Високошвидкісний поїзд на магнітній підйомі, який експлуатується в Шанхаї, — це потяг TR08, імпортований з Німеччини, який використовує лінійний синхронний двигун з довгим статором і систему левітації з постійним струмом. Його система тягового електропостачання показана на малюнку 1 і складається з основних компонентів, таких як трансформатор високої напруги (110 кВ/20 кВ), вхідний трансформатор, вхідний перетворювач, інвертор і вихідний трансформатор.
Система тягового електропостачання поїзда на магнітній підвісці перетворюється з напруги мережі 110 кВ на 20 кВ через високовольтний трансформатор, а потім перетворюється на напругу постійного струму ±2500 В за допомогою вхідного трансформатора та вхідного перетворювача. Напруга пост. -точковий інвертор.Тяговий перетворювач маглевського поїзда має два режими роботи:
(1) Режим прямого виходу широтно-імпульсної модуляції інвертора — це вихідний режим, коли двигун працює на низькій частоті з частотою перемикання 0~70 Гц. У цей час два набори триточкових інверторів з’єднані паралельно, а вихід підключений через первинну обмотку вихідного трансформатора, як показано на малюнку 1. У цей час первинна обмотка вихідного трансформатора еквівалентна паралельний балансуючий реактор, а також виконує фільтруючу роль.
(2) Режим вихідного сигналу трансформатора — це вихідний режим, коли двигун працює на високій частоті з частотою перемикання 30~300 Гц. У цей час два набори інверторів у головному тяговому перетворювачі з’єднані послідовно з первинною стороною вихідного трансформатора, і вихід виводиться після того, як вихідний трансформатор підвищить напругу.
Трансформатор EFD ЕІ трансформатор Трансформатор PQ
3.1 Вхідний перетворювач
Передній каскад вхідного перетворювача складається з трансформатора високої напруги і вхідного трансформатора. Вхідний трансформатор складається з двох випрямних трансформаторів, функцією яких є зниження високовольтної напруги мережі через вторинний трансформатор, а потім передача її на вхідний перетворювач. Для високовольтних випрямних трансформаторів великої потужності з метою підвищення ефективності випрямлення використовуються два комплекти 6-імпульсних випрямних мостів. Кожен набір випрямних трансформаторів живиться від двох наборів трифазних обмоток, одного y-переходу та одного d-переходу. Система статичного перетворювача приймає схему з трьох однофазних триобмоткових трансформаторів, які з’єднані, щоб утворити схему випрямного трансформатора групи y/y, d, показану на малюнку 2, через встановлене з’єднання кожної обмотки. Його основні переваги:
(1) Невелика резервна ємність, більш економічна;
(2) Невелика одинична ємність, легше задовольнити вимоги транспортування для розміру пристрою;
(3) Три обмотки можна розташувати на одній колонці сердечника, що допомагає зменшити втрати гармонік трансформатора.
Щоб контролювати напругу ланцюга постійного струму в проміжному ланцюзі та зменшити збудження на стороні мережі, кожен випрямляч системи складається з шестипульсного трифазного повністю керованого випрямного моста та шестипульсного трифазного некерованого випрямного моста. послідовно, як показано на малюнку 2. Таким чином, два комплекти випрямлячів з’єднані послідовно, а середня точка заземлена через високий опір (як показано на малюнку 1), утворюючи трипотенціальне проміжне ланцюг постійного струму. . Напруга ланки постійного струму регулюється в межах від 2 × 1500 В до 2 × 2500 В, а номінальний струм становить 3200 А. Для отримання плавного постійного струму в проміжному колі послідовно вмикають згладжує реактор. У той же час, щоб запобігти перенапрузі на випрямному мосту та ланці постійного струму, використовується захист від перенапруги на стороні постійного струму. У проміжному ланцюзі ланцюга постійного струму є тиристори та потужні резистори із захистом від розряду як пристрої поглинання постійного струму для придушення перенапруги. Крім того, проміжна точка ланки постійного струму проміжного кола заземлена через захист високого опору та має індикацію замикання на землю.
3.2 Тяговий інвертор
(1) Структура інвертора
Структура однієї фази трифазного інвертора Shanghai Maglev Train показана на малюнку 3. Головна труба використовує пристрій повного контролю GTO. Основна схема приймає дві головні трубки послідовно з затискним діодом у середній точці. Цю схему також називають триточковим (або вбудованим трирівневим середнім) інвертором. Це може знизити витримувану напругу основної трубки вдвічі. У той же час, за тієї ж частоти перемикання та режиму керування, гармоніки його вихідної напруги або струму менші, ніж у дворівневого, а синфазна напруга, створена вихідною напругою на кінці двигуна, також менша , що сприяє подовженню терміну служби двигуна.
Чотири головні трубки кожного плеча фазового моста мають три різні комбінації вмикання та вимкнення та виводять різні напруги відповідно (див. таблицю 1). Пікова напруга основного ГТО 4,5кВ, а піковий струм 4,3ка. Триточковий інвертор вимагає, щоб основні V1 і V4 не могли бути включені одночасно, а керуючі імпульси V1 і V3, V2 і V4 були взаємно протилежними. Крім того, наведене вище основне перетворення включення-вимикання має відповідати принципу спочатку вимикання, а потім увімкнення.
Трирівневий інвертор розроблений на основі дворівневого інвертора. Впровадження зрілої технології керування дворівневим інвертором у трирівневий інвертор сформувало різноманітні стратегії керування інвертором. На даний момент більш зрілі стратегії керування, які використовуються для трирівневих інверторів, це: один імпульсний метод керування, верхня та нижня подвійна модуляційна хвиля SPWM метод керування, 120° провідний метод ШІМ керування, 90° фазовий метод керування ШІМ, відхилення потенціалу нейтральної точки метод керування ШІМ із придушенням, метод оптимального ШІМ керування частотою перемикання, метод усунення специфічних низьких гармонік (SHEPWM), метод просторового векторного керування на трирівневому інверторі (SVPWM) та метод просторового векторного керування напругою придушення девіації потенціалу нейтральної точки [2,3]. ].
(2) Схема приводу GTO
Високопотужна схема приводу GTO повинна спочатку вирішити проблеми ізоляції та захисту від перешкод. Сигнал тригерного імпульсу GTO в головному тяговому інверторі поїзда Shanghai Maglev Train передається оптоволоконним кабелем, тому вирішуються проблеми ізоляції та захисту від перешкод, що забезпечує точність імпульсу тригера GTO та опосередковано забезпечує безпеку водіння Maglev. поїзд. Крім того, ключ до того, чи може схема приводу високої потужності GTO працювати нормально, полягає в блоці живлення. Амплітуда тригерного імпульсу GTO має бути достатньо високою, а його передній фронт має бути крутим, тоді як задній фронт має бути м’якшим. Щоб задовольнити цю вимогу, джерело живлення приводу затвора GTO в головному тяговому інверторі поїзда Maglev становить 45 В/27 А, а сигнал заднього фронту та сигнал напруги імпульсу запуску GTO надсилаються назад до системи керування. Крім того, головний тяговий інвертор Shanghai Maglev Train використовує різноманітні засоби захисту: захист від перенапруги гальмівного вимикача, обмеження струму захисту від перевантаження, переривання імпульсу та виявлення замикання на землю.
(3) Контур поглинання
Є багато схем поглинання GTO. Контур поглинання трирівневого основного тягового інвертора Shanghai Maglev Train показаний на малюнку 3. Контур поглинання повинен забезпечувати, щоб di/dt і du/dt GTO не перевищували вказані допустимі значення, коли це працює. Таким чином, ланцюг поглинання GTO повинен мати котушку індуктивності та конденсатор C. На малюнку 3 індуктори L1, L2 і GTO з’єднані послідовно, щоб обмежити di/dt GTO. Діоди D11, D12, резистор R1 і індуктор L1 утворюють ланцюг вивільнення енергії самого індуктора. Конденсатори C11 і C12 використовуються для обмеження du/dt GTO, а діоди D12 і D13 утворюють ланцюг виділення енергії конденсатора. Порівняно з схемою поглинання УЗО вищезгадана схема поглинання додає великий конденсатор C12, тому конденсатор поглинання вимикання C11 становить половину значення ємності ланцюга поглинання УЗО, тому втрати також зменшуються вдвічі; при цьому конденсатор С12 виконує роль фіксатора напруги, який використовується для придушення перенапруги вимикання ГТО. Для інвертора на 1500 кВА втрати в цьому контурі поглинання приблизно такі ж, як і в асиметричному контурі поглинання.
Трансформатор типу ER Трансформатор сполучного типу Трансформатор з феритовим сердечником 5В-36В
4 Висновок
Система тягового електропостачання шанхайського високошвидкісного поїзда на магнітній підйомі має такі характеристики:
(1) Він використовує високошвидкісний звичайний лінійний синхронний двигун. Вся система тягового електропостачання розміщена на землі і не обмежена простором кузова автомобіля, що сприяє найбільш ефективному триступінчастому методу електроживлення;
(2) Він приймає технологію трирівневого перетворювача з нейтральною точкою, придатну для випадків високої напруги та високої потужності, уникаючи прямого послідовного з’єднання тиристорів GTO, так що потужність потужних електронних пристроїв може бути повністю використана;
(3) Два набори регульованих 12-імпульсних випрямних мостів використовуються у вхідному перетворювачі, що не тільки зменшує гармоніки та перешкоди, але також пригнічує відхилення потенціалу середньої точки;
(4) Тиристори та GTO використовують волоконно-оптичні кабелі для передачі імпульсних сигналів, які мають високу ефективність захисту від перешкод. Система живлення та контролю тяги є одним із ключових для контролю безпечної та стабільної роботи поїздів на магнітній підйомі. Його принцип і структура потребують подальших досліджень і аналізу.
Zhongshan XuanGe Electronics Co., Ltd. є виробником, що спеціалізується на дослідженнях і розробках, виробництві та продажутрансформатори високої і низької частоти, котушки індуктивностііБлоки живлення світлодіодних драйверів.
Компанія виникла в Шеньчжені, на передньому краї реформ і відкритості Китаю, і була заснована в 2009 році. Протягом багатьох років ми продовжували рости і розвиватися. До 2024 року ми маємо 15-річний досвід у виробництві високочастотних трансформаторів, і завдяки нашому високому досвіду компанія XuanGe Electronics має гарну репутацію на внутрішньому та зовнішньому ринках.
Ми приймаємо замовлення OEM та ODM. Ви виберетестандартний продуктз нашого каталогу або зверніться за допомогою до налаштування, будь ласка, не соромтеся обговорити свої потреби щодо закупівель із XuanGe, ціна вас точно задовольнить.
Вільям (генеральний менеджер з продажу)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
Час публікації: 30 травня 2024 р