电力牵引传动控制系统.ppt

电力牵引传动控制系统西南交通大学冯晓云2005年10月,第七讲交流传动机车主电路,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,交流传动机车发展,交流电机的特点,科学技术的发展,一、交流传动机车发展综述,运输的需求,各种限制,交流传动机车发展,交流电机的特点,科学技术的发展,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。,一、交流传动机车发展综述,运输的需求,各种限制,交流传动机车发展,交流电机的特点,科学技术的发展,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。,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,一、交流传动机车发展综述,运输的需求,各种限制,交流传动机车发展,交流电机的特点,科学技术的发展,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。,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,单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等,一、交流传动机车发展综述,运输的需求,各种限制,交流传动机车发展,交流电机的特点,科学技术的发展,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。,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,单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等,电力电子技术、微电子技术、新材料、新工艺等,一、交流传动机车发展综述,运输的需求,各种限制,交流传动机车发展,交流电机的特点,科学技术的发展,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。,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,单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等,电力电子技术、微电子技术、新材料、新工艺等,满足运输的需求充分利用新技术利用新材料采用新工艺,二、交流传动机车的主要组成,牵引变频器逆变器电流源型、电压源型、PMW,电机同步电机、异步电机,设备与功率器件,交流传动系统主电路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,变速箱0,98,异步电机0,95,逆变器0,99,整流器0,98,牵引变压器0,94,1000kW,1020kW,1074kW,1085kW,1107kW,25000V,,,,,交直与交流传动机车主电路比较,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,变速箱,异步电机,逆变器,整流器,牵引变压器,1085kW,25000V,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,变速箱,直流电机,整流器,牵引变压器,25000V,,,,,滤波电抗器,,,,,,,励磁绕组,交直传动机车主电路,交流传动机车主电路,三、交流传动机车的技术分类,核心层技术,辅助层技术,相关层技术,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,三、交流传动机车的技术分类,核心层技术,辅助层技术,相关层技术,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,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,三、交流传动机车的技术分类,核心层技术,辅助层技术,相关层技术,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,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,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,1变频调速异步电机如何控制能满足机车牵引的要求,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,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,（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,,,,,2恒功率运行,恒功率1,恒功率2,,,第一种恒功率的特点最小逆变器，最大电机,恒功率1,第二种恒功的特点最大逆变器，最小电机,,恒功率2,,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,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,每一个动车一台逆变器，同时为4台异步电机供电,,,,典型的地铁牵引变频器,MAC,MAC,MAC,MAC,,3kVFS,CA1IPMCF,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,50,,50,,50,,3,7,,适用于4种电压供电的机车牵引变频器25Kv/15kV,3kV/1,5kV,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,DJC,DJM,,,,Ecrteur,,,,,,,,,,,,,,,,,,CALIFI,RALIFI,SF1-FI,SF2-FI,H-FI-XX,SF-FI-XX,CAP-FI-XX,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,},X3,,,,,,,,,,,,,,,,,,380V,,,,,,,,,,,,,,,M1,AUX,PMCF,OND,CPCPMCF,RPCPMCF,CAP-PMCF,CAP-OND,RH1,,,CAIPMCF,,,,,CAUPMCF,CAUOND,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,FTR-17/08/1998RevE-Page2,Palpage,,,,,,,,HO-M,,,,,,,CAU1/2-OND,HO-C,CA1ITFP,CA2ITFP,CAU1/3-OND,CAI1-OND,CAI2-OND,,,,,,,Q1LM,,,,,,,,,,,,,,,,,H-2F,CISEC,SF2-2F-FI,,SF1-2F-FI,,,,,,,H4-PMCF,,,,,,,,,,,,CPCEC,RPCEC,,,,,,,,,,,,CAP-2F,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CPCPMCF,,,,,,,,牵引变频器3种电压供电的机车25Kv/15kV,1,5kV,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,谢谢,