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浅谈轨道交通车辆牵引系统特点及发展方向

更新时间:2017-06-14  浏览次数:

地铁具有高效、节能、安全、舒适等优点,大大改善了城市交通状况与城市布局。与此同时为满足上述功能,对车辆的可靠性、乘客舒适度及其它性能要求越来越高,而作为车辆的核心牵引系统在其中的作用就显得尤为重要,中创试验机厂在这里详细的阐述。 
牵引逆变器的发展 
1、车辆用 IGBT逆变器的应用 
  随着功率电力电子器件的更新与发展,GTO开关元件逐步退出了在轨道交通的舞台,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)逐步崛起,尤其是进入21世纪以来,绝缘栅双极型晶体管模块获得迅速发展。 

  1. 无吸收电路式逆变器 
      在轨道车辆上要求结构紧凑、重量轻和体积小的装置,采用绝缘式绝缘栅双极型晶体管模块比那些非绝缘式的GTO器件就更能体现出满足这一要求的特点。
  2. 低噪声化的 PWM控制 
      牵引变流器采用变压变频的调速方法,称其为变压变频逆变器。
  3. 无速度传感器矢量控制 
      对逆变器和异步电机构成的交流传动系统,目前均已采用性能优良的旋转矢量控制或直接转矩控制,这些控制中均需要电机速度的反馈信号。
  4. 全电制动停车控制 
      现有城市轨道交通停车控制(低速阶段) 主流是靠气制动实现停车,而气制动在低速时会存在气制动和电制动配合问题,即气制动逐步上升,电制动逐步降低 ,在理论上可保证减速率满足相关要求。

辅助逆变器的发展
  城市轨道车辆上的辅助逆变器早期采用笨重的旋转式电动机—发电机变流机组,随着电力电子器件的发展,现均已采用了电力电子器件构成的静止式变流机组,其构成的方案有: 1)斩波稳压再逆变,加变压器降压隔离;

  1. 三点式逆变器加变压器降压隔离;

3)电容分压两路逆变,加隔离变压器构成12脉冲方案;

4)两点式逆变器加滤波器与变压器降压隔离;

5)直—直变换与高频变压器隔离加逆变的方案等辅助逆变器输出完全一致,这对辅助逆变器软硬件设计提出了较高的要求,目前此技术已在国内不少项目得到了应用。

列车控制系统的发展 
  传统的列车控制系统仅仅是将车辆的各个系统的状态及故障信息进行搜集,将这些信息进行处理后在车辆显示屏和事件记录仪进行显示和记录,并不起控制车辆作用,因而称为Train Management System ,简称TMS系统。而随着相关技术发展 ,列车控制系统的可靠性、响应时间等大幅提高 ,列车控制系统逐步突破“监而不控”的局面 ,逐步参与到车辆的控制 ,甚至是参与到车辆控制核心:牵引制动相关计算。因而目前已改称为Train Control And Management System ,简为TCMS系统。在欧洲列车控制系统已开始采用以太网(Ethernet)的方式组网,目前国内地铁建设者也在积极关注,有望成为下一个趋势。