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淺談軌道交通車輛牽引系統(tǒng)特點及發(fā)展方向

2017-6-14  閱讀(2187)

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地鐵具有、節(jié)能、安全、舒適等優(yōu)點,大大改善了城市交通狀況與城市布局。與此同時為滿足上述功能,對車輛的可靠性、乘客舒適度及其它性能要求越來越高,而作為車輛的核心牽引系統(tǒng)在其中的作用就顯得尤為重要,中創(chuàng)試驗機廠在這里詳細的闡述。 
牽引逆變器的發(fā)展 
1、車輛用 IGBT逆變器的應(yīng)用 
  隨著功率電力電子器件的更新與發(fā)展,GTO開關(guān)元件逐步退出了在軌道交通的舞臺,絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)逐步崛起,尤其是進入21世紀以來,絕緣柵雙極型晶體管模塊獲得迅速發(fā)展。 

  1. 無吸收電路式逆變器 
      在軌道車輛上要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕和體積小的裝置,采用絕緣式絕緣柵雙極型晶體管模塊比那些非絕緣式的GTO器件就更能體現(xiàn)出滿足這一要求的特點。
  2. 低噪聲化的 PWM控制 
      牽引變流器采用變壓變頻的調(diào)速方法,稱其為變壓變頻逆變器。
  3. 無速度傳感器矢量控制 
      對逆變器和異步電機構(gòu)成的交流傳動系統(tǒng),目前均已采用性能優(yōu)良的旋轉(zhuǎn)矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制,這些控制中均需要電機速度的反饋信號。
  4. 全電制動停車控制 
      現(xiàn)有城市軌道交通停車控制(低速階段) 主流是靠氣制動實現(xiàn)停車,而氣制動在低速時會存在氣制動和電制動配合問題,即氣制動逐步上升,電制動逐步降低 ,在理論上可保證減速率滿足相關(guān)要求。

輔助逆變器的發(fā)展
  城市軌道車輛上的輔助逆變器早期采用笨重的旋轉(zhuǎn)式電動機—發(fā)電機變流機組,隨著電力電子器件的發(fā)展,現(xiàn)均已采用了電力電子器件構(gòu)成的靜止式變流機組,其構(gòu)成的方案有: 1)斬波穩(wěn)壓再逆變,加變壓器降壓隔離;

  1. 三點式逆變器加變壓器降壓隔離;

3)電容分壓兩路逆變,加隔離變壓器構(gòu)成12脈沖方案;

4)兩點式逆變器加濾波器與變壓器降壓隔離;

5)直—直變換與高頻變壓器隔離加逆變的方案等輔助逆變器輸出*一致,這對輔助逆變器軟硬件設(shè)計提出了較高的要求,目前此技術(shù)已在國內(nèi)不少項目得到了應(yīng)用。

列車控制系統(tǒng)的發(fā)展 
  傳統(tǒng)的列車控制系統(tǒng)僅僅是將車輛的各個系統(tǒng)的狀態(tài)及故障信息進行搜集,將這些信息進行處理后在車輛顯示屏和事件記錄儀進行顯示和記錄,并不起控制車輛作用,因而稱為Train Management System ,簡稱TMS系統(tǒng)。而隨著相關(guān)技術(shù)發(fā)展 ,列車控制系統(tǒng)的可靠性、響應(yīng)時間等大幅提高 ,列車控制系統(tǒng)逐步突破“監(jiān)而不控”的局面 ,逐步參與到車輛的控制 ,甚至是參與到車輛控制核心:牽引制動相關(guān)計算。因而目前已改稱為Train Control And Management System ,簡為TCMS系統(tǒng)。在歐洲列車控制系統(tǒng)已開始采用以太網(wǎng)(Ethernet)的方式組網(wǎng),目前國內(nèi)地鐵建設(shè)者也在積極關(guān)注,有望成為下一個趨勢。 

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