关器件按照一定的控制策略进行导通和关断,将直流电转换为交流电。
控制策略通常基于 PWM(Pulse Width Modulation)技术,通过调整开关器件的导通时间和频率,来实现电压和频率的变化。
3. 输出交流电:经过逆变过程后,逆变器输出的交流电具有可变的电压和频率,可以根据电动机的需求进行调整。
输出的交流电经过滤波和变压器后,被送到电动机上。
4. 控制系统:逆变器的控制系统负责监测和调节输出的电压和频率。
它通过传感器采集电动机的转速、电流等参数,并根据预设的控制算法,调整逆变器的工作状态,以实现对电动机的精确控制。
5. 保护功能:为了确保系统的安全运行,逆变器还具备多种保护功能,如过流保护、短路保护、过热保护等。
当系统出现异常情况时,保护装置会及时动作,切断电源,防止设备损坏。
总之,地铁 VVVF 逆变器通过将直流电转换为可变电压和可变频率的交流电,实现了对电动机的精确控制,从而满足了地铁牵引系统的要求。
城轨车辆牵引与电制动
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第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一. 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供,是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS (牵引控制单元)、牵引电机,制动电阻等组成,如图1所示。
图1:牵引系统组成示意图列车受电弓从接触网受流,通过高速断路器后,将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式,将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电,平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机,对电机进行调速,实现列车的牵引、制动功能,其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ,最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ,幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二. 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF :线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流(牵引) I NDMAX = 692 A最大线电流(制动) I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机(1 TB 2010 – 0GA02):连续定额 小时定额输出功率 P M 190 210 kW额定电压 U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 (1800 min -1) 144 (1800 min -1) A额定转矩 M N 1008 1114 Nm最大转速 n MAX 3510 3510 rpm三. 基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
城轨车辆辅助供电系统的分配
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任务流程2
图4-19 广州2号线车辆辅助供电框图
辅助逆变器配置在C车与主逆变器一起,DC/DC设备配置在A车上采用直接变换方式。
任务流程2
图4-20 上海4号线车辆辅助供电框图
辅助逆变器在A车上,DC/DC采用间接变换方式与辅助逆变器在一起。
任务流程2
图4-21 广州三号线车辆辅助供电框图 广州3号线列车采用2M1T编组,A车为带司机室的动车,B车为拖车。2台辅逆变配置在B车,
DC/DC作为辅逆变的组件共2个,同时为整列车的直流负载供电,同时对蓄电池充电。 正常运行时两个辅逆变系统相互独立工作,每个辅逆变的三相交流输出可以为一节A车和半节B车
供电。当一个辅逆变故障时,通过断开相应输出接触器将故障辅逆变与三相配电回路隔离。10秒 钟后耦合接触器闭合,三相回路被组合到一个系统中,由另一个有效辅逆变供电,此时需降载使 用,即每节车关闭一个空调单元,关闭故障辅逆变供电的空压机。
图4-17 上海地铁1、2号线车辆辅助供电框图
每节车配置1台“SIV”辅助逆变器。 A车SIV提供三节车共用“DC” 设备用电和每节车的“AC”设备用电。 B车SIV提供每节的“AC1”空调、空气压缩机和风机交流负载用电。 C车SIV提供每节的“AC2”空调、空气压缩机和风机交流负载用电。
任务流程2
图4-18 广州1号线车辆辅助供电框图
每节车配置1台“SIV”辅助逆变器。 A车“SIV”提供共用的“DC”直流设备——DC/DC变流器用电,DC/DC变流器采用半 桥高频逆变降压整流。“AC1和AC2”为每节车的空调、空气压缩机和风机交流负载。 每单元车中,A车的220V插座由B车的DC/AC供电,B车的220V插座由A车的DC/AC供电 ,C车的220V插座由自身的DC/AC供电。
广州地铁1号线牵引供电整流器的保护配置
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广州地铁1号线牵引供电整流器的保护配置
高劲;董斌
【期刊名称】《机车电传动》
【年(卷),期】2003()2
【摘要】详细介绍了广州地铁1号线牵引供电系统中整流器的保护配置原理,阐述了解情况快速熔断器的选择等问题;认为广州地铁1号线牵引整流器的保护配置可以满足运行需要,并针对出现的问题介绍了2号线整流器设计的改进措施。
【总页数】3页(P31-32)
【关键词】地铁;牵引供电系统;整流器;保护配置;熔断器;设计;改进
【作者】高劲;董斌
【作者单位】广州地铁总公司运营事业总部
【正文语种】中文
【中图分类】U231.8;TM461
【相关文献】
1.广州地铁1号线牵引供电系统保护装置原理分析 [J], 杨晓春
2.试论上海地铁1号线牵引变电站中整流器组的特点和直流馈线保护 [J], 浦竞先
3.浅谈广州地铁直流牵引供电与交流牵引供电系统的选择 [J], 余柏林
4.广州地铁APM线600V牵引供电系统介绍及典型故障分析 [J], 张牵
5.沈阳地铁2号线北延线牵引供电系统继电保护与定值整定 [J], 苏堤
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滤波器箱的A 区装有差动电流传感器U 4 谐波吸 收电容C11 C25 及放电电阻R1 R3 另外 还装有模块 A10 模块A10 上装有网压传感器 A10 U1 电容电压传 感器A10 U2 网侧极性反向保护二极管A10 A3 充电 熔断器A10 F1 充电接触器A10 K3 放电接触器A10 K4 充放电电阻A10 R1 R5 支撑电容极性反向保护 二极管A10 A2 还装有可选用支撑电容A31 A32 用 于抑制直流侧的谐振 滤波器箱的B 区 冷却风道中装有直流电抗器L1 接触器 K 1 电流传感器U 3 装于滤波器箱的B 区 但与逆变器冷却风道隔离
电路的电感为130 nH 关断电流的能力
图3 逆变器箱A 2 电路构成
压 V1 为极性反向保护二极管 当电压源逆变器或输出 端短路时 由于主电路中存在电感 电感中的能量将向 电容反向充电 此时V1 导通 可保护电压源逆变器 U3 为主电路电流传感器 直流支撑电容C 1 为1 . 6 5 m F DASU6 型逆变器可根据实际运行情况需要选择安装4 6 个电容 每个电容带有一个过压开关 当电容内部压 力超限时 可通过联锁电路向控制单元提供超压信号 产生保护动作 电容上并联的电阻R 1 为电容的放电电 阻 这个100 k 的电阻可使单个电容在 8 min 内完成放 电 在逆变器脉冲封锁或最大电流时 电容短时电压可 达到2 550 V 如果电容不经充电电阻突然充电 电压可 能达到3 450 V 在正常情况下 电容电压被斩波模块限 制到2 100 V
网不能接收全部再生能量 即一部分制动能量被接触
网吸收 一部分由车辆的辅助设备吸收时 逆变器工作
于动力制动方式
D A S U 6 型逆变器的主要技术参数如下
标称网压 U N 网压变化范围 U
1 500 V 1 000 ̄1 800 V
输入电流Iin 牵引最大直流电流 Id max 制动最大直流电流 Ib max 输出电流 I A
Abstract: Working principle, Technical parameters, configurations and functions of relative devices of the traction inverter for the vehicle of Guangzhou Metro Line 1 are set forth. The operations show that the inverter is stable, reliable and excellent in performances.
2 0 0 3 年第 1 期 2003 年 1 月 10 日
机车电传动 ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES
1, 2003 Jan.10, 2003
城 市
广州地铁 1 号线车辆的牵引逆变器
轨
道
胡引娥1 程有平2
车
辆
1.广州地下铁道总公司 运营事业总部 广东 广州 510380
3 逆变器电路分析
逆变器电路分为滤波器箱和逆变器箱2 大部分 滤 波电路主要完成对谐波的抑制和主电路电容的充 放 电功能 其原理图见图 2 差动电流传感器U 4 用于接地 检测 差动电流传感器有1 A 和5 0 A 2 个电流差监测阀 值 如果电流差超过了对应的阀值 封锁逆变电路G T O 触发脉冲 继电器动作 如果电流差下降到阀值以下 继电器断开 如果逆变器主电路接地或电机接地 则可 产生50 A 的电流差 继电器闭合 联锁的保护信号将车 辆的高速断路器断开 起到接地保护作用 滤波电容 C21 C25 和滤波电抗器L1 形成了一个抑制谐波的滤波 电路 可以有效地吸收逆变器所产生的高频谐波 减小 对控制电路及列车通信的干扰 滤波电抗器L 1 为空心 电抗器 设计额定电流为 800 A 当逆变器发生短路时 可短时通过8 kA 的电流 A 1 0 为滤波器箱的电阻模块 电阻R1 R5 均为12 可对主电路支撑电容进行快速 充放电 直流接触器 K1 的额定分断能力为 800 A 其作 用是完成列车在正常情况下通断主电路功能 当逆变 器主电路或输出发生短路时 此接触器仍保持闭合 车 辆的高速断路器完成分断过电流的功能 每当主电路 电流超过1 200 A 时 分断主电路的功能由高速断路器 完成 主电路电容充电时 K 3 闭合 充电完成后K 1 闭 合 K3 断开 放电时K1 K3 断开 K4 闭合 K1 K3 K4 的 控制电路是联锁的
电压传感器U 1 和U 2 用于测量网压和支撑电容电
图2 滤波器箱A 1 电路构成 43
机 车 电 传 动 பைடு நூலகம்003年
480 A 692 A 1 171 A 720 A
第1期 胡引娥 程有平 广州地铁1号线车辆的牵引逆变器
最大输出电流 IA max 最大关断电流 I max 输出电压 U A 输出频率 fA 最大脉冲频率 fp 制动斩波脉冲频率 f b 风扇电源 U 1 控制电源 U 2 冷却方式
作者简介 胡引娥 1965- 女 1 9 8 8 年毕业于西南交 通大学电传动及控制专 业 工程师 现从事地铁 车辆技术管理工作
Traction inverter of the vehicle for Guangzhou Metro Line 1
HU Yin-e1, CHENG You-ping2 (1. Operation Department, Guangzhou Metro Corporation, Guangzhou, Guangdong 510380, China; 2. Technical Quality Department, Taiyuan Locomotive & Rolling Stock Works, Taiyuan, Shanxi 030009, China)
收稿日期 2002-06-07 收修改稿日期 2002-10-15
42
接转矩控制法控制G T O 的通断 即可进行牵引运行 停
车时 主电路支撑电容通过串联的5 个充电电阻 R1 R5
可快速放电 主电路电容也可通过电容上并联的固定
电阻放电 但需耗时几分钟 当逆变器输出电压的基波
频率小于电机的转速时 逆变器将电机能量反馈到接
逆变器箱A 2 E 区装有冷却风扇以及G T O 门控单元
散热器风速 V a
8 m/s
的供电电源
2 逆变器的组成
牵引逆变器由滤波器箱 A 1 和逆变器箱 A 2 组成( 见 图1) 2 箱端部紧靠车底 连接处对外为密封结构 冷却 风扇安装在逆变器箱内 冷却风先进入逆变器箱 通过 2 箱连接处进入滤波箱A 1 再经过直流电抗器向下吹 出 2 箱连接处为柔性母线连接 通过它将直流电源从 滤波器箱传送到逆变器箱 逆变器的所有元器件安装 于滤波器箱的A 和B 区及逆变器箱的C D E 区
触网 逆变器工作于再生制动方式 当所产生的能量不
能被网上其他车辆或者车载设备( 辅助电源 风冷单元
等) 消耗时 逆变器把这部分能量反馈到电容 电容电
压上升 当电容电压达到设定的最大值时 控制单元就
触发晶闸管 A14 V1 接通制动电阻 制动电阻把 4 台牵
引电机所产生的制动能量转化成热能消耗掉 当接触
逆变器由驱动控制单元( D C U ) 和逆变器保护单元 (UNAS)控制 控制和保护单元安装于动车的车厢内 控 制单元和G T O 门极控制单元间的触发和反馈信号采用 光纤传输 光纤传输可提高信号抗干扰能力 又有隔离 作用 其他信号以电信号方式传输
1 逆变器工作原理及主要技术参数
DASU6 型逆变器有牵引 再生制动 电阻制动和动 力制动4 种工作方式 其工作原理是当列车启动时 逆 变器箱主电路电容A31 A34 通过串联的5 个充电电阻 R1 R5 充电 在预充电结束后 主电路支撑电容电压达 到网压时 滤波器箱中的直流接触器 K 1 闭合 预充电 电路被K 1 短接 预充电电流接触器断开 系统通过直
逆变器箱A 2 C 区装有支撑电容及 其固定放电电阻A31 A32 U 和V 相模块 A11 A12 相模块吸收电阻R11 R22 以 及吸收模块A21 A22 每个吸收模块有 2 个带有测量线圈的相电感和4 块用于 测量相电流上升的电路板 逆变器箱 A 2 D 区装有支撑电容及其固定放电电 阻A33 A34 W 相模块A13 制动斩波模
2.太原机车车辆厂 技术质量部 山西 太原 030009
摘 要 主要介绍广州地铁1号线牵引逆变器的工作原理 技术参数 构成和有关器件的作用 运 用表明该逆变器稳定可靠 性能优良
关键词 牵引逆变器 技术参数 组成 作用 中图分类号 U266.2 U231 文献标识码 A 文章编号 1000-128X(2003)01-0042-03
Key words: inverter; technical parameter; configuration; function
D A S U 6 型牵引逆变器应用于广州地铁1 号线的2 1 型地铁列车上 该型列车从德国引进 为4 动2 拖形式 每节动车装有1 台D A S U 6 型V V V F 牵引逆变器 电压型 逆变器 功率开关器件选用3 000 A/4 500 V 的GTO 元 件 牵引逆变器向每节动车的4 台并联的牵引电机提供 电源 并可根据电网电压实现再生或电阻制动
1 080 A 2 900 A 0 ̄1 050 V 0 ̄112 Hz 450 Hz 250 Hz 三相交流380 V 50 Hz 直流110 V 强迫风冷
块A 1 4 模块吸收电阻R 3 1 R 4 2 以及吸收模块A 2 3 A24 逆变器箱A2D 区还装有输出电压传感器U1 U2
U V W 相模块A11 A12 A13 以及斩波模块A14 中 有GTO V1 V2 快速恢复二极管V3 V4 吸收二极管V5 V6 V1 V2 的门控单元 3 个电容集成的吸收电容以及相 模块和制动斩波模块的输出电流传感器 U 1 每个模块 的功率器件都安装在2 个散热器之间 并由一个卡子固 定 使冷却风从2 侧散热器通过