El tren maglev d'alta velocitat operat a Xangai és un tren maglev TR08 importat d'Alemanya, que utilitza un motor síncron lineal d'estator llarg i un sistema de levitació de conducció de corrent constant. El seu sistema d'alimentació de tracció es mostra a la figura 1 i consta de components principals com ara un transformador d'alta tensió (110kv/20kv), un transformador d'entrada, un convertidor d'entrada, un inversor i un transformador de sortida.
El sistema d'alimentació de tracció del tren maglev es converteix de la tensió de la xarxa de 110 kv a 20 kv mitjançant un transformador d'alta tensió i després es converteix en una tensió de CC de ± 2500 v pel transformador d'entrada i el convertidor d'entrada. La tensió de CC de l'enllaç CC es converteix en potència de CA trifàsica amb freqüència variable (0 ~ 300 Hz), amplitud variable (0 ~ × 4,3 kv) i angle de fase ajustable (0 ~ 360 °) per un tres fases trifàsiques. -inversor de punt.El convertidor de tracció del tren maglev té dos modes de treball:
(1) El mode de sortida directa de la modulació d'amplada de pols de l'inversor és el mode de sortida quan el motor funciona a baixa freqüència, amb una freqüència de commutació de 0 ~ 70 Hz. En aquest moment, dos conjunts d'inversors de tres punts estan connectats en paral·lel i la sortida es connecta a través del bobinatge primari del transformador de sortida, tal com es mostra a la figura 1. En aquest moment, el bobinatge primari del transformador de sortida és equivalent a un reactor d'equilibri paral·lel, i també té un paper de filtratge.
(2) El mode de sortida del transformador és el mode de sortida quan el motor funciona a alta freqüència, amb una freqüència de commutació de 30Hz ~ 300Hz. En aquest moment, els dos conjunts d'inversors del convertidor de tracció principal estan connectats en sèrie al costat primari del transformador de sortida i la sortida es produeix després que el transformador de sortida augmenti la tensió.
Transformador EFD Transformador EI Transformador PQ
3.1 Convertidor d'entrada
L'etapa frontal del convertidor d'entrada consta d'un transformador d'alta tensió i un transformador d'entrada. El transformador d'entrada consta de dos transformadors rectificadors, la funció dels quals és reduir la tensió de la xarxa d'alta tensió a través del transformador secundari i després enviar-la al convertidor d'entrada. Per als transformadors rectificadors d'alta tensió de gran capacitat, per millorar l'eficiència de rectificació, s'utilitzen dos conjunts de ponts rectificadors de 6 polsos. Cada conjunt de transformadors rectificadors està alimentat per dos jocs de bobinatges trifàsics, una unió y i una unió d. El sistema de convertidor estàtic adopta un esquema de tres transformadors monofàsics de tres bobinatges, que es connecten per formar l'esquema de transformador rectificador del grup y/y, d que es mostra a la figura 2 mitjançant la connexió prescrita de cada bobinatge. Els seus principals avantatges són:
(1) Petita capacitat de recanvi, més econòmica;
(2) Petita capacitat única, més fàcil de complir els requisits de transport per a la mida del dispositiu;
(3) Els tres bobinatges es poden disposar a la mateixa columna central, cosa que ajuda a reduir la pèrdua harmònica del transformador.
Per controlar la tensió de l'enllaç DC del circuit intermedi i reduir l'excitació del costat de la xarxa, cada rectificador del sistema es compon d'un pont rectificador trifàsic de sis polsos totalment controlat i un pont rectificador trifàsic no controlat de sis polsos. en sèrie, tal com es mostra a la figura 2. D'aquesta manera, els dos conjunts de rectificadors es connecten en sèrie i el punt mitjà es posa a terra a través d'una resistència alta (com es mostra a la figura 1), formant un enllaç DC de circuit intermedi de tres potencials. . La tensió de l'enllaç DC és controlable, que va des de 2 × 1500 V fins a 2 × 2500 V, i el corrent nominal és de 3200 A. Per tal d'obtenir un corrent continu suau, es connecta en sèrie un reactor de suavització al circuit intermedi. Al mateix temps, per evitar que el pont rectificador i l'enllaç de CC es produeixin sobretensió, s'adopta la protecció contra sobretensió lateral de CC. Al circuit intermedi d'enllaç de CC, hi ha tiristors i resistències d'alta potència amb protecció contra descàrregues com a dispositius d'absorció lateral de CC per suprimir la sobretensió. A més, el punt intermedi de l'enllaç DC del circuit intermedi està connectat a terra mitjançant una protecció d'alta resistència i té una pantalla de fallada a terra.
3.2 Inversor de tracció
(1) Estructura del inversor
L'estructura d'una fase a l'inversor trifàsic del tren Maglev de Xangai es mostra a la figura 3. El tub principal adopta un dispositiu de control complet GTO. El circuit principal adopta dos tubs principals en sèrie amb un díode de subjecció al punt mitjà. Aquest circuit també s'anomena inversor de tres punts (o incrustat de tres nivells de punt mitjà). Això pot reduir la tensió de resistència del tub principal a la meitat. Al mateix temps, sota la mateixa freqüència de commutació i mode de control, els harmònics de la seva tensió o corrent de sortida són menors que els de dos nivells, i la tensió de mode comú generada per la tensió de sortida a l'extrem del motor també és menor. , que és beneficiós per allargar la vida útil del motor.
Els quatre tubs principals de cada braç de pont de fase tenen tres combinacions diferents d'encesa i apagat i emeten diferents voltatges respectivament (vegeu la taula 1). La tensió màxima del GTO principal és de 4,5 kV i el corrent màxim és de 4,3 ka. L'inversor de tres punts requereix que els V1 i V4 principals no es puguin encendre al mateix temps, i els polsos de control de V1 i V3, V2 i V4 són mútuament oposats. A més, la conversió principal on-off anterior ha de complir el principi de primer apagat i després d'encesa.
L'inversor de tres nivells es desenvolupa a partir de l'inversor de dos nivells. La introducció de la tecnologia de control madura de l'inversor de dos nivells a l'inversor de tres nivells ha format una varietat d'estratègies de control de l'inversor. Actualment, les estratègies de control més madures que s'utilitzen per als inversors de tres nivells són: mètode de control de pols únic, mètode de control SPWM d'ona de modulació dual superior i inferior, mètode de control PWM de conducció de 120 °, mètode de control PWM esglaonat de fase de 90 °, desviació potencial del punt neutre mètode de control PWM de supressió, mètode de control PWM òptim de freqüència de commutació, mètode específic d'eliminació d'harmònics d'ordre baix (SHEPWM), mètode de control de vector espacial de voltatge inversor de tres nivells (SVPWM) i mètode de control de vector espacial de tensió de supressió de desviació potencial del punt neutre [2,3] ].
(2) Circuit d'accionament GTO
El circuit d'accionament GTO d'alta potència primer ha de resoldre els problemes d'aïllament i anti-interferències. El senyal de pols d'activació de GTO a l'inversor de tracció principal del tren Maglev de Xangai es transmet per cable de fibra òptica, de manera que es resolen els problemes d'aïllament i anti-interferències, garantint així la precisió del pols de disparador GTO i assegurant indirectament la seguretat de conducció de Maglev. Tren. A més, la clau per saber si el circuit d'accionament GTO d'alta potència pot funcionar normalment rau en la font d'alimentació. L'amplitud del pols de disparador de la porta GTO hauria de ser prou alta i la seva vora anterior hauria de ser pronunciada, mentre que la vora posterior hauria de ser més suau. Per complir amb aquest requisit, la font d'alimentació de la porta de GTO a l'inversor de tracció principal del tren Maglev és de 45V/27A, i el senyal de la vora posterior i el senyal de tensió del pols de disparador GTO es tornen al sistema de control. A més, l'inversor de tracció principal del tren Maglev de Shanghai adopta una varietat de proteccions: protecció contra sobretensió de l'interruptor de fre, límit de corrent de protecció contra sobreintensitat, interrupció de pols i detecció de fallades a terra.
(3) Circuit d'absorció
Hi ha molts circuits d'absorció de GTO. El circuit d'absorció de l'inversor de tracció principal de tres nivells del tren Maglev de Xangai es mostra a la figura 3. El circuit d'absorció ha de garantir que el di/dt i du/dt del GTO no superin els valors permesos especificats quan sigui treballant. D'aquesta manera, el circuit d'absorció del GTO ha de tenir un inductor i un condensador C. A la figura 3, els inductors L1, L2 i el GTO estan connectats en sèrie per limitar el di/dt del GTO. Els díodes D11, D12, la resistència R1 i l'inductor L1 formen el circuit d'alliberament d'energia de l'inductor mateix. Els condensadors C11 i C12 s'utilitzen per limitar el du/dt del GTO, i els díodes D12 i D13 formen el circuit d'alliberament d'energia del condensador. En comparació amb el circuit d'absorció RCD, el circuit d'absorció anterior afegeix un gran condensador C12, de manera que el condensador d'absorció d'apagat C11 és la meitat del valor de la capacitat del circuit d'absorció RCD, de manera que la pèrdua també es redueix a la meitat; al mateix temps, el condensador C12 té un paper de subjecció de tensió, que s'utilitza per suprimir la sobretensió d'apagada del GTO. Per a un inversor de 1500 kva, la pèrdua d'aquest circuit d'absorció és aproximadament la mateixa que la del circuit d'absorció asimètric.
Transformador tipus ER Transformador tipus acoblament Transformador de nucli de ferrita 5V-36V
4 Conclusió
El sistema d'alimentació de tracció del tren maglev d'alta velocitat de Xangai té les característiques següents:
(1) Adopta un motor síncron lineal convencional d'alta velocitat. Tot el sistema d'alimentació de tracció es col·loca a terra i no està limitat per l'espai de la carrosseria del vehicle, cosa que afavoreix el mètode d'alimentació de tres passos més eficaç;
(2) Adopta la tecnologia de convertidor de tres nivells fixada en punt neutre adequada per a ocasions d'alta tensió i alta potència, evitant la connexió directa en sèrie dels tiristors GTO, de manera que la capacitat dels dispositius electrònics d'alta potència es pot utilitzar plenament;
(3) Al convertidor d'entrada s'utilitzen dos conjunts de ponts rectificadors ajustables de 12 polsos, que no només redueixen els harmònics i les interferències, sinó que també suprimeixen la desviació del potencial del punt mitjà;
(4) Els tiristors i els GTO utilitzen cables de fibra òptica per transmetre senyals de pols, que tenen un alt rendiment anti-interferències. El sistema d'alimentació i control de tracció és una de les claus per controlar el funcionament segur i estable dels trens maglev. El seu principi i estructura necessiten més investigacions i anàlisis.
Zhongshan XuanGe Electronics Co., Ltd. és un fabricant especialitzat en R+D, producció i vendes detransformadors d'alta i baixa freqüència, inductorsiFonts d'alimentació del controlador LED.
L'empresa es va originar a Shenzhen, l'avantguarda de la reforma i l'obertura de la Xina, i es va establir el 2009. Al llarg dels anys, hem seguit creixent i desenvolupant-nos. El 2024, tenim 15 anys d'experiència en la producció de transformadors d'alta freqüència i la nostra sofisticada experiència ha fet que XuanGe Electronics gaudeixi d'una bona reputació als mercats nacionals i estrangers.
Acceptem comandes OEM i ODM. Tant si trieuun producte estàndarddel nostre catàleg o busqueu assistència de personalització, no dubteu a discutir les vostres necessitats d'adquisició amb XuanGe, el preu us satisfarà definitivament.
William (director general de vendes)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
Hora de publicació: 30-mai-2024