Höghastighetståget maglev som körs i Shanghai är ett TR08 maglev-tåg importerat från Tyskland, som använder en linjär synkronmotor med lång stator och ett levitationssystem med konstant strömledning. Dess dragkraftförsörjningssystem visas i figur 1 och består av huvudkomponenter som en högspänningstransformator (110kv/20kv), en ingångstransformator, en ingångsomvandlare, en inverterare och en utgångstransformator.
Maglev-tågets dragkraftsförsörjningssystem omvandlas från 110kv nätspänningen till 20kv genom en högspänningstransformator och omvandlas sedan till en DC-spänning på ±2500v av ingångstransformatorn och ingångsomvandlaren. DC-spänningen från DC-länken omvandlas till trefas växelström med variabel frekvens (0~300Hz), variabel amplitud (0~×4,3kv) och justerbar fasvinkel (0~360°) med en trefas tre -punktinverterare.Traktionsomvandlaren på maglev-tåget har två arbetslägen:
(1) Direktutgångsläget för växelriktarens pulsbreddsmodulering är utgångsläget när motorn arbetar på en låg frekvens, med en switchfrekvens på 0~70Hz. Vid denna tidpunkt är två uppsättningar trepunktsväxelriktare parallellkopplade, och utgången ansluts genom primärlindningen på utgångstransformatorn som visas i figur 1. Vid denna tidpunkt är utgångstransformatorns primärlindning ekvivalent med en parallellbalanseringsreaktor, och spelar även en filtrerande roll.
(2) Transformatorns utgångsläge är utgångsläget när motorn arbetar med hög frekvens, med en switchfrekvens på 30Hz~300Hz. Vid denna tidpunkt är de två uppsättningarna växelriktare i huvudtraktionsomvandlaren anslutna i serie till primärsidan av utgångstransformatorn, och utgången matas ut efter att utgångstransformatorn ökar spänningen.
EFD transformator EI transformator PQ transformator
3.1 Ingångsomvandlare
Ingångsomvandlarens främre steg består av en högspänningstransformator och en ingångstransformator. Ingångstransformatorn består av två likriktartransformatorer, vars funktion är att minska högspänningsnätspänningen genom sekundärtransformatorn och sedan skicka den till ingångsomvandlaren. För högspänningslikriktartransformatorer med stor kapacitet används två uppsättningar 6-pulslikriktarbryggor för att förbättra likriktareffektiviteten. Varje uppsättning likriktartransformatorer drivs av två uppsättningar trefaslindningar, en y-övergång och en d-övergång. Det statiska omvandlarsystemet använder ett schema med tre enfasiga trelindade transformatorer, som är anslutna för att bilda y/y, d-gruppens likriktartransformatorschema som visas i figur 2 genom den föreskrivna anslutningen av varje lindning. Dess främsta fördelar är:
(1) Liten ledig kapacitet, mer ekonomisk;
(2) Liten enkel kapacitet, lättare att uppfylla transportkraven för enhetens storlek;
(3) De tre lindningarna kan anordnas på samma kärnpelare, vilket hjälper till att minska transformatorns övertonsförlust.
För att styra mellankretsens mellankretsspänning och reducera exciteringen på nätet, består varje likriktare i systemet av en sexpuls trefas fullt kontrollerad likriktarbrygga och en sexpuls trefas okontrollerad likriktarbrygga i serie, som visas i figur 2. På detta sätt är de två uppsättningarna av likriktare kopplade i serie, och mittpunkten är jordad genom ett högt motstånd (som visas i figur 1), vilket bildar en trepotential mellankrets DC-länk . DC-länkens spänning är kontrollerbar, från 2×1500V till 2×2500V, och märkströmmen är 3200A. För att få en jämn likström kopplas en utjämningsreaktor i serie i mellankretsen. Samtidigt, för att förhindra likriktarbryggan och DC-länken från överspänning, används överspänningsskydd på DC-sidan. I DC-länkens mellankrets finns tyristorer och högeffektsmotstånd med urladdningsskydd som absorptionsanordningar för DC-sidan för att undertrycka överspänning. Dessutom är mellanpunkten för DC-länken i mellankretsen jordad genom högresistansskydd och har en jordfelsdisplay.
3.2 Traction inverter
(1) Växelriktarstruktur
Strukturen för en fas i trefasväxelriktaren i Shanghai Maglev Train visas i figur 3. Huvudröret antar GTO-fullkontrollanordning. Huvudkretsen antar två huvudrör i serie med en spänndiod i mitten. Denna krets kallas också en trepunkts (eller trenivås mittpunktsinbäddad) inverterare. Detta kan reducera huvudrörets spänning med hälften. Samtidigt, under samma kopplingsfrekvens och styrläge, är övertonerna för dess utspänning eller ström mindre än de för tvånivåerna, och den common-mode-spänning som genereras av utspänningen vid motoränden är också mindre , vilket är fördelaktigt för att förlänga motorns livslängd.
De fyra huvudrören i varje fasbryggarm har tre olika på-av-kombinationer och matar ut olika spänningar (se tabell 1). Toppspänningen för huvud-GTO är 4,5 kV, och toppströmmen är 4,3 ka. Trepunktsväxelriktaren kräver att huvud V1 och V4 inte kan slås på samtidigt, och styrpulserna för V1 och V3, V2 och V4 är inbördes motsatta. Dessutom måste ovanstående huvudsakliga on-off-konvertering följa principen om först av och sedan på.
Trenivåväxelriktaren är utvecklad på basis av tvånivåväxelriktaren. Införandet av den mogna styrtekniken för tvånivåomriktaren i trenivåväxelriktaren har bildat en mängd olika inverterstyrstrategier. För närvarande är de mer mogna styrstrategierna som används för växelriktare med tre nivåer: enkelpulsstyrningsmetod, övre och nedre dubbelmodulationsvåg SPWM-styrmetod, 120° lednings-PWM-styrmetod, 90° fasförskjuten PWM-styrmetod, neutralpunktspotentialavvikelse undertryckning PWM-styrmetod, växlingsfrekvens optimal PWM-styrmetod, specifik metod för eliminering av övertoner av låg ordning (SHEPWM), trenivåmetoden för växelriktarspänningsrymdsvektorstyrning (SVPWM) och neutralpunktspotentialavvikelseundertryckande spänningsutrymmesvektorstyrmetod [2,3 ].
(2) GTO-drivkrets
Högeffekts GTO-drivkrets måste först lösa problemen med isolering och anti-interferens. Triggerpulssignalen för GTO i huvudtraktionsväxelriktaren i Shanghai Maglev Train överförs med optisk fiberkabel, så problemen med isolering och anti-interferens löses, och säkerställer därigenom noggrannheten hos GTO-triggerpulsen och säkerställer indirekt körsäkerheten för Maglev Tåg. Dessutom ligger nyckeln till om GTO-drivkretsen med hög effekt normalt kan fungera i strömförsörjningen. Amplituden för GTO-grindtriggerpulsen ska vara tillräckligt hög och dess framkant ska vara brant, medan bakkanten ska vara mjukare. För att uppfylla detta krav är gate-drivkraften för GTO i huvudtraktionsväxelriktaren i Maglev Train 45V/27A, och bakkantssignalen och spänningssignalen för GTO-triggerpulsen skickas tillbaka till styrsystemet. Dessutom antar huvudtraktionsväxelriktaren i Shanghai Maglev Train en mängd olika skydd: överspänningsskydd för bromsbrytare, överströmsskyddsströmgräns, pulsavbrott och jordfelsdetektering.
(3) Absorptionskrets
Det finns många absorptionskretsar för GTO. Absorptionskretsen för huvudtraktionsväxelriktaren i Shanghai Maglev Train med tre nivåer visas i figur 3. Absorptionskretsen måste säkerställa att di/dt och du/dt för GTO:n inte överstiger de specificerade tillåtna värdena när den är arbetssätt. På detta sätt måste GTO:ns absorptionskrets ha en induktor och en kondensator C. I figur 3 är induktorerna L1, L2 och GTO seriekopplade för att begränsa di/dt för GTO. Dioderna D11, D12, motståndet R1 och induktorn L1 bildar energiutlösningskretsen för själva induktorn. Kondensatorerna C11 och C12 används för att begränsa du/dt för GTO:n, och dioderna D12 och D13 bildar kondensatorns energiutlösningskrets. Jämfört med RCD-absorptionskretsen lägger ovanstående absorptionskrets till en stor kondensator C12, så avstängningsabsorptionskondensatorn C11 är hälften av kapacitansvärdet för RCD-absorptionskretsen, så förlusten minskas också med hälften; samtidigt spelar kondensatorn C12 en spänningsspännande roll, som används för att undertrycka avstängningsöverspänningen hos GTO. För en 1500kva växelriktare är förlusten av denna absorptionskrets ungefär densamma som för den asymmetriska absorptionskretsen.
ER Typ Transformator Transformator av kopplingstyp 5V-36V Ferritkärna transformator
4 Slutsats
Dragkraftförsörjningssystemet för Shanghai höghastighetståg för maglev har följande egenskaper:
(1) Den använder höghastighets konventionell linjär synkronmotor. Hela strömförsörjningssystemet för dragkraft är placerat på marken och begränsas inte av utrymmet på fordonskarossen, vilket bidrar till den mest effektiva strömförsörjningsmetoden i tre steg;
(2) Den använder den neutrala punktklämda trenivåomvandlarteknologin som är lämplig för högspännings- och högeffektstillfällen, och undviker direkt seriekoppling av GTO-tyristorer, så att kapaciteten hos elektroniska enheter med hög effekt kan utnyttjas fullt ut;
(3) Två uppsättningar av justerbara 12-pulslikriktarbryggor används i ingångsomvandlaren, vilket inte bara minskar övertoner och störningar, utan även undertrycker avvikelsen av mittpunktspotentialen;
(4) Tyristorer och GTO:er använder optiska fiberkablar för att överföra pulssignaler, som har hög anti-interferensprestanda. Strömförsörjnings- och dragkontrollsystemet är en av nycklarna för att kontrollera säker och stabil drift av maglevtåg. Dess princip och struktur behöver ytterligare forskning och analys.
Zhongshan XuanGe Electronics Co., Ltd. är en tillverkare som specialiserat sig på FoU, produktion och försäljning avhög- och lågfrekventa transformatorer, induktorerochLED-drivrutin strömförsörjning.
Företaget har sitt ursprung i Shenzhen, i spetsen för Kinas reform och öppning, och etablerades 2009. Under åren har vi fortsatt att växa och utvecklas. År 2024 har vi 15 års erfarenhet av att producera högfrekvenstransformatorer, och vår sofistikerade erfarenhet har gjort att XuanGe Electronics har ett gott rykte på inhemska och utländska marknader.
Vi accepterar OEM- och ODM-beställningar. Oavsett om du väljeren standardproduktfrån vår katalog eller sök anpassningshjälp, diskutera dina upphandlingsbehov med XuanGe, priset kommer definitivt att tillfredsställa dig.
William (General Sales Manager)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
Posttid: 30 maj 2024