變頻傳動技術(shù)在城市交通車輛中的應用

1、變頻傳動技術(shù)在城市交通車輛中的應用變頻傳動技術(shù)在城市交通車輛中的應用變頻傳動技術(shù)在城市交通車輛中的應用變頻傳動技術(shù)在城市交通車輛中的應用[來源]中國工控網(wǎng)[作者]中國南車集團資陽機車廠配件分廠蔡永量[日期]2005323本文介紹了變頻傳動技術(shù)在城市交通車輛中的應用所產(chǎn)生的社會經(jīng)濟效益，同時闡述了變頻傳動技術(shù)的發(fā)展趨勢。變頻傳動技術(shù)在城市交通車輛中的應用一.概述二.變頻傳動技術(shù)在國外的應用情況三.變頻傳動技術(shù)在我國城市交通車輛上應用的特點

2、及效益四.變頻傳動技術(shù)的發(fā)展五.結(jié)語一.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)展使異步電動機的調(diào)壓變頻調(diào)速得以順利實現(xiàn)，從而使交流變頻傳動廣泛應用于國民經(jīng)濟各部門，并正在逐步取代直流傳動系統(tǒng)，同時隨著大功率自關(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)展更促進了交流變頻傳動系統(tǒng)在城市交通車輛中的應用。二.變頻傳動技術(shù)在國外的應用情況變頻傳動技術(shù)在國外的應用情況城市軌道機車在國外發(fā)展已有1

3、00多年的歷史，隨著現(xiàn)代技術(shù)的應用及發(fā)展，其電力傳動系統(tǒng)有了很大的變化，其驅(qū)動與調(diào)速系統(tǒng)由最初的變阻調(diào)速發(fā)展到斬波器調(diào)速，進而發(fā)展到應用交流三相異步牽引電動機采用調(diào)壓變頻調(diào)速(VVVF)的傳動技術(shù)。由于這種變頻傳動技術(shù)的優(yōu)良性，因此目前世界上德、日等發(fā)達國家近來研制的地鐵和輕軌車輛幾乎全部采用交流電傳動變頻調(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)的機車將會被更廣闊的市場及社會所接受。例，根據(jù)有關(guān)資料記載的德國

4、采用BR120型交流變頻傳動電力機車試驗的結(jié)果表明這種性能的機車比直流傳動車輛具有以下顯著的優(yōu)點：①.在相同粘重時牽引力提高30%②.功率因素高(COSφ可達到1)電網(wǎng)利用率提高30%直流傳動系統(tǒng)簡單，維護十分容易。2)目前，我國使用新型的變頻節(jié)能無軌電車的節(jié)能情況：如廣州本田公司將200臺變頻電車取代152臺電阻式控制的舊電車和48臺斬波控制車。在實際的營運路線上，他們分別對各種電車進行了耗電量測定，他們測量的結(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200臺新型變頻車與200臺舊車一年的耗電量比較計算，新型車的耗電約減少24%，由此可見新型變頻傳動控制的車輛節(jié)電效果十分明顯。根據(jù)有關(guān)資料介紹，采用GTO變頻器傳動的裝置比相同容量的斬波調(diào)速直流傳動裝動裝置效率提高6～7%。如上所述，變頻傳動技術(shù)在城市交通輛的應用已取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟效益。因此，我國電子工業(yè)部在電子工業(yè)“九五”規(guī)劃中就已經(jīng)將以變頻器傳動裝置為代表的節(jié)能技術(shù)列為發(fā)展重點之一。我國于1

6、996年研制成功了AC4000型交流傳動電力機。目前750VDC系統(tǒng)下的地鐵車輛每臺牽引電動機功率約90～160KW因此采用600～1000A1200V的IBGT構(gòu)成三點式逆變器傳動系統(tǒng)已能達到所需的容量。我國的廣州地鐵車原來準備用直流斬波調(diào)速車，為了考慮到與國際先進水平發(fā)展趨勢一致、節(jié)約能源及經(jīng)濟合理性，因而最終也確定了選擇三相交流異步電動機變頻調(diào)速的傳動方案。目前在我國工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域中為了節(jié)約能源，也開始了用變頻傳動技術(shù)來改造設(shè)

7、備。四.變頻傳動技術(shù)的發(fā)展變頻傳動技術(shù)的發(fā)展城市軌道交通車輛的牽引電動機長期以來都普遍采用直流旋轉(zhuǎn)電動機。其傳動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)簡單，但由于車頻繁啟動和制動，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