模块3 交流传动技术《列车电力传动与控制》教学课件.pptVIP

模块3 交流传动技术《列车电力传动与控制》教学课件.ppt

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本课件包含:模块0绪论,模块1交-直流电力传动系统,模块2交-直流传动列车控制,,模块3交流传动技术,模块4牵引变流器,模块5牵引变流器控制策略,模块6电力机车及EMU交流传动系统分析,模块7直流传动内燃机车电力传动系统,模块8电力传动装置调节参数与机车电路,模块9交流传动内燃机车恒功率调速系统

**由于设计理念的差异,对恒功率控制也有所不同,以额定频率为界,可以滞后也可提前进入恒压区,这样可获得不同的恒压频比。从起动到,逆变器按照恒压频比输出,牵引电动机工作在恒转矩区。恒功率区为,在此区域,有三种控制方式,即完全恒压恒功、滞后恒压恒功、提前恒压恒功。若三种控制方式的恒压频比分别定义为、、,则有1.完全恒压恒功(在额定频率点电压恒压)完全恒压恒功,即在点达到额定电压,如图3—27所示。**电动机在整个恒功范围电压恒定,电流值相对较高,由于受磁路、效率、损耗的影响,电流在恒功率最低频率点(额定频率)达到最大,因此电动机的温升最高点在额定频率点,而不是持续点。ALSTOM的电动机(CRH5、HXD2)就属于该情况。2.滞后恒压恒功率(在f1N之后进入恒压)在f1N时,逆变器仍然以恒压频比输出,电压低于额定电压,为升压恒功;当电压在点进入恒压段后,变为恒压恒功。此控制方式的恒压频比小于额定恒压频比,中途还可二次升压,这样电动机的电流可相对减少,电动机的最高温升点在持续点。如图3--28中实线所示。HXN3内燃机车采用的牵引电动机EMDA2938-5属于此情况。**3.提前恒压恒功率(在点提前进入恒压)提前恒压恒功率是在额定频率之前的点,电压达到额定电压,提前进入了恒压区,相应地提高了增大了恒压频比,其恒压频比大于额定恒压频比,即。增大了恒压频比,可减小起动电流,但电动机的电流与完全恒压恒频控制相类似,电动机的最高温升点是额定频率点而不是持续点。电压、电流变化关系如图3—28中虚线所示。电力机车HXD3采用的东芝电动机SEA-107/YJ85A属于这种情况。无论采用那种控制,在整个恒功区,电动机的电磁转矩随频率的增加呈反比例下降,在每个不同频率下,电动机有不同的过载能力,但最低过载倍数不能小于1.1。通过改变VVVF终点频率(速度)的位置,对牵引电动机温升及恒功率运行范围的影响较大,合理选择VVVF终点频率点位置,将使调速系统的匹配更经济合理。**3.3.6变频供电对牵引电动机的影响电力机车/EMU、内燃机车、城轨列车用异步牵引电动机的工作条件,与工业用异步电动机不同,它通过弹性联接装置悬挂在转向架或车体上,经常受到振动和冲击的影响,容易造成转子和绕组绝缘的损坏。此外,牵引电动机处在露天环境下工作,四季气候条件的变化和风霜雨雪的侵蚀,使电动机的可靠性和使用寿命受到严重威胁。由逆变器供电的牵引电动机,其电源中存在的高次谐波,对电动机的性能影响较大;采用并联供电运行的电动机,速率特性差异及轮径偏差影响负载分配均匀性。设计时须对高次谐波、供电方式和轮径差异等特殊运行条件加以考虑,满足、适应特殊的运行环境条件,使牵引电动机能够发挥更佳效能。**1.PWM逆变器供电对牵引电动机性能的影响目前,交流传动电力机车、电动车组及内燃机车大都采用PWM电压型逆变器,为牵引电动机供电,将对牵引电动机性能将产生诸多影响。(1)对绝缘结构的影响交流牵引电动机运行于逆变器供电环境下,介电强度远高于正弦电压供电系统,绝缘系统不仅承受着运行电压,而且还要承受逆变器换向时产生的尖峰电压,其实际承受电压应为运行电压和逆变器换向尖峰电压的叠加值。换向尖峰值电压数值较高时,将导致线圈绝缘层发生局部放电,所产生的能量及生成物将逐渐腐蚀绝缘层。PWM电压波形中含有谐波分量,产生的附加损耗转化为热能后又加速了电动机绝**缘结构的热老化,甚至产生电晕。因此,牵引电动机必须要提高介电强度,采用耐电晕绝缘系统,选择耐电晕性能优良的绝缘材料。(2)对效率及功率因数的影响由于采用逆变器供电,电源中存在着大量高次谐波,普通电动机在起动时才考虑的挤流效应问题,在异步牵引电动机的正常运行时就已经出现。挤流效应使电动机转子电阻增加、漏抗减小,相应增大了谐波电流的幅值,致使牵引电动机定子绕组电流增大,增加了电动机的损耗及温升,降低了电动机的效率和功率因数。(3)对轴承的影响电压型逆变器供电时,由于非正弦波电源供电和制造中电**动机内部结构误差引起磁场的不对称,致使牵引电动机会同时产生轴电压和轴承电压,将有电流通过轴承产生轴承

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