地铁车辆辅助逆变电源分析研究(1)(2)
2017-08-23 05:51
导读：与单管直接DC/ DC 斩波降压逆变方式的辅助电源电路基本相同, 两重斩波器替代了DC/ DC 单管斩波器, 开关元器件可采用GTO 、IGBT 或IPM 。电路结构原理图如图
与单管直接DC/ DC 斩波降压逆变方式的辅助电源电路基本相同, 两重斩波器替代了DC/ DC 单管斩波器, 开关元器件可采用GTO 、IGBT 或IPM 。电路结构原理图如图3 所示。其特点如下。
(1) 采用两重斩波器, 当上、下两个斩波器控制相位互相错开180°时, 可以使斩波器的开关频率相应提高一倍, 因而可大大减小滤波装置的体积和重量, 降低逆变器中间直流环节电压的脉动量, 提高辅助逆变电源的抗干扰能力。
(2) 两重斩波器闭环控制起到了稳压和变压作用, 因此可提高逆变器的输出效率。
(3) 两重DC/ DC 斩波器与单管斩波器相比, 开关元器件和斩波器的附件多了一倍, 但管子的耐 压可降低一半, 提高了元件的使用裕度和设备的安全可靠性。
(4) 直流供电网与负载之间的变压器隔离以及相应设计的滤波器, 可以保证逆变器输出的三相交流电压谐波最小, 且可降低对负载过充电压的影响, 提高负载的使用寿命。
图3 两重斩波降压逆变方式电路结构原理图214 升降压斩波逆变方式
图4 为升降压斩波加逆变的地铁辅助电源电路结构原理图, 前级斩波由一个平波电抗器及两个开关管、二极管和储能电抗器构成, 升降压斩波器本质上相当于两相DC/ DC 直流变换器, 控制系统采用PWM 控制方式。两个开关管交替通断, 按输出电压适当地控制脉冲宽度, 可以获得与输入电压相反的恒定直流输出电压。后级逆变输出由两点式三相逆变器和三相滤波器组成。斩波器和逆变器开关元器件可采用GTO 或IGBT , IPM 等。此电路的特点是: 电网电压的波动不影响斩波器输出电压的恒定稳定, 当电网电压高于斩波器输出电压时, 斩波器按降压斩波控制方式工作; 当电网电压低于斩波器输出电压时, 斩波器按升压斩波控制方式工作。两个开关管的交替导通和关断, 提高了斩波开关频率, 降低了储能电抗器体积和容量以及开关器件的电压应力, 减小了输出电压的脉动量。
图4 升降压斩波逆变方式电路结构原理图3 地铁辅助逆变电源的开发与研制
您可以访问中国科教评价网（www.NsEac.com）查看更多相关的文章。 铁道科学研究院机车车辆研究所早在20 世纪80 年代末, 已开始采用先进的变流控制技术和新型大功率GTO 和IGBT 元器件, 开发车载电源产品。先后研制出大功率GTO 斩波器、两象桥式IGBT 斩波器、驱动大功率直线电机和地铁车辆的车载IGBT 逆变器。1999 年研制客车DC600V 供电系统的空调逆变电源, 并于当年6 月在铁道部四方车辆研究所通过了性能试验,9 月在武昌车辆段K79/ 80 上装车运行。
2000 年开发研制出用于内燃机车和电力机车的空调逆变电源, 该产品已在南昌内燃机务段和邵武电力机务段装车运行考核。 2002 年针对北京“ 复八线” 地铁车辆进口辅助逆变电源的技术条件, 铁道科学研究院机车车辆研究所研制开发出了DC750V 国产化地铁车辆辅助电源工程化机组, 并通过铁道部产品质量监督检测中心机车车辆检验站的型式试验。开发研制的DC750V 地铁辅助电源总容量为40 kVA , 主要负荷为照明、换气扇、司机室空调机组和车辆DC110V , DC24V 控制电源。考虑到电源的可靠性和车辆上多路电源的随机多重性, 电源主电路采用单管斩波降压逆变电路, 大功率IGBT 开关元件和热管散热方式。控制采用斩波和逆变双闭环脉宽调制控制技术, 保证了电源三相交流输出电压稳定性好、谐波含量低。其主要技术参数见表1 。共2页: 1 [2] 下一页 论文出处(作者):李红 左鹏 刘伟
