《牵引变流器》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,动车组车体技术,牵引变流器,动车072班第九组,李相瑶 马挺超 郑 晨 丁灵俊 熊 炜 朱文清 王 剑,高速列车牵引技术之,牵引变流器(CI),电压型交直交变流器一般都包含有三个部分：,四象限脉冲整流器,电压型的中间直流环节,VVVF逆变器,牵引变流器（CI）介绍,形式:单相电压3点式PWM整流3相电压3点式VVVF逆变,输入：1285kVA (单相交流1500V，857A，50Hz),中间直流电路：1296kW(直流3000V，432A),输出：1475kVA (三相交流2300V，424A，0220Hz),体积：31002400650 mm,重量：1900 kg,上述设备整合于只箱体中，减小了总装空间，箱框采用铝制结构，减轻了重量。安装于牵引电机搭载车地板下面。,动车组牵引变流器概要,动车组牵引变流器概要,200公里动车组,牵引变流器为台牵引电机电源的控制设备。,它由脉冲整流器、中间直流电路、逆变器、真空交流接触器等,主电路设备,和无触点控制装置、控制电源等,控制电路设备,和风机等,冷却装置,构成。,四象限脉冲整流器工作原理,做为四象限脉冲整流器，首先，对其牵引变压器是有一定要求的。它必须具有比较大的漏抗。所以，我们可以理解为在牵引变压器里集成了一个大的电抗器。,主电路设备,电源短接回路开通时，牵引变压器内的电流没有经过负载，直接从变压器的正极流入负极，相当于讲电源短接了。此时变压器内的能量向电抗器内转移，即流过电抗器的电流越能来越大。,当控制相应的开关元器件关断时，电抗器两端就感应出一个很高的电压，这个电压和变压器的电压叠加起来，通过整流回路向中间回路充电。,这就是为什么变压器的次边电压等级低于中间回路，却能向中间回路充电的原因。,这样做虽然增加了控制难度，但却比相控整流对电网的不利影响要小的多，更重要的是可以方便的实现回馈制动。,主电路设备,四象限脉冲整流器工作原理,电压型交直交变流器中间环节的作用,电压型中间直流回路除了保证中间电压的基本恒定以外，还有以下,两个功能,，一个是利用C2和L1组成的二次谐振回路,消除,100Hz的,二次谐波,；二是,保持,中间,电压的恒定,，这个功能包括两个部分，一个是由C1组成的支撑电容组，用来保持中间电压的,稳定,，使的中间回路对于逆变器部分相当于是一个恒压源，二是有CHOP模块和R2组成的过压斩波模块，当中间电压过高时，斩波模块开通，将过高的中间电压通过,放掉,。,主电路设备,电压型交直交变流器中间环节的作用,中间环节的作用,消除二次谐波,保持电压恒定,保持电压稳定,放掉过高电压,主电路设备,三相VVVF逆变器工作原理,（两点式）,三相VVVF逆变器由三个桥臂组成，,由于钳位电容的作用,当上桥臂开通时，就输出中间电压的正1/2；,当下桥臂开通时，就输出中间电压的负1/2。,主电路设备,交替开通三相的上、下桥臂，就可以得到三组方波组，这三组相电压方波叠加，就形成了互差120的方波组线电压。,这个方波组通过,傅立叶公式,展开，得到的基波就时一个正弦波。,我们可以通过,控制,逆变器开关元器件的开通角度和时间，来,控制,这三个线电压的电压、频率和三者之间的相序。从而达到,控制,交流电动机转矩、转速和牵引、制动状态的目的。,主电路设备,三相VVVF逆变器工作原理,（两点式）,三相VVVF逆变器工作原理,(三点式),主电路设备,三相VVVF逆变器工作原理,(三点式),三点式交直交逆变器与两点式逆变器相比，每个桥臂上都多了一倍的开关元器件，还多了两钳位二极管，各桥臂间多了一根中间零电位线。,主电路设备,其输出就不再是正负1/2中间,电压两种了，而是正负中间,电压和零。此时我们再来分析输,出的相电压时，就发现它不再是,一个方波组而是一个阶梯波了。,假如我们的逆变器不是三点式而,是四点甚至更多，那么输出的相,电压的阶梯波的阶梯数就会更多，当这和阶梯增加到无穷多个时，就成了正弦波了。,三点式逆变器的一个突出特点就是输出波形更好。此外，由于三点式逆变器比两点式逆变器每个桥臂多一倍的开关元器件，所以桥臂开通是，元器件承受的电压也只有两点式的一半。,主电路设备,三相VVVF逆变器工作原理,(三点式),三电平逆变器的优点,与二点式变流器相比,三点式逆变器有两个突出优点,即主管耐压降低一半和输出波形好。,主电路设备,当机车要进而制动状态时，电动机就成了发电机，逆变器就成了整流器，其整流的工作原理和上面讲的相同；同时，原来的四象限整流器就成了逆变器，相工网回馈50Hz的电能。,三相VVVF逆变器工作原理,主电路设备,主电路设备,IGBT(IPM),分层母线,变流器用电源单元,凝结器,滤波电容,缓冲电路,逆变器用电源单元,主电路设备,IGBT(IPM),缓冲电路,凝结器,门极接口电路,滤波电容,牵引变流器主要构成,主要构成,1.功率单元,（1）主开关元件IGBT或者IPM(因形式不同其使用的元件数量亦不同),（2）滤波电容器合计：8000F/装置,（甲）整流器功率单元,2125,/,台,2,台,4250,（乙）逆变器功率单元,1250,/,台,3,台,3750,2.过压抑制可控硅单元 过压抑制可控硅栅级驱动电路直流变压器(DCPT),3.充电单元滤波电容器预充电用接触器变压器整流器,4.真空交流接触器,5.电阻单元过载电压抑制电阻放电电阻,6.交流电压传感器霍尔型CT,7.交流电流传感器ACPT,8.无触点控制装置,9.控制电源单元,10.电动送风机主电动通风机辅助电动通风机(密闭室冷却用),IGBT,简介,原理,导通,关断,反向阻断,正向阻断,闩锁,正向导通特性,动态特性,