Szybki pociąg maglev eksploatowany w Szanghaju to sprowadzony z Niemiec pociąg maglev TR08, w którym zastosowano liniowy silnik synchroniczny o długim stojanie i system lewitacji przewodzenia prądu stałego. System zasilania trakcji pokazano na rysunku 1 i składa się z głównych elementów, takich jak transformator wysokiego napięcia (110 kv/20 kv), transformator wejściowy, przetwornica wejściowa, falownik i transformator wyjściowy.
System zasilania trakcji pociągu maglev jest przekształcany z napięcia sieciowego 110 kv na 20 kv za pomocą transformatora wysokiego napięcia, a następnie przekształcany na napięcie stałe o wartości ±2500 V za pomocą transformatora wejściowego i konwertera wejściowego. Napięcie prądu stałego z łącza prądu stałego jest przekształcane na trójfazową moc prądu przemiennego o zmiennej częstotliwości (0 ~ 300 Hz), zmiennej amplitudzie (0 ~ × 4,3 kv) i regulowanym kącie fazowym (0 ~ 360°) za pomocą trójfazowego trójfazowego -inwerter punktowy.Przetwornica trakcyjna pociągu maglev ma dwa tryby pracy:
(1) Tryb wyjścia bezpośredniego modulacji szerokości impulsu falownika to tryb wyjścia, gdy silnik pracuje z niską częstotliwością, z częstotliwością przełączania 0~70 Hz. W tym momencie dwa zestawy trójpunktowych falowników są połączone równolegle, a wyjście jest podłączone przez uzwojenie pierwotne transformatora wyjściowego, jak pokazano na rysunku 1. W tym momencie uzwojenie pierwotne transformatora wyjściowego jest równoważne równoległy reaktor równoważący, a także pełni rolę filtrującą.
(2) Tryb wyjścia transformatorowego to tryb wyjścia, gdy silnik pracuje z dużą częstotliwością, z częstotliwością przełączania 30 Hz ~ 300 Hz. W tym momencie dwa zestawy falowników w głównej przetwornicy trakcyjnej są połączone szeregowo ze stroną pierwotną transformatora wyjściowego, a sygnał wyjściowy jest wyprowadzany po podniesieniu napięcia przez transformator wyjściowy.
Transformator EFD Transformator EI Transformator PQ
3.1 Konwerter wejściowy
Stopień przedni przetwornika wejściowego składa się z transformatora wysokiego napięcia i transformatora wejściowego. Transformator wejściowy składa się z dwóch transformatorów prostowniczych, których zadaniem jest zmniejszenie napięcia sieci wysokiego napięcia przez transformator wtórny, a następnie przesłanie go do przetwornicy wejściowej. W przypadku transformatorów prostowniczych wysokiego napięcia o dużej mocy, w celu poprawy sprawności prostownika, stosuje się dwa zestawy 6-pulsowych mostków prostowniczych. Każdy zestaw transformatorów prostowniczych jest zasilany przez dwa zestawy uzwojeń trójfazowych, jedno złącze y i jedno złącze d. System przetwornicy statycznej przyjmuje schemat trzech jednofazowych transformatorów trójuzwojeniowych, które są połączone w celu utworzenia schematu transformatora prostowniczego grupy r/y, d pokazanego na rysunku 2 poprzez zalecane połączenie każdego uzwojenia. Jego główne zalety to:
(1) Małe wolne moce produkcyjne, bardziej ekonomiczne;
(2) Mała pojedyncza pojemność, łatwiejsza do spełnienia wymagań transportowych dla rozmiaru urządzenia;
(3) Trzy uzwojenia można umieścić na tej samej kolumnie rdzeniowej, co pomaga zmniejszyć straty harmoniczne transformatora.
Aby kontrolować napięcie obwodu pośredniego obwodu pośredniego i zmniejszyć wzbudzenie po stronie sieci, każdy prostownik systemu składa się z sześciopulsowego, trójfazowego, w pełni sterowanego mostka prostowniczego i sześciopulsowego, trójfazowego nieregulowanego mostka prostowniczego szeregowo, jak pokazano na rysunku 2. W ten sposób dwa zestawy prostowników są połączone szeregowo, a punkt środkowy jest uziemiony poprzez wysoką rezystancję (jak pokazano na rysunku 1), tworząc trójpotencjalny obwód pośredni obwodu pośredniego . Napięcie obwodu pośredniego można regulować w zakresie od 2×1500V do 2×2500V, a prąd znamionowy wynosi 3200A. Aby uzyskać płynny prąd stały, w obwodzie pośrednim włącza się szeregowo dławik wygładzający. Jednocześnie, aby zapobiec przepięciom mostka prostowniczego i łącza prądu stałego, zastosowano zabezpieczenie przeciwprzepięciowe po stronie prądu stałego. W obwodzie pośrednim obwodu prądu stałego znajdują się tyrystory i rezystory dużej mocy z zabezpieczeniem przed rozładowaniem jako urządzenia absorpcyjne po stronie prądu stałego w celu tłumienia przepięć. Dodatkowo punkt pośredni obwodu pośredniego obwodu pośredniego jest uziemiony poprzez zabezpieczenie wysokooporowe i posiada wyświetlacz uszkodzenia doziemienia.
3.2 Falownik trakcyjny
(1) Konstrukcja falownika
Strukturę jednej fazy w trójfazowym falowniku pociągu Shanghai Maglev Train pokazano na rysunku 3. W głównej rurze zastosowano urządzenie pełnego sterowania GTO. Obwód główny składa się z dwóch lamp głównych połączonych szeregowo z diodą zaciskową w punkcie środkowym. Obwód ten nazywany jest również falownikiem trzypunktowym (lub trójpoziomowym wbudowanym punktem środkowym). Może to zmniejszyć napięcie wytrzymywane głównej rury o połowę. Jednocześnie przy tej samej częstotliwości przełączania i trybie sterowania harmoniczne jego napięcia wyjściowego lub prądu są mniejsze niż w przypadku dwupoziomowego, a napięcie w trybie wspólnym generowane przez napięcie wyjściowe po stronie silnika jest również mniejsze , co jest korzystne w celu przedłużenia żywotności silnika.
Cztery główne lampy każdego ramienia mostka fazowego mają trzy różne kombinacje włącz-wyłącz i zapewniają odpowiednio różne napięcia wyjściowe (patrz tabela 1). Napięcie szczytowe głównego GTO wynosi 4,5 kV, a prąd szczytowy wynosi 4,3 kA. Falownik trójpunktowy wymaga, aby główne V1 i V4 nie mogły być załączone jednocześnie, a impulsy sterujące V1 i V3, V2 i V4 były wzajemnie przeciwne. Dodatkowo powyższa konwersja główna załącz-wyłącz musi być zgodna z zasadą najpierw wyłącz a potem załącz.
Falownik trójpoziomowy został opracowany na bazie falownika dwupoziomowego. Wprowadzenie zaawansowanej technologii sterowania falownikiem dwupoziomowym do falownika trzypoziomowego stworzyło różnorodne strategie sterowania falownikiem. Obecnie bardziej dojrzałymi strategiami sterowania stosowanymi w falownikach trójpoziomowych są: metoda sterowania pojedynczym impulsem, metoda sterowania SPWM z podwójną falą górnej i dolnej fali modulacyjnej, metoda sterowania PWM z przewodzeniem 120°, metoda sterowania PWM z przesunięciem fazowym 90°, odchylenie potencjału punktu neutralnego metoda sterowania PWM z tłumieniem, metoda sterowania PWM z optymalną częstotliwością przełączania, metoda eliminacji harmonicznych niskiego rzędu (SHEPWM), metoda sterowania wektorem przestrzeni napięcia trójpoziomowego falownika (SVPWM) i metoda sterowania wektorem przestrzeni napięcia z tłumieniem odchylenia punktu zerowego [2,3 ]
(2) Obwód napędowy GTO
Obwód napędowy GTO dużej mocy musi najpierw rozwiązać problemy izolacji i przeciwdziałania zakłóceniom. Sygnał impulsu wyzwalającego GTO w głównym falowniku trakcyjnym pociągu Shanghai Maglev Train jest przesyłany kablem światłowodowym, dzięki czemu rozwiązywane są problemy izolacji i przeciwdziałania zakłóceniom, zapewniając w ten sposób dokładność impulsu wyzwalającego GTO i pośrednio zapewniając bezpieczeństwo jazdy Maglev Pociąg. Ponadto klucz do tego, czy obwód napędowy GTO dużej mocy może normalnie działać, leży w zasilaniu. Amplituda impulsu wyzwalającego bramkę GTO powinna być odpowiednio duża, a jej zbocze natarcia powinno być strome, natomiast zbocze spływu powinno być łagodniejsze. Aby spełnić ten wymóg, zasilanie napędu bramy GTO w głównym falowniku trakcyjnym pociągu Maglev wynosi 45 V/27 A, a sygnał zbocza spływu i sygnał napięciowy impulsu wyzwalającego GTO są przesyłane z powrotem do systemu sterowania. Ponadto główny falownik trakcyjny pociągu Shanghai Maglev Train wyposażony jest w różnorodne zabezpieczenia: zabezpieczenie przeciwprzepięciowe wyłącznika hamulca, zabezpieczenie nadprądowe ograniczające prąd, przerwanie impulsu i wykrywanie zwarcia doziemnego.
(3) Obwód absorpcyjny
Istnieje wiele obwodów absorpcyjnych GTO. Obwód absorpcyjny trójpoziomowego głównego falownika trakcyjnego pociągu Shanghai Maglev Train pokazano na rysunku 3. Obwód absorpcyjny musi zapewniać, że di/dt i du/dt GTO nie przekraczają określonych dopuszczalnych wartości, gdy jest pracujący. W ten sposób obwód absorpcyjny GTO musi posiadać cewkę indukcyjną i kondensator C. Na rysunku 3 cewki L1, L2 i GTO są połączone szeregowo, aby ograniczyć di/dt GTO. Diody D11, D12, rezystor R1 i cewka indukcyjna L1 tworzą obwód uwalniający energię samej cewki indukcyjnej. Kondensatory C11 i C12 służą do ograniczenia du/dt GTO, a diody D12 i D13 tworzą obwód uwalniania energii kondensatora. W porównaniu z obwodem absorpcyjnym RCD, powyższy obwód absorpcyjny dodaje duży kondensator C12, więc kondensator absorpcyjny wyłączający C11 stanowi połowę wartości pojemności obwodu absorpcyjnego RCD, więc strata również jest zmniejszona o połowę; jednocześnie kondensator C12 pełni rolę ograniczającą napięcie, która służy do tłumienia przepięcia wyłączającego GTO. W przypadku falownika o mocy 1500 kva straty w tym obwodzie absorpcyjnym są mniej więcej takie same jak straty w asymetrycznym obwodzie absorpcyjnym.
Transformator typu ER Transformator typu sprzęgającego Transformator z rdzeniem ferrytowym 5 V-36 V
4 Wniosek
System zasilania trakcji szybkiego pociągu maglev w Szanghaju ma następujące cechy:
(1) Przyjmuje szybki konwencjonalny liniowy silnik synchroniczny. Cały układ zasilania trakcji umieszczony jest na podłożu i nie jest ograniczony przestrzenią nadwozia pojazdu, co sprzyja najbardziej efektywnemu, trójstopniowemu sposobowi zasilania;
(2) Wykorzystuje technologię trójpoziomowego konwertera z zaciskiem punktu neutralnego, odpowiednią do zastosowań przy wysokim napięciu i dużej mocy, unikając bezpośredniego łączenia szeregowego tyrystorów GTO, dzięki czemu można w pełni wykorzystać pojemność urządzeń elektronicznych dużej mocy;
(3) W przetworniku wejściowym zastosowano dwa zestawy regulowanych 12-impulsowych mostków prostowniczych, które nie tylko redukują harmoniczne i zakłócenia, ale także tłumią odchylenie potencjału punktu środkowego;
(4) Tyrystory i GTO wykorzystują kable światłowodowe do przesyłania sygnałów impulsowych, które mają wysoką skuteczność przeciwzakłóceniową. Układ zasilania i kontroli trakcji to jeden z kluczy do kontrolowania bezpiecznej i stabilnej pracy pociągów maglev. Jego zasada i struktura wymagają dalszych badań i analiz.
Zhongshan XuanGe Electronics Co., Ltd. jest producentem specjalizującym się w badaniach i rozwoju, produkcji i sprzedażytransformatory wysokiej i niskiej częstotliwości, cewki indukcyjneIZasilacze sterowników LED.
Firma powstała w Shenzhen, na czele reform i otwarcia się Chin, a została założona w 2009 roku. Przez lata stale się rozwijaliśmy. Do 2024 roku mamy 15 lat doświadczenia w produkcji transformatorów wysokiej częstotliwości, a nasze wyrafinowane doświadczenie sprawiło, że XuanGe Electronics cieszy się dobrą reputacją na rynku krajowym i zagranicznym.
Akceptujemy zamówienia OEM i ODM. Niezależnie od tego, czy wybierzeszstandardowy produktz naszego katalogu lub poproś o pomoc w dostosowaniu, nie krępuj się omówić swoje potrzeby zakupowe z XuanGe, cena z pewnością Cię zadowoli.
William (dyrektor generalny ds. sprzedaży)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
Czas publikacji: 30 maja 2024 r