De hogesnelheidsmagneettrein die in Shanghai wordt geëxploiteerd, is een TR08-magneettrein geïmporteerd uit Duitsland, die gebruik maakt van een lineaire synchrone motor met lange stator en een levitatiesysteem met constante stroomgeleiding. Het tractiestroomvoorzieningssysteem wordt weergegeven in figuur 1 en bestaat uit hoofdcomponenten zoals een hoogspanningstransformator (110 kv/20 kv), een ingangstransformator, een ingangsomvormer, een omvormer en een uitgangstransformator.
Het tractiestroomvoorzieningssysteem van de magneettrein wordt via een hoogspanningstransformator omgezet van de netspanning van 110 kV naar 20 kV en vervolgens door de ingangstransformator en de ingangsomvormer omgezet naar een gelijkspanning van ± 2500 V. De gelijkspanning van de DC-tussenkring wordt omgezet in driefasige wisselstroom met variabele frequentie (0 ~ 300 Hz), variabele amplitude (0 ~ x 4,3 kv) en instelbare fasehoek (0 ~ 360 °) door een driefasige driefasenschakelaar. -punt omvormer.De tractieomvormer van de magneettrein heeft twee werkmodi:
(1) De directe uitgangsmodus van de pulsbreedtemodulatie van de inverter is de uitgangsmodus wanneer de motor op een lage frequentie werkt, met een schakelfrequentie van 0 ~ 70 Hz. Op dit moment zijn twee sets driepuntsomvormers parallel geschakeld en is de uitgang verbonden via de primaire wikkeling van de uitgangstransformator, zoals weergegeven in figuur 1. Op dit moment is de primaire wikkeling van de uitgangstransformator gelijk aan een parallelle balanceringsreactor, en speelt ook een filterende rol.
(2) De uitgangsmodus van de transformator is de uitgangsmodus wanneer de motor op hoge frequentie werkt, met een schakelfrequentie van 30 Hz ~ 300 Hz. Op dit moment zijn de twee sets omvormers in de hoofdtractieomvormer in serie verbonden met de primaire zijde van de uitgangstransformator, en de uitvoer wordt uitgevoerd nadat de uitgangstransformator de spanning heeft verhoogd.
EFD-transformator EI-transformator PQ-transformator
3.1 Ingangsomzetter
De voortrap van de ingangsconverter bestaat uit een hoogspanningstransformator en een ingangstransformator. De ingangstransformator bestaat uit twee gelijkrichtertransformatoren, die tot taak hebben de hoogspanningsnetspanning via de secundaire transformator te verlagen en deze vervolgens naar de ingangsconverter te sturen. Voor hoogspanningsgelijkrichttransformatoren met grote capaciteit worden, om de gelijkrichtefficiëntie te verbeteren, twee sets gelijkrichtbruggen met 6 pulsen gebruikt. Elke set gelijkrichtertransformatoren wordt gevoed door twee sets driefasige wikkelingen, één y-overgang en één d-overgang. Het statische convertorsysteem gebruikt een schema van drie enkelfasige transformatoren met drie wikkelingen, die zijn verbonden om het y/y, d-groepsgelijkrichtertransformatorschema te vormen, weergegeven in figuur 2, via de voorgeschreven aansluiting van elke wikkeling. De belangrijkste voordelen zijn:
(1) Kleine reservecapaciteit, zuiniger;
(2) Kleine enkele capaciteit, gemakkelijker om te voldoen aan de transportvereisten voor de apparaatgrootte;
(3) De drie wikkelingen kunnen op dezelfde kernkolom worden geplaatst, wat het harmonische verlies van de transformator helpt verminderen.
Om de DC-tussenkringspanning van de tussenkring te regelen en de excitatie aan de netzijde te verminderen, bestaat elke gelijkrichter van het systeem uit een zes-puls driefasige volledig geregelde gelijkrichterbrug en een zes-puls driefasige ongecontroleerde gelijkrichterbrug in serie, zoals weergegeven in figuur 2. Op deze manier zijn de twee sets gelijkrichters in serie geschakeld en is het middelste punt geaard via een hoge weerstand (zoals weergegeven in figuur 1), waardoor een gelijkstroomtussenkring met drie potentiaal wordt gevormd. . De spanning van de DC-tussenkring is regelbaar, variërend van 2×1500V tot 2×2500V, en de nominale stroom bedraagt 3200A. Om een gelijkmatige gelijkstroom te verkrijgen, wordt in de tussenkring een afvlakreactor in serie geschakeld. Tegelijkertijd wordt, om te voorkomen dat de gelijkrichtbrug en de DC-tussenkring overspanning krijgen, een overspanningsbeveiliging aan de DC-zijde toegepast. In de DC-tussenkringtussenkring bevinden zich thyristors en hoogvermogenweerstanden met ontladingsbeveiliging als DC-zijde-absorptieapparaten om overspanning te onderdrukken. Bovendien is het tussenpunt van de DC-tussenkring van de tussenkring geaard via een hoge weerstandsbeveiliging en voorzien van een aardfoutindicatie.
3.2 Tractie-omvormer
(1) Omvormerstructuur
De structuur van één fase in de driefasige omvormer van de Shanghai Maglev-trein wordt weergegeven in figuur 3. De hoofdbuis maakt gebruik van het GTO-apparaat met volledige controle. Het hoofdcircuit maakt gebruik van twee hoofdbuizen in serie met een klemdiode in het midden. Dit circuit wordt ook wel een driepunts- (of drie-niveau middelpunt ingebedde) omvormer genoemd. Hierdoor kan de weerstandsspanning van de hoofdbuis met de helft worden verminderd. Tegelijkertijd zijn onder dezelfde schakelfrequentie en besturingsmodus de harmonischen van de uitgangsspanning of -stroom kleiner dan die van de twee niveaus, en is de common-mode-spanning die wordt gegenereerd door de uitgangsspanning aan het motoruiteinde ook minder , wat gunstig is om de levensduur van de motor te verlengen.
De vier hoofdbuizen van elke fasebrugarm hebben drie verschillende aan-uitcombinaties en voeren respectievelijk verschillende spanningen uit (zie Tabel 1). De piekspanning van de hoofd-GTO is 4,5 kV en de piekstroom is 4,3 ka. De driepuntsomvormer vereist dat de hoofdv1 en V4 niet tegelijkertijd kunnen worden ingeschakeld en dat de stuurpulsen van V1 en V3, V2 en V4 onderling tegengesteld zijn. Bovendien moet de bovengenoemde hoofd-aan-uit-conversie voldoen aan het principe van eerst uit en dan aan.
De drie-niveau-omvormer is ontwikkeld op basis van de twee-niveau-omvormer. De introductie van de volwassen besturingstechnologie van de twee-niveau-omvormer in de drie-niveau-omvormer heeft een verscheidenheid aan omvormerbesturingsstrategieën gevormd. Momenteel zijn de meer volwassen besturingsstrategieën die worden gebruikt voor omvormers met drie niveaus: enkele pulsbesturingsmethode, bovenste en onderste dubbele modulatiegolf SPWM-besturingsmethode, 120 ° geleiding PWM-besturingsmethode, 90 ° faseverspringende PWM-besturingsmethode, neutrale puntpotentiaalafwijking onderdrukking PWM-besturingsmethode, schakelfrequentie optimale PWM-besturingsmethode, specifieke lage-orde harmonische eliminatiemethode (SHEPWM), drie-niveau inverter spanningsruimte vectorbesturingsmethode (SVPWM) en neutraal punt potentiële afwijking onderdrukking spanningsruimte vectorbesturingsmethode [2,3 ].
(2) GTO-aandrijfcircuit
Het krachtige GTO-aandrijfcircuit moet eerst de problemen van isolatie en anti-interferentie oplossen. Het triggerpulssignaal van GTO in de hoofdtractie-omvormer van de Shanghai Maglev-trein wordt verzonden via optische vezelkabel, zodat de problemen van isolatie en anti-interferentie worden opgelost, waardoor de nauwkeurigheid van de GTO-triggerpuls wordt gegarandeerd en indirect de rijveiligheid van Maglev wordt gewaarborgd Trein. Bovendien ligt de sleutel tot de vraag of het krachtige GTO-aandrijfcircuit normaal kan werken in de voeding. De amplitude van de GTO-poorttriggerpuls moet hoog genoeg zijn en de voorflank moet steil zijn, terwijl de achterflank zachter moet zijn. Om aan deze eis te voldoen, is de voeding van de poortaandrijving van GTO in de hoofdtractie-omvormer van Maglev Train 45V/27A, en worden het achterflanksignaal en het spanningssignaal van de GTO-triggerpuls teruggestuurd naar het besturingssysteem. Bovendien maakt de hoofdtractie-omvormer van de Shanghai Maglev Train gebruik van een verscheidenheid aan beveiligingen: overspanningsbeveiliging van de remstroomonderbreker, stroomlimiet voor overstroombeveiliging, pulsonderbreking en aardfoutdetectie.
(3) Absorptiecircuit
Er zijn veel absorptiecircuits van GTO. Het absorptiecircuit van de hoofdtractie-omvormer met drie niveaus van de Shanghai Maglev Train wordt getoond in figuur 3. Het absorptiecircuit moet ervoor zorgen dat de di/dt en du/dt van de GTO de gespecificeerde toegestane waarden niet overschrijden wanneer dit het geval is werken. Op deze manier moet het absorptiecircuit van de GTO een inductor en een condensator C hebben. In figuur 3 zijn de inductoren L1, L2 en de GTO in serie geschakeld om de di/dt van de GTO te beperken. De dioden D11, D12, de weerstand R1 en de inductor L1 vormen het energievrijgavecircuit van de inductor zelf. De condensatoren C11 en C12 worden gebruikt om de du/dt van de GTO te beperken, en de diodes D12 en D13 vormen het energievrijgavecircuit van de condensator. Vergeleken met het RCD-absorptiecircuit voegt het bovenstaande absorptiecircuit een grote condensator C12 toe, zodat de uitschakelabsorptiecondensator C11 de helft is van de capaciteitswaarde van het RCD-absorptiecircuit, dus het verlies wordt ook met de helft verminderd; Tegelijkertijd speelt de condensator C12 een spanningsklemmende rol, die wordt gebruikt om de uitschakeloverspanning van de GTO te onderdrukken. Voor een omvormer van 1500 kva is het verlies van dit absorptiecircuit ongeveer hetzelfde als dat van het asymmetrische absorptiecircuit.
ER-type transformator Koppelingstransformator 5V-36V ferrietkerntransformator
4 Conclusie
Het tractiestroomvoorzieningssysteem van de hogesnelheidsmagneettrein van Shanghai heeft de volgende kenmerken:
(1) Het maakt gebruik van een conventionele lineaire synchrone motor met hoge snelheid. Het hele tractievoedingssysteem wordt op de grond geplaatst en wordt niet beperkt door de ruimte van de voertuigcarrosserie, wat bevorderlijk is voor de meest effectieve driestapsvoedingsmethode;
(2) Het maakt gebruik van de neutraalpuntgeklemde drie-niveau-omzettertechnologie die geschikt is voor gelegenheden met hoge spanning en hoog vermogen, waarbij de directe serieschakeling van GTO-thyristors wordt vermeden, zodat de capaciteit van elektronische apparaten met hoog vermogen volledig kan worden benut;
(3) In de ingangsconverter worden twee sets instelbare 12-pulsgelijkrichterbruggen gebruikt, die niet alleen harmonischen en interferentie verminderen, maar ook de afwijking van het middelpuntpotentiaal onderdrukken;
(4) Thyristors en GTO's gebruiken optische vezelkabels om pulssignalen te verzenden, die hoge anti-interferentieprestaties hebben. Het stroomvoorziening- en tractiecontrolesysteem is een van de sleutels tot de veilige en stabiele werking van magneettreinen. Het principe en de structuur ervan vereisen verder onderzoek en analyse.
Zhongshan XuanGe Electronics Co., Ltd. is een fabrikant gespecialiseerd in R&D, productie en verkoop vanhoog- en laagfrequente transformatoren, smoorspoelenEnVoedingen voor LED-drivers.
Het bedrijf is ontstaan in Shenzhen, het voorland van de hervormingen en openstelling van China, en werd opgericht in 2009. Door de jaren heen zijn we blijven groeien en ontwikkelen. Tegen 2024 hebben we 15 jaar ervaring in het produceren van hoogfrequente transformatoren, en onze geavanceerde ervaring heeft ervoor gezorgd dat XuanGe Electronics een goede reputatie geniet op de binnenlandse en buitenlandse markten.
Wij accepteren OEM- en ODM-bestellingen. Of je nu kiesteen standaardproductuit onze catalogus of zoek hulp bij maatwerk, aarzel niet om uw inkoopbehoeften met XuanGe te bespreken, de prijs zal u zeker tevreden stellen.
William (algemeen verkoopmanager)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
Posttijd: 30 mei 2024