變頻傳動(dòng)技術(shù)在城市交通車輛中的應(yīng)用

1、變頻傳動(dòng)技術(shù)在城市交通車輛中的應(yīng)用變頻傳動(dòng)技術(shù)在城市交通車輛中的應(yīng)用變頻傳動(dòng)技術(shù)在城市交通車輛中的應(yīng)用變頻傳動(dòng)技術(shù)在城市交通車輛中的應(yīng)用[來源]中國(guó)工控網(wǎng)[作者]中國(guó)南車集團(tuán)資陽(yáng)機(jī)車廠配件分廠蔡永量[日期]2005323本文介紹了變頻傳動(dòng)技術(shù)在城市交通車輛中的應(yīng)用所產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)闡述了變頻傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。變頻傳動(dòng)技術(shù)在城市交通車輛中的應(yīng)用一.概述二.變頻傳動(dòng)技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用情況三.變頻傳動(dòng)技術(shù)在我國(guó)城市交通車輛上應(yīng)用的特點(diǎn)

2、及效益四.變頻傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展五.結(jié)語(yǔ)一.概述概述隨著現(xiàn)代電力電子器件、智能功率集成模塊問世，控制理論及微電子技術(shù)的發(fā)展使異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓變頻調(diào)速得以順利實(shí)現(xiàn)，從而使交流變頻傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，并正在逐步取代直流傳動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)隨著大功率自關(guān)斷器件的日趨完善和以微處理器件為核心的數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展更促進(jìn)了交流變頻傳動(dòng)系統(tǒng)在城市交通車輛中的應(yīng)用。二.變頻傳動(dòng)技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用情況變頻傳動(dòng)技術(shù)在國(guó)外的應(yīng)用情況城市軌道機(jī)車在國(guó)外發(fā)展已有1

3、00多年的歷史，隨著現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展，其電力傳動(dòng)系統(tǒng)有了很大的變化，其驅(qū)動(dòng)與調(diào)速系統(tǒng)由最初的變阻調(diào)速發(fā)展到斬波器調(diào)速，進(jìn)而發(fā)展到應(yīng)用交流三相異步牽引電動(dòng)機(jī)采用調(diào)壓變頻調(diào)速(VVVF)的傳動(dòng)技術(shù)。由于這種變頻傳動(dòng)技術(shù)的優(yōu)良性，因此目前世界上德、日等發(fā)達(dá)國(guó)家近來研制的地鐵和輕軌車輛幾乎全部采用交流電傳動(dòng)變頻調(diào)速技術(shù)。而且隨著能源、環(huán)保與人類的關(guān)系越來越密切，采用這種調(diào)速技術(shù)的機(jī)車將會(huì)被更廣闊的市場(chǎng)及社會(huì)所接受。例，根據(jù)有關(guān)資料記載的德國(guó)

4、采用BR120型交流變頻傳動(dòng)電力機(jī)車試驗(yàn)的結(jié)果表明這種性能的機(jī)車比直流傳動(dòng)車輛具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：①.在相同粘重時(shí)牽引力提高30%②.功率因素高(COSφ可達(dá)到1)電網(wǎng)利用率提高30%直流傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維護(hù)十分容易。2)目前，我國(guó)使用新型的變頻節(jié)能無軌電車的節(jié)能情況：如廣州本田公司將200臺(tái)變頻電車取代152臺(tái)電阻式控制的舊電車和48臺(tái)斬波控制車。在實(shí)際的營(yíng)運(yùn)路線上，他們分別對(duì)各種電車進(jìn)行了耗電量測(cè)定，他們測(cè)量的結(jié)果表明，新型車耗電量為

5、電阻式控制車的72.6%。根據(jù)他們對(duì)200臺(tái)新型變頻車與200臺(tái)舊車一年的耗電量比較計(jì)算，新型車的耗電約減少24%，由此可見新型變頻傳動(dòng)控制的車輛節(jié)電效果十分明顯。根據(jù)有關(guān)資料介紹，采用GTO變頻器傳動(dòng)的裝置比相同容量的斬波調(diào)速直流傳動(dòng)裝動(dòng)裝置效率提高6～7%。如上所述，變頻傳動(dòng)技術(shù)在城市交通輛的應(yīng)用已取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。因此，我國(guó)電子工業(yè)部在電子工業(yè)“九五”規(guī)劃中就已經(jīng)將以變頻器傳動(dòng)裝置為代表的節(jié)能技術(shù)列為發(fā)展重點(diǎn)之一。我國(guó)于1

6、996年研制成功了AC4000型交流傳動(dòng)電力機(jī)。目前750VDC系統(tǒng)下的地鐵車輛每臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)功率約90～160KW因此采用600～1000A1200V的IBGT構(gòu)成三點(diǎn)式逆變器傳動(dòng)系統(tǒng)已能達(dá)到所需的容量。我國(guó)的廣州地鐵車原來準(zhǔn)備用直流斬波調(diào)速車，為了考慮到與國(guó)際先進(jìn)水平發(fā)展趨勢(shì)一致、節(jié)約能源及經(jīng)濟(jì)合理性，因而最終也確定了選擇三相交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的傳動(dòng)方案。目前在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中為了節(jié)約能源，也開始了用變頻傳動(dòng)技術(shù)來改造設(shè)

7、備。四.變頻傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展變頻傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展城市軌道交通車輛的牽引電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期以來都普遍采用直流旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。其傳動(dòng)方式有變阻控制和斬波調(diào)壓控制。變阻控制在老式城市軌道車輛上普通使用，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于車頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)，使20%的電能消耗在電阻上，這種方式大多已被淘汰。隨著電力電子器件的迅速發(fā)展，從不控型整流管到半控型晶閘管(SCR)、80年代中后期以來的門極可關(guān)斷全控型晶閘管(GTO)、巨型晶體管GTR到絕緣門極雙極型晶體管IGBT等的