Высокоскоростной поезд на магнитной подвеске, эксплуатируемый в Шанхае, представляет собой поезд на магнитной подвеске TR08, импортированный из Германии, в котором используется линейный синхронный двигатель с длинным статором и система левитации с проводимостью постоянного тока. Его система тягового электроснабжения показана на рисунке 1 и состоит из основных компонентов, таких как высоковольтный трансформатор (110 кВ/20 кВ), входной трансформатор, входной преобразователь, инвертор и выходной трансформатор.
Система тягового электроснабжения поезда на магнитной подвеске преобразуется из напряжения сети 110 кВ в напряжение 20 кВ через высоковольтный трансформатор, а затем преобразуется в напряжение постоянного тока ±2500 В с помощью входного трансформатора и входного преобразователя. Напряжение постоянного тока из звена постоянного тока преобразуется в трехфазную мощность переменного тока с переменной частотой (0–300 Гц), переменной амплитудой (0–4,3 кВ) и регулируемым фазовым углом (0–360°) с помощью трехфазного трехфазного преобразователя. -точечный инвертор.Тяговый преобразователь поезда на магнитной подвеске имеет два режима работы:
(1) Режим прямого вывода широтно-импульсной модуляции инвертора — это режим вывода, когда двигатель работает на низкой частоте с частотой переключения 0–70 Гц. В это время два набора трехточечных инверторов подключаются параллельно, а выход подключается через первичную обмотку выходного трансформатора, как показано на рисунке 1. В это время первичная обмотка выходного трансформатора эквивалентна параллельный балансировочный реактор, а также играет фильтрующую роль.
(2) Режим выхода трансформатора — это режим выхода, когда двигатель работает на высокой частоте с частотой переключения 30–300 Гц. В это время два набора инверторов в главном тяговом преобразователе подключаются последовательно к первичной обмотке выходного трансформатора, и выходной сигнал выводится после того, как выходной трансформатор повышает напряжение.
Трансформатор ЭФД ЭИ трансформатор Трансформатор PQ
3.1 Входной преобразователь
Передний каскад входного преобразователя состоит из высоковольтного трансформатора и входного трансформатора. Входной трансформатор состоит из двух выпрямительных трансформаторов, функция которых заключается в уменьшении напряжения высоковольтной сети через вторичный трансформатор и последующей передаче его на входной преобразователь. Для высоковольтных выпрямительных трансформаторов большой мощности с целью повышения эффективности выпрямления применяют два комплекта 6-пульсных выпрямительных мостов. Каждый комплект выпрямительных трансформаторов питается от двух комплектов трехфазных обмоток, одного y-перехода и одного d-перехода. В системе статического преобразователя используется схема из трех однофазных трехобмоточных трансформаторов, которые соединены, образуя схему группового выпрямительного трансформатора y/y, d, показанную на рисунке 2, через предписанное соединение каждой обмотки. Его основные преимущества:
(1) Небольшая запасная емкость, более экономичная;
(2) Небольшая одиночная емкость, что позволяет легче удовлетворить требования к транспортировке в зависимости от размера устройства;
(3) Три обмотки могут быть расположены на одной колонне с сердечником, что помогает снизить потери на гармоники в трансформаторе.
Для управления напряжением звена постоянного тока промежуточной цепи и уменьшения возбуждения на стороне сети каждый выпрямитель системы состоит из шестипульсного трехфазного полностью управляемого выпрямительного моста и шестипульсного трехфазного неуправляемого выпрямительного моста. последовательно, как показано на рисунке 2. Таким образом, два набора выпрямителей соединяются последовательно, а средняя точка заземляется через высокое сопротивление (как показано на рисунке 1), образуя трехпотенциальную промежуточную цепь постоянного тока. . Напряжение звена постоянного тока регулируется в пределах от 2×1500 В до 2×2500 В, номинальный ток составляет 3200 А. Для получения плавного постоянного тока в промежуточную цепь последовательно включают сглаживающий реактор. В то же время, чтобы предотвратить перенапряжение выпрямительного моста и звена постоянного тока, используется защита от перенапряжения на стороне постоянного тока. В промежуточной цепи звена постоянного тока используются тиристоры и мощные резисторы с защитой от разряда в качестве устройств поглощения на стороне постоянного тока для подавления перенапряжения. Кроме того, промежуточная точка звена постоянного тока промежуточной цепи заземлена через высокоомную защиту и имеет индикатор замыкания на землю.
3.2 Тяговый инвертор
(1) Структура инвертора
Структура одной фазы трехфазного инвертора Шанхайского поезда на магнитной подвеске показана на рисунке 3. В главной трубе используется устройство полного управления GTO. В основной схеме используются две основные лампы, включенные последовательно с фиксирующим диодом в средней точке. Эту схему также называют трехточечным (или трехуровневым встроенным инвертором средней точки). Это может снизить выдерживаемое напряжение основной трубки вдвое. При этом при одинаковой частоте коммутации и режиме управления гармоники его выходного напряжения или тока меньше, чем у двухуровневого, а синфазное напряжение, генерируемое выходным напряжением на конце двигателя, также меньше. , что выгодно продлить срок службы двигателя.
Четыре основные лампы каждого плеча фазового моста имеют три различные комбинации включения-выключения и выдают разные напряжения соответственно (см. Таблицу 1). Пиковое напряжение основного ГТО 4,5кВ, пиковый ток 4,3ка. Трехточечный инвертор требует, чтобы основные V1 и V4 не могли быть включены одновременно, а управляющие импульсы V1 и V3, V2 и V4 были взаимно противоположными. Кроме того, вышеуказанное основное двухпозиционное преобразование должно соответствовать принципу сначала выключения, а затем включения.
Трехуровневый инвертор разработан на основе двухуровневого инвертора. Внедрение зрелой технологии управления двухуровневым инвертором в трехуровневый инвертор сформировало множество стратегий управления инвертором. В настоящее время более зрелыми стратегиями управления, используемыми для трехуровневых инверторов, являются: метод одиночного импульсного управления, метод управления ШИМ с верхней и нижней волной с двойной модуляцией, метод управления ШИМ с проводимостью 120 °, метод управления ШИМ со смещением фазы 90 °, отклонение потенциала нейтральной точки. метод управления ШИМ с подавлением, метод оптимального управления ШИМ с частотой переключения, специальный метод устранения младших гармоник (SHEPWM), метод пространственного векторного управления трехуровневым инверторным напряжением (SVPWM) и метод пространственного векторного управления напряжением с подавлением отклонения потенциала нейтральной точки [2,3] ].
(2) Схема привода GTO
Схема привода GTO высокой мощности должна сначала решить проблемы изоляции и защиты от помех. Сигнал триггерного импульса GTO в главном тяговом инверторе поезда Shanghai Maglev передается по оптоволоконному кабелю, поэтому решаются проблемы изоляции и защиты от помех, тем самым обеспечивая точность триггерного импульса GTO и косвенно обеспечивая безопасность движения Maglev. Тренироваться. Кроме того, ключ к тому, сможет ли нормально работать схема привода мощного ГТО, кроется в источнике питания. Амплитуда триггерного импульса затвора GTO должна быть достаточно высокой, а его передний фронт должен быть крутым, а задний – более пологим. Чтобы удовлетворить этому требованию, питание привода ворот GTO в главном тяговом инверторе поезда Маглев составляет 45 В/27 А, а сигнал заднего фронта и сигнал напряжения триггерного импульса GTO отправляются обратно в систему управления. Кроме того, главный тяговый инвертор Шанхайского поезда на магнитной подвеске оснащен различными средствами защиты: защитой от перенапряжения тормозного выключателя, защитой от перегрузки по току, ограничением тока, прерыванием импульса и обнаружением замыкания на землю.
(3) Схема поглощения
Существует множество схем поглощения ГТО. Схема поглощения трехступенчатого главного тягового инвертора Шанхайского маглев-поезда показана на рисунке 3. Схема поглощения должна обеспечивать, чтобы di/dt и du/dt ГТО не превышали заданных допустимых значений при его работе. работающий. Таким образом, цепь поглощения GTO должна иметь катушку индуктивности и конденсатор C. На рисунке 3 катушки индуктивности L1, L2 и GTO соединены последовательно, чтобы ограничить di/dt GTO. Диоды Д11, Д12, резистор R1 и дроссель L1 образуют цепь энерговыделения самого дросселя. Конденсаторы С11 и С12 служат для ограничения du/dt ГТО, а диоды D12 и D13 образуют цепь энерговыделения конденсатора. По сравнению со схемой поглощения УЗО, в приведенной выше схеме поглощения добавлен большой конденсатор C12, поэтому отключаемый поглощающий конденсатор C11 составляет половину значения емкости цепи поглощения УЗО, поэтому потери также уменьшаются вдвое; при этом конденсатор С12 играет роль ограничителя напряжения, который служит для подавления перенапряжения выключения ГТО. Для инвертора мощностью 1500 кВА потери в этой цепи поглощения примерно такие же, как и в асимметричной цепи поглощения.
Трансформатор типа ER Тип связи трансформатор Трансформатор с ферритовым сердечником 5-36 В
4 Заключение
Система тягового электроснабжения скоростного поезда на магнитной подвеске Шанхая имеет следующие характеристики:
(1) В нем используется высокоскоростной традиционный линейный синхронный двигатель. Вся система тягового электропитания размещена на земле и не ограничена пространством кузова транспортного средства, что способствует наиболее эффективному трехступенчатому методу электропитания;
(2) Он использует технологию трехуровневого преобразователя с зажимом в нейтральной точке, подходящую для случаев высокого напряжения и большой мощности, избегая прямого последовательного соединения тиристоров GTO, так что мощность мощных электронных устройств может быть полностью использована;
(3) Во входном преобразователе используются два набора регулируемых 12-пульсных выпрямительных мостов, что не только снижает гармоники и помехи, но и подавляет отклонение потенциала средней точки;
(4) В тиристорах и GTO для передачи импульсных сигналов используются оптоволоконные кабели, которые обладают высокими помехозащищенными характеристиками. Система электропитания и контроля тяги является одним из ключей к контролю безопасной и стабильной работы поездов на магнитной подвеске. Ее принцип и структура требуют дальнейшего исследования и анализа.
Компания Zhongshan XuanGe Electronics Co., Ltd. является производителем, специализирующимся на исследованиях и разработках, производстве и продажетрансформаторы высокой и низкой частоты, индукторыиИсточники питания светодиодных драйверов.
Компания возникла в Шэньчжэне, авангарде реформ и открытости Китая, и была основана в 2009 году. На протяжении многих лет мы продолжали расти и развиваться. К 2024 году у нас будет 15-летний опыт производства высокочастотных трансформаторов, и наш богатый опыт позволил XuanGe Electronics завоевать хорошую репутацию на внутреннем и внешнем рынках.
Мы принимаем заказы OEM и ODM. Независимо от того, выберете ли выстандартный продуктиз нашего каталога или обратитесь за помощью в настройке, пожалуйста, не стесняйтесь обсудить ваши потребности в закупках с XuanGe, цена вас обязательно удовлетворит.
Уильям (генеральный менеджер по продажам)
186 8873 0868 (Whats App/We-Chat)
E-Mail: sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
Время публикации: 30 мая 2024 г.