磁悬浮车辆主电路江冀海课件

磁悬浮车辆主电路主讲：江冀海电话引系统主电路主要功能是受流得电，在库用电源与第三轨供电之前实现供电转换，为列车提供牵引力与电制动力，对列车提供牵引控制和系统保护。常导中低速磁浮列车按3节编组，车辆采用DC1500V直流供电制式，每节车均配置有牵引逆变器和牵引电机，牵引电机采用直线感应电机，每节车的电机采用5串(相序交错)2并方式联结。6.2主电路电气设备牵引系统主电路主要由受流器、避雷器、高压分线箱、高压电器柜、电抗器、牵引逆变器、直线感应电机组成。牵引系统采用恒电流恒滑差频率控制方式。列车电制动时，在高速范围内采用再生制动。在低速区时，直线感应电机的再生制动力达不到规定值时采用反向制动，此时受流轨为直线感应电机提供电能。6.2主电路电气设备6.2主电路电气设备

每个Mc车有两对受流器，当任何一对受流器损坏时，其它受流器仍能保证列车正常运行。牵引和反向制动时受流器从受流轨获取列车所需的电能，再生制动时，受流器向电网馈送部分再生能量。每个受流器通过滑板与受流轨接触，通过导线与车高压分线箱相连。6.2主电路电气设备6.2.1受流器一节Mc车的受流器满足整车的供电要求，保证在两对受流器故障时，其它两对受流器能给整列车提供电流，在3对受流器故障时，列车减半功率运行。额定电压为DC1500V，额定电流为600A。6.2主电路电气设备6.2.1受流器避雷器主要作用：当车体遭到雷击时，处于悬浮行驶车辆的车体遭到雷击时，按照车体～悬浮模块～空气（悬浮差距）～轨道的顺序流动；当正极轨遭到雷击时，避雷器保护车辆电器设备不受雷电影响而损坏。设计参数为：额定电压为2400VDC；标称放电电流为10kA。6.2主电路电气设备6.2.2避雷器高压分线箱内主要设备包括：熔断器、库用插座、接地保护装置、隔离转换开关。熔断器的主要作用是保护受流器，不使其承受长时间的过电流。库内电源插座只设在两个端车，提供DC1500V电源，其每个插座的功率满足3节车空车悬浮系统、辅助系统调试。工作电压：1800V，工作电流：≤330A.车辆通过接地保护装置(在箱体外的接地电阻、并联的电容和二极管）接车体释放静电。6.2主电路电气设备6.2.3高压分线箱高压分线箱通过电缆与受流器和高压电器柜相连，对高压电器柜提供库内供电和第三轨供电两种方式的电源。库用供电时，封锁牵引。车辆上线运行时，库用转换刀开关(即隔离转换开关）为正常位，高压分线箱的输出与受流器相连，车辆经受流器由受流轨供电。当车辆库内检修调试时，库用转换刀开关打到库用位，高压分线箱的输出与库用电源插座相连，车辆由库用电源供电。库用转换开关辅助触点状态反馈给控制系统实现安全防护。6.2主电路电气设备6.2.3高压分线箱高压电器柜在主电路结构上位于高压分线箱之后，电抗器和牵引逆变器之前，主要由高速断路器、接触器以及相关的辅助器件组成。基本功能是：作为牵引逆变器直流回路的预充电和快速放电单元，对牵引逆变器以及整个交传系统进行保护。漏电流超过50A时执行保护动作，跳开主断路器；牵引主电路中电流大于1500A时，跳开主断路器。高压电器柜具有以下主要特点：主要部件模块化设计，易于安装、拆卸和维修；柜体轻量化、小型化设计，节约空间；低感母排技术，无吸收电路；热管冷却方式，无环境污染、噪音小；再生制动，节约能源；有优良的动态响应；控制系统微机化、数字化、网络化、信息化等特点。6.2主电路电气设备6.2.4高压电器柜6.2主电路电气设备6.2.4高压电器柜电容充放电：当工作电源向电容充电时，通过充电接触器、充放电电阻（电阻值为75Q)向支撑电容充电，以防止充电电流过大。当支撑电容的电压达到一定值时，闭合短接接触器，经过一定时间，充电接触器断开，充电完成。当电路出现故障或列车进段整修，则放电电阻与隔离开关形成直流支撑电容的快速放电回路，从而使电容通过充放电电阻快速放电。6.2主电路电气设备6.2.4高压电器柜主电路故障保护：当主电路出现严重故障例如主电路电器部件故障、网压或直流电压过压、直流侧电流过流、主电路接地、IGBT元件故障、等时，传动控制单元(DCU)控制高速断路器断开，以实现主电路的故障保护。同时高速断路器能对检测出的过电流进行快速响应，以实现主电路短路瞬时保护。当出现过流时也可以通过熔断主熔断器进行保护。6.2主电路电气设备6.2.4高压电器柜主电路的隔离：可用隔离开关对主电路进行隔离以及通过机械联锁开关将支撑电容器的放电回路短接，以保证安全。漏电流的检测：可以通过高压电器箱的主电路电流传感器LH、LH2采集的值进行比较，来检测主电路中是否有漏电流。6.2主电路电气设备6.2.4高压电器柜网压检测：为系统检测电网电压，通过网压传感器将准确的电网电压报给司机室。汇流和分流功能：高压电气系统从受流轨得电，并为电气牵引系统提供电能。高压回路及牵引系统的保护：当高压回路或者牵引系统通过高压供电时发生短路、过流时熔断器保护。6.2主电路电气设备6.2.4高压电器柜电抗器与支撑电容等一起组成直流滤波电路，其主要作用是：实现对牵引系统主电路直流侧电压波动的限制和避免高次谐波对电网及轨道信号的影响。此外在逆变器发生故障时，电抗器限制直流电流的上升率，以便在检测到逆变器故障时，有时间让高速断路器在电流限值内分断，以避免逆变器短路而对电网产生冲击。当出现过流时也可以通过熔断主熔断器进行保护。当线路中出线尖峰电压时，通过滤波电抗器吸收。6.2主电路电气设备6.2.5电抗器牵引逆变器的基本功能是：把从供电电网获得的直流电压变换成频率和幅值都可调的三相交流电压，给直线感应电机供电。VVVF逆变器由三相逆变器模块与过压保护斩波器模块组成。每辆车的牵引系统包括1台VVVF逆变器，每台逆变器给10台直线感应电机供电。当列车实施再生制动时，能量由牵引逆变器回馈到线路上。过电压抑制斩波：为了防止直流电压上升超过允许范围以及电空制动的平滑转换，需要通过开通过压斩波支路来降低相应的过电压或维持电制动在一定的时间内才完全降低至切除。牵引或制动工况时，通过触发导通斩波模块，能抑制因受流器跳动等原因引起的瞬时过电压。6.2主电路电气设备6.2.6牵引逆变器牵引逆变器具有以下主要特点：主要部件模块化设计，易于安装、拆卸和维修；柜体轻量化、小型化设计，节约空间；低感母排技术，无吸收电路；热管冷却方式，无环境污染、噪音小；再生制动，节约能源；有优良的动态响应；控制系统微机化、数字化、网络化、信息化等特点。6.2主电路电气设备6.2.6牵引逆变器6.2主电路电气设备6.2.6牵引逆变器故障诊断及保护：提供逆变模块全部IGBT元件的故障反馈信号（开关量)，DCU结合其状态反馈来实施逆变IGBT元件故障的保护功能。电压电流检测：具有检测直流侧电压、电流及电机侧电流的功能。充放电电路：1）当牵引逆变器开始运行时，通过预充电电阻对中间直流电容进行充电，再闭合线路接触器，这样可以避免大的电流冲击。2）电路出现故障或列车进段整修，则放电电阻与隔离开关形成直流支撑电容的快速放电回路，从而使电容通过充放电电阻快速放电。6.2主电路电气设备6.2.6牵引逆变器中间支撑电容：中间支撑电容作为储能器，起缓冲和平滑中间直流回路电压的作用。在一个短的时间周期内输入和输出中间回路的能量不相等，需要支撑电容对牵引逆变器和直线感应电机进行能量解耦。PWM逆变电路：9PWM逆变电路根据运行要求，将中间直流电压变换为所需要的频率和幅值的三相交流电压，提供给直线感应电机。故障诊断及保护：提供逆变模块全部IGBT元件的故障反馈信号（开关量)，DCU结合其状态反馈来实施逆变IGBT元件故障的保护功能。6.2主电路电气设备6.2.6牵引逆变器牵引电机采用直线感应电机，每节车的电机采用5串（相序交错）2并方式联结。6.2主电路电气设备6.2.7直线感应电机6.2主电路电气设备6.2.7直线感应电机6.2主电路电气设备6.3主电路工作原理两端Mc车的牵引系统完全一致。列车在Mc车上配置有高压分线箱，高压分线箱给本车高压电器柜供电，同时Mc车的高压电器柜通过电缆与M车高压电器柜相连，保证每单元高压贯通。6.2主电路电气设备6.3主电路工作原理6.2主电路电气设备6.3主电路工作原理列车损失1/3动力时，列车降速运行，不影响车辆其他功能。列车