第五章-DC600v集中供电空调客车..学习资料

DC600v
逆变器 → 空调
→ 热水器
DC110电 → 蓄电池 压装置
照明等 → 其他直
流负载
非电气化区段运行方式
发电车 DC600v
逆变器 → 空调 → 热水器
DC110电 压装置 → 蓄电池
→ 照明等 其他直 流负载
→ 热水器
发电车 ac380v
→ 空调 → 整流装置 → 蓄电池
→ 照明等 其他直 流负载
供电及用电设备主要技术参数
供电设备：
用电设备：
三、TGN型逆变电源
第二节 TGN型逆变电源
主要参数： 组成及原理：
由逆变箱和控制箱组成。 控制箱主要包括控制电路和检测电路。 逆变箱包括一个三相逆变器和一个单相逆变器。
逆变控制原理
单相逆变（全桥）
C
Q1 V
in
D1
Q2
A
Z
D2
QQ 14
Q2 Q3
集中式供电
除供电量大，供电稳定外，集中式供电还体现出如 下的优点。 1．列车自重减小。由于没有车下发电机、传动装置和蓄电池
组，故每辆母车的重量将减少近2t。其供电设备的平均重量 仅是采用车轴式供电装置时的五分之一左右，而每千瓦功率 所占的设备重量仅为十分之一。 2．制造成本降低。每辆车电气设备的价值，仅是车轴式供电 装置的三分之一到四分之一，而每一千瓦设备的价值仅是车 轴式供电装置的十分之一左右。 3．集中式供电系采用柴油采用集中式供电，不消耗机车功率。 发电机组发电，其输出电压及频率不受列车运行速度的影响。 4．
Q1Q4
Q 4
D 3
Q
t
Q1 D2
Q
VAB
V
Vin
AB
B
t
Q
3
D3
Q
4
D4
iR
i L
Ton Ts /2
t Ts
Ton Ts /
(a)
(b)
B
方波逆变器
三相方波逆变器
三相逆变器电路可以由三个单相逆变器组成，通常三相逆 变电路采用三相桥式电路，三相桥式电路如图所示。每个 桥臂（Red leg，Yellow leg，Blue leg）相互延迟1200。
A5sin 5(t5)
方波的各次谐波
f(t)A0 Ansin(tn) n1
A1sint(1) A3sin3(t3) A5sin 5(t5)
逆变器输出 基波 3次 谐 波 5次 谐 波
基波为1
3次 谐 波 为 0.33 5次 谐 波 为 0.2 7次 谐 波 为 0.14 9次 谐 波 为 0.11 11次 谐 波 为 0.09
脉冲宽度调制（PWM）
1964年，德国学者A. Schonung 和H. Stemmler 率先提 出了脉宽调制（PWM: Pulse Width Modulation）的思想， 把通讯技术中的调制技术应用于交流传动中，开创了DCAC技术研究的新领域。
集中式供电
就整个集中式供电来说，也存在着一些较难克服的缺点， 如一旦发电机组出了故障或发电车从列车编组中摘挂时， 将会影响列车供电，甚至使整个列车供电完全停止。另外 还需培训一批发电车专职检修和管理人员。
二、DC600v集中供电系统工作原理
DC600v集中供电系统工作原理
电气化区段运行方式
25kv→受电弓→主变压器→整流，滤波→DC600v
单独供电
单独供电方式，一直以车轴式作为主导。随着空调客车 的大量运用，客车用电量不断增加，客车供电方式正处于 新旧交替时期，以柴油发电机组作为电源的车辆愈来愈多。
车轴式供电
列车运行时，车轴通过皮带传动装置带动感应子发电机工 作，发电机输出的三相交流电经整流后通过车体配线输入 车内供负载使用并向蓄电池充电。当列车低速运行或停车 时，由蓄电池组向车上负载供电。由于这种供电方式中的 发电机是交流的，其输出经整流后成为直流，因此该供电 方式又被称为交一直流供电方式。
S 1b
S2 b S3 b S4 b S5 b S6 b
π
2π
π
2π
ωt ωt ωt ωt
ωt ωt
6个开关的驱动信号
S 1b
S2 b S3 b S4 b S5 b S6 b
π
2π
π
2π
ωt ωt ωt ωt
ωt ωt
6个状态的等效电路如图所示
ຫໍສະໝຸດ Baidu
可以求出6个状态时三相输出电压：
由上式画出三相输出相电压波形，如图所示，可见波形每个 周期由六个阶梯组成，因此又称为六阶梯波。我们 称 、 、 为逆变器线电压； 、 、 为逆变 器相电压。
车轴式供电
在车轴式供电方式中．运用时把安装有用电器、附件、车 体配线及发电机和蓄电池组的车叫“母车”；把只安装有 用电器、附件和车体配线的车叫“子车”。一列客车即是 由数辆“母车”和数辆“子车”组成，而“母车”和“子 车”的数量及排列要视用电量和列车编组情况而定。
车轴式供电
轴驱式发电机的供电系统有许多缺点。
第五章-DC600v集中供电空调 客车..
一、单独供电与集中供电
单独供电与集中供电
单独式供电：单独式供电方式是在单节客车上安装一套独 立的供电装置，有车轴式和车下悬挂柴油发电机组式(用 于单节空调客车)两种。
集中式供电：在列车中的某一辆车上一个集中电源（可以 通过柴油发电机组提供也可以由接触网通过电力机车主变 压器提供），通过电力连接器向整个列车供电，这种供电 方式称为集中式供电。集中式供电因其供电量大，输出电 压稳定已经成为主流供电方式。
当G点和N点不连接时，180O导电型工作过程，负载为阻性。
6个功率管的驱动信号如图所示，三个单相逆变器的激励脉 冲之间彼此相差1200，每个管子都导通180O，以便获得三相平 衡（基波）的输出。任何时刻都有3个管子导通，其导通顺 序为5、6、1；6、1、2；1、2、3；2、3、4；3、4、5；4、 5、6；5、6、1….；每组管子导通60度。
首先,客车发电机的机械传动是一个复杂的结构部件,经常 损坏,特别是在高速运行时。
此外,轴驱式发电机显著增加车辆的运行阻力。例如,在运 行速度90公里/小时时,车辆的运行阻力由于有轴驱式发电 机而增加28%。客车独立供电系统由于能量多次转换(在电 力机车上电能变成机械能,之后在客车上机械能变成电能), 因而效率低。它由机车的平均运用效率、减速器、发电机 及蓄电池的效率所决定。此时在额定功率下供电系统的效 率大约是50%
方波逆变器的问题
一、方波逆变器可以方便地调整输出电压的频率，但输出电 压的幅度在逆变环节中无法调节，通常需要增加调压环节完 成调压功能，但这种方法使系统复杂。
二、输出电压谐波大。
逆变器输出 基波 3次 谐 波
f(t)A0 Ansin(tn) n1 A1sint(1)
A3sin3(t3)
5次 谐 波