变频调速技术在地铁车辆电气牵引系统中的应用
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摘 要：历经多年的变更，地铁车辆搭配的电气牵引日渐完备。然而不应忽视，相比先进状态下的牵引系统，现有这样的系统仍凸显了差异，亟待着手予以改进。借助于变频调速特有的新技术来改进电气牵引，增设了交流传动、防护必备的成套技术[1]。变频调速构建起来的主体电路可筛选开关，采纳了转矩调控。对于此，解析了地铁车辆特有的变频调速新技术，摸索电气牵引体系的真实运用。
关键词：变频调速技术；地铁车辆；电气牵引系统；具体应用
【分类号】TM921
地铁车辆不可脱离电气牵引这样的系统，电气牵引彰显出了必要的价值。变频调速途径下的电气牵引依循了仿真特有的新思路，模拟可得各时段的运行态势。借助仿真解析，归结可得真实状态之下的地铁运行，增添了系统调控的总成效。仿真查验获取的数值表明：变更后的电气牵引系统拥有了更适宜的新特性，缩减了耗费掉的地铁能耗，变频调速切合了可持续进展的总体指引。
一、解析变频调速特有的新技术
从概要设计来看，变频调速依托的体系整合了控制路径、内在的主体电路、有着保护特性的调速电路。在这之中，逆变电路涵盖了回馈的各时段能量、过压状态之下的释放回路、斩波的回路等。变频调速机组融汇了保护类的电路，它根植于逆变回路。针对控制系统，测量可得各时段内的电压变更，含有测定的转矩及磁链。支撑电容及抗电类的构件被衔接至回路，它调控了供电必备的机组、变频性的机组，隔离了传递过来的干扰。此外，变频调速构建起来的新系统还预设了必备的参数，例如额定电压、最大数值的电流[2]。
从进展趋向看，地铁车辆提高了日常流程内的运送速率，密度也将更高。这种情形下，车辆面对着频繁态势下的启动制动。启动的系统凸显了明晰的转矩脉动，关系着定子电阻。若要频繁予以启停，电阻将遇有变更着的温度，损毁了配件性能。伴随技术的进展，变频算法添加了预测控制，它细分了多流程的调控及预测，控制路径含有反馈校正。转矩控制被融汇于新近的预测控制，二者被整合成一体。这样做就规避了电阻变更附带的性能干扰，系统更为稳定，吻合了未来的地铁发展走向。
二、电气牵引之中的技术运用
（一）运行流程
运行过程之中，变频机组接纳了受电器传递过来的直流电压，电压经由布设的隔离开关、电抗器及衔接着的断路器而被运送至终端的这种机组。这样的流程过后，充电电路接纳了这一时段的电压，再去传递至逆变器构成的回路。逆变器增设了路径内的功率模块，三相交流电压替换了初始的直流电压，它带动着异步结构的电动机运转。运行流程由电容器、线路接触器、充放电可选回路、超压释放及过压斩波等组成的回路。
若某一时段测出偏大的回路电压，它超越了预设的最大网压，则斩波模块将被启用。过压电阻耗费了传递过来的一些能量，从而缩减了电压。经过这样的处理，若过压能量仍凸显了过大的倾向，那么回路仍显现出升高的电压。上升至预设的数值，逆变器衔接着的功率模块将跳开接触器，启用了设定的驱动脉冲。在这时，主体线路触发了单元之中的晶闸管，导通从而释放了电阻之中的过压。机组被暂停以后，进到了后续的放电流程内，电容器将放掉留存的电能。
（二）可供筛选的开关类构件
技术进展状态下，IGBT特有的技术日渐趋向完备，构件也拓展了本体的总容量。大容量这样的构件可被布设于交流驱动，用在驱动必备的体系内。工作参数预先可被设定，它应被涵盖在划定好的安全区段以内[3]。额定参数关涉瞬时态势下的电流及过电压，可筛选最大状态下的系统频率、冷却方式及耗费的总体功耗。在常规情形下，设定好的电流可超越双倍这样的额定电流。选取了1500V特有的直流电压、600A这样的输出电流。这样一来，IGBT吻合了设定好的运转规程。
（三）增设线路必要的保护
牵引系统架构内，变频机组增设了成套的内外保护，例如欠压保护、短路及过流保护、缺相状态的保护、过热过载必备的保护。高速断路器供应了完备的这类保护，筛选了最适宜的开关配件。例如：查验过电流要描画明晰的构架图，测得的过电流将被反馈至预设的主控路径。这就及时断掉了栅极信号，过电流表征出来的信号也被妥善调控，IGBT避免了被损毁。
三、仿真获取的控制系统
针对地铁车辆，它采纳了异步架构中的交流牵引，布设了适宜规格的电动机。相比其他系统，地铁车辆安设的这类电动机遇有平日内的频繁启停，经常制动及加速。SPWM调控之下的电流、各时段的电压都被设定成非正弦波。与此同时，开关构件经由长时段的运转将被快速损耗，缩减了拟定的运转年限。从交流调速特有的视角看，异步电机调控可得的三相电流应能构建给定的旋转磁场，圆形磁场拥有了稳定状态下的电磁转矩。依循明晰的磁场轨迹来调控牵引，借助空间矢量予以有序控制。对于这种控制，可选取直接转矩设定出来的控制流程[4]。
仿真可得这一结论：交流传动架构下的机车有着独特的牵引，遇有磁性偏弱这样的周边环境，它侧重管控了恒定功率，但并非稳定的转矩。在划定好的完整区段内，工作电压都凸显了必要价值。针对高速调控，仍选取了六边形这种形态的特殊磁链来预设额定转速，但变更了传统流程的控制步骤。详细而言，先要确认磁链覆盖着的矢量空间，借助于调节器来变更这一时段的转矩。与之相对，若某一区段表现了偏低的运转速率，那么磁链划定了明晰的圆形轨迹，增添了可用的磁通。在低速区段之内，自动调节可选取间接的途径，采纳了搭配的电机硬件。
结语：
在地铁运行之中，电传动表现出来的真实成效密切关联着运行管控的水准，反映着车辆牵引现有的先进状态。变频调速关联着总体能耗、车辆牵引的若干特性、散发出来的总热能[5]。由此可见，若要从本源上提升性能，不可缺失针对于传动系统这样的改进。采纳变频调速这样的新颖技术，增添了日常应用获取的节能实效，新式技术可被采纳并推广。
参考文献：
[1]王轶，冯晓云. 地铁车辆牵引变频调速系统的设计与仿真[J]. 电力机车与城轨车辆，2014（01）：28-30.
[2]罗百敏. 城市轨道交通车辆电气牵引技术发展[J]. 大众用电，2014（10）：23-24.
[3]袁登科，朱小娟，周俊龙. 地铁车辆电气牵引系统直流侧电流谐波分析[J]. 同济大学学报（自然科学版），2012（01）：122-126.
[4]许国峰，贺志超，任传敏等. RXD5矿用指挥车电气系统设计[J]. 煤炭科学技术，2011（07）：92-95.
[5]丁荣军. 现代轨道牵引传动及控制技术研究与发展[J]. 机车电传动，2012（05）：1-8.