第五章电力牵引交流传动主电路第一节概述

第五章电力牵引交流传动主电路 第一节概述

主要内容 • 交流传动机车发展综述 • 交流传动机车主电路的组成 • 交流传动机车的技术分类 • 交流传动机车牵引特性 • 典型交流传动机车主电路工作原理 • 交流传动机车新技术及其发展方向

一、交流传动机车发展综述 运输的需求各种限制交流电机的特点科学技术的发展交流传动机车发展

一、交流传动机车发展综述 • 安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。运输的需求各种限制交流电机的特点科学技术的发展交流传动机车发展

一、交流传动机车发展综述 • 安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。运输的需求地域规范、供电制式、空间、体积、重量、技术水平、工艺水平的限制等各种限制交流电机的特点科学技术的发展交流传动机车发展

一、交流传动机车发展综述 • 安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。运输的需求地域规范、供电制式、空间、体积、重量、技术水平、工艺水平的限制等各种限制交流电机的特点单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等科学技术的发展交流传动机车发展

一、交流传动机车发展综述 • 安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。运输的需求地域规范、供电制式、空间、体积、重量、技术水平、工艺水平的限制等各种限制交流电机的特点单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等科学技术的发展电力电子技术、微电子技术、新材料、新工艺等交流传动机车发展

一、交流传动机车发展综述 • 安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。运输的需求地域规范、供电制式、空间、体积、重量、技术水平、工艺水平的限制等各种限制交流电机的特点单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等科学技术的发展电力电子技术、微电子技术、新材料、新工艺等交流传动机车发展满足运输的需求充分利用新技术利用新材料采用新工艺

辅助变频器 主变频器及电机驱动模块动力制动模块通讯模块空气系统模块电子设备二、交流传动机车的主要组成 • 电机 • 同步电机、异步电机 • 牵引变频器 • 逆变器 (电流源型、电压源型、PMW) • 设备与功率器件

交流传动系统主电路 25000V 1074kW 整流器 0,98 1020kW 逆变器 0,99 异步电机 0,95 1107kW 1085kW 牵引变压器 0,94 变速箱 0,98 1000kW

交直与交流传动机车主电路比较 25000V 直流电机励磁绕组滤波电抗器整流器牵引变压器变速箱交直传动机车主电路 25000V 异步电机整流器逆变器 1085kW 牵引变压器变速箱交流传动机车主电路

三、交流传动机车的技术分类 牵引变频器技术、交流驱动电机技术、牵引变压器技术、变频控制及其网络技术核心层技术辅助层技术相关层技术

三、交流传动机车的技术分类 牵引变频器技术、交流驱动电机技术、牵引变压器技术、变频控制及其网络技术核心层技术冷却与通风技术、辅助变流器技术控制电源技术、保护技术、电磁兼容与布线技术辅助层技术相关层技术

三、交流传动机车的技术分类 牵引变频器技术、交流驱动电机技术、牵引变压器技术、变频控制及其网络技术核心层技术冷却与通风技术、辅助变流器技术控制电源技术、保护技术、电磁兼容与布线技术辅助层技术相关层技术司机台操纵技术、车体轻量化技术转向架技术、空气制动技术高压测检测技术

本讲课要解决的问题 2 牵引逆变器如何控制能满足牵引电机对机车牵引的要求？ 1 变频调速异步电机如何控制能满足机车牵引的要求？机车牵引特性有哪些要求？

四、机车牵引特性 机车牵引特性要求： 1、能产生足够大的牵引力 2、能方便广泛调节速度 3、有较高的过载能力 4、充分发挥机车功率 5、先进的经济技术指标

交流电机（异步）的矩速特性

? 关键问题：

1、异步电机变频调速特性分析 （1）变频调速时异步电机参数变化为：

（2）用表示的力矩公式M

恒压频比时最大转矩和起动转矩与频率的关系曲线恒压频比时最大转矩和起动转矩与频率的关系曲线

（3）用表示的力矩公式

结论：当

3、机车牵引中异步电机的运行特性 （1）恒力矩起动 ①采用恒压频比控制低频时适当提高电压，抵消定子绕组内阻的影响。 ②采用恒磁通控制电机各参数与频率的关系：

恒功率1： 恒功率2： (2) 恒功率运行

恒功率1： 第一种恒功率的特点：最小逆变器，最大电机

恒功率2： 第二种恒功的特点：最大逆变器，最小电机

五、典型交流传动机车主电路工作

法国 TGV 、西班牙AVE机车主电路（同步电机） 励磁

韩国 TGV机车主电路（同步电机） 励磁

电流型逆变器 (异步电机)

GTO 电压型逆变器(欧洲之星 TGV )

典型的地铁牵引变频器 每一个动车一台逆变器，同时为4台异步电机供电 MAC MAC MAC MAC

PT4 PT3 PT2 PT1 (1,5kV & (15kV DB) (25kV & 3kV SNCB) 15kV CFF) SF1-FI H(O-15) Essieu 4 H3-FI Essieu 3 DJ(C) 7,2 mH H2-FI Essieu 2 H(O-C) SF2-FI CC-FI-50 H(O-M) 7,2 mH H1-FI DJ(M) C(PC)FI-50 Palpage avec PF(C) TFI-50 C(IS)FI-50 éclateur R(PC)FI-50 Option "Filtre 50Hz" SF-FI-50 10 mH R(DC)CAP-FI-50 CAP-FI-50 1 mF TFI-QL(M) CVS-AUX sur essieux 1 et 3 E-TFP CA2(I)PMCF CA1(I)-OND PF(M) H-INV-CONT CA(I)RH SF1-HACH H-CONT 3 x 1 mF 2,835 mH H-INV-15 M1 H-15 C(IS)E(C) SF2-HACH R(DC)CAP-OND 2,835 mH CAP-OND C(PC)E(C) CAP-2F R(DC)CAP-2F 3 x 1,33 mF R(PC)E(C) RH CA2(I)-OND OND-RH OND PMCF CA(I)DIFF CA(U)EC C(IS)PMCF1 Options non représentées : C(IS)PMCF2 CA(U)PMCF - Chauffage C(PC)PMCF R(PC)PMCF CA1(I)TFP CA2(I)TFP x 3 Nota sur les pantographes pour le fonctionnement sous 3kV : - Sur le démonstrateur, en configuration 3 pantographes, on utilisera uniquement le pantographe 3 (PT3) avec un archet adapté aux essais réalisés MRE_2563_FR B 适用于4种电压供电的机车牵引变频器(~25Kv/15kV, = 3kV/1,5kV) (3kV FS) ? 50 ? 3,7 ? 50 CA1(I)PMCF ? 50

牵引变频器3种电压供电的机车 (~25Kv/15kV, =1,5kV) SF1-FI DJ(C) H(O-C) H-FI-XX Palpage SF2-FI C(ALI)FI R(ALI)FI H(O-M) Ecrêteur SF-FI-XX DJ(M) CAP-FI-XX Q1L(M) CA(U)1/2-OND CA(I)1-OND C(PC)PMCF R(PC)PMCF SF1-2F-FI M1 CAP-OND CAP-PMCF H-2F C(IS)E(C) SF2-2F-FI RH1 H4-PMCF C(PC)E(C) R(PC)E(C) CA(I)PMCF CAP-2F CA(I)2-OND OND PMCF CA(U)1/3-OND CA(U)OND CA(U)PMCF = 380 V~ } ~ C(PC)PMCF AUX X 3 CA2(I)TFP CA1(I)TFP FTR - 17/08/1998 Rev E - Page 2

六、交流传动机车新技术 • 大功率电力电子器件 • 交流电机驱动控制规则与控制理论 • 列车网络技术 • 列车控制系统软件 • e化列车（ eTrain ） • eTrain 监控系统 • 音频系统 • 车地通讯新技术 • 典型的司机室无线通讯技术

第五章 电力牵引交流传动主电路 第一节 概述