Tàu đệm từ tốc độ cao vận hành tại Thượng Hải là tàu đệm từ TR08 được nhập khẩu từ Đức, sử dụng động cơ đồng bộ tuyến tính stato dài và hệ thống dẫn dòng không đổi. Hệ thống cung cấp điện kéo của nó được thể hiện trong Hình 1 và bao gồm các bộ phận chính như máy biến áp cao áp (110kv/20kv), máy biến áp đầu vào, bộ chuyển đổi đầu vào, bộ biến tần và máy biến áp đầu ra.
Hệ thống cấp điện kéo của tàu đệm từ được chuyển đổi từ điện áp lưới 110kv sang 20kv thông qua máy biến áp cao áp, sau đó được chuyển đổi thành điện áp DC ±2500v bằng máy biến áp đầu vào và bộ chuyển đổi đầu vào. Điện áp DC từ liên kết DC được chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều ba pha với tần số thay đổi (0 ~ 300Hz), biên độ thay đổi (0 ~ × 4,3kv) và góc pha có thể điều chỉnh (0 ~ 360°) bằng ba pha ba pha. -biến tần điểm.Bộ biến đổi lực kéo của tàu đệm từ có hai chế độ làm việc:
(1) Chế độ đầu ra trực tiếp của điều chế độ rộng xung biến tần là chế độ đầu ra khi động cơ hoạt động ở tần số thấp, với tần số chuyển mạch là 0 ~ 70Hz. Tại thời điểm này, hai bộ biến tần ba điểm được kết nối song song và đầu ra được kết nối thông qua cuộn dây sơ cấp của máy biến áp đầu ra như trong Hình 1. Lúc này, cuộn dây sơ cấp của máy biến áp đầu ra tương đương với một lò phản ứng cân bằng song song và cũng đóng vai trò lọc.
(2) Chế độ đầu ra máy biến áp là chế độ đầu ra khi động cơ hoạt động ở tần số cao, với tần số chuyển đổi là 30Hz ~ 300Hz. Tại thời điểm này, hai bộ biến tần trong bộ biến đổi lực kéo chính được nối nối tiếp với phía sơ cấp của máy biến áp đầu ra và đầu ra là đầu ra sau khi máy biến áp đầu ra tăng điện áp.
Máy biến áp EFD máy biến áp EI Máy biến áp PQ
3.1 Bộ chuyển đổi đầu vào
Phần trước của bộ chuyển đổi đầu vào bao gồm một máy biến áp cao áp và một máy biến áp đầu vào. Máy biến áp đầu vào bao gồm hai máy biến áp chỉnh lưu, có chức năng giảm điện áp lưới cao áp thông qua máy biến áp thứ cấp rồi đưa đến bộ biến đổi đầu vào. Đối với máy biến áp chỉnh lưu cao áp công suất lớn, để nâng cao hiệu suất chỉnh lưu, người ta sử dụng hai bộ cầu chỉnh lưu 6 xung. Mỗi bộ máy biến áp chỉnh lưu được cấp nguồn bởi hai bộ cuộn dây ba pha, một điểm nối y và một điểm nối d. Hệ thống biến đổi tĩnh sử dụng sơ đồ gồm ba máy biến áp ba cuộn dây một pha, được kết nối để tạo thành sơ đồ biến áp chỉnh lưu nhóm y/y, d như trong Hình 2 thông qua cách kết nối quy định của từng cuộn dây. Ưu điểm chính của nó là:
(1) Công suất dự phòng nhỏ, tiết kiệm hơn;
(2) Công suất đơn nhỏ, dễ đáp ứng yêu cầu vận chuyển đối với kích thước thiết bị;
(3) Ba cuộn dây có thể được bố trí trên cùng một cột lõi, giúp giảm tổn thất sóng hài của máy biến áp.
Để điều khiển điện áp liên kết DC của mạch trung gian và giảm kích thích phía lưới, mỗi bộ chỉnh lưu của hệ thống bao gồm một cầu chỉnh lưu ba pha sáu xung được điều khiển hoàn toàn và một cầu chỉnh lưu ba pha không điều khiển ba pha sáu xung. nối tiếp, như trong Hình 2. Bằng cách này, hai bộ chỉnh lưu được nối nối tiếp và điểm giữa được nối đất thông qua điện trở cao (như trong Hình 1), tạo thành liên kết DC mạch trung gian ba tiềm năng . Điện áp của liên kết DC có thể điều khiển được, dao động từ 2×1500V đến 2×2500V và dòng điện định mức là 3200A. Để có được dòng điện một chiều ổn định, một cuộn kháng điều hòa được mắc nối tiếp trong mạch trung gian. Đồng thời, để ngăn cầu chỉnh lưu và liên kết DC khỏi quá điện áp, bảo vệ quá áp phía DC được áp dụng. Trong mạch trung gian liên kết DC, có thyristor và điện trở công suất cao có chức năng bảo vệ phóng điện như thiết bị hấp thụ phía DC để ngăn chặn quá điện áp. Ngoài ra, điểm trung gian của liên kết DC của mạch trung gian được nối đất thông qua bảo vệ điện trở cao và có màn hình hiển thị lỗi chạm đất.
3.2 Biến tần kéo
(1) Cấu trúc biến tần
Cấu trúc một pha trong bộ biến tần ba pha của Tàu Maglev Thượng Hải được thể hiện trong Hình 3. Ống chính sử dụng thiết bị điều khiển toàn phần GTO. Mạch chính sử dụng hai ống chính nối tiếp với một diode kẹp ở điểm giữa. Mạch này còn được gọi là biến tần ba điểm (hoặc nhúng trung điểm ba cấp). Điều này có thể làm giảm điện áp chịu đựng của ống chính xuống một nửa. Đồng thời, trong cùng một tần số chuyển đổi và chế độ điều khiển, độ hài của điện áp hoặc dòng điện đầu ra của nó nhỏ hơn so với hai mức và điện áp chế độ chung do điện áp đầu ra ở đầu động cơ tạo ra ở đầu động cơ cũng nhỏ hơn. , có lợi cho việc kéo dài tuổi thọ của động cơ.
Bốn ống chính của mỗi nhánh cầu pha có ba tổ hợp bật tắt khác nhau và tạo ra các điện áp khác nhau tương ứng (xem Bảng 1). Điện áp cực đại của GTO chính là 4,5kV và dòng điện cực đại là 4,3ka. Biến tần ba điểm yêu cầu không thể bật V1 và V4 chính cùng lúc và các xung điều khiển của V1 và V3, V2 và V4 ngược nhau. Ngoài ra, việc chuyển đổi bật tắt chính nêu trên phải tuân thủ nguyên tắc tắt trước rồi tắt sau.
Biến tần ba cấp được phát triển trên cơ sở biến tần hai cấp. Việc đưa công nghệ điều khiển trưởng thành của biến tần hai cấp vào biến tần ba cấp đã hình thành nhiều chiến lược điều khiển biến tần. Hiện tại, các chiến lược điều khiển hoàn thiện hơn được sử dụng cho bộ biến tần ba cấp là: phương pháp điều khiển xung đơn, phương pháp điều khiển SPWM sóng điều chế kép trên và dưới, phương pháp điều khiển xung dẫn 120°, phương pháp điều khiển so le pha 90°, độ lệch điện thế điểm trung tính phương pháp điều khiển vectơ triệt tiêu tần số, phương pháp điều khiển tần số chuyển mạch tối ưu, phương pháp loại bỏ sóng hài bậc thấp cụ thể (SHEPWM), phương pháp điều khiển vectơ không gian điện áp biến tần ba cấp (SVPWM) và phương pháp điều khiển vectơ không gian điện áp sai lệch điện thế điểm trung tính [2,3] ].
(2) Mạch điều khiển GTO
Mạch điều khiển GTO công suất cao trước tiên phải giải quyết được vấn đề cách ly và chống nhiễu. Tín hiệu xung kích hoạt của GTO trong biến tần lực kéo chính của Tàu Maglev Thượng Hải được truyền bằng cáp quang nên các vấn đề về cách ly và chống nhiễu được giải quyết, từ đó đảm bảo độ chính xác của xung kích hoạt GTO và gián tiếp đảm bảo an toàn khi lái tàu Maglev Xe lửa. Ngoài ra, mấu chốt để mạch dẫn động GTO công suất lớn có thể hoạt động bình thường nằm ở bộ nguồn. Biên độ của xung kích hoạt cổng GTO phải đủ cao và cạnh đầu của nó phải dốc, trong khi cạnh cuối phải nhẹ nhàng hơn. Để đáp ứng yêu cầu này, nguồn điện dẫn động cổng của GTO trong bộ biến tần kéo chính của Tàu Maglev là 45V/27A, đồng thời tín hiệu cạnh sau và tín hiệu điện áp của xung kích hoạt GTO được gửi trở lại hệ thống điều khiển. Ngoài ra, biến tần lực kéo chính của Tàu Maglev Thượng Hải áp dụng nhiều biện pháp bảo vệ khác nhau: bảo vệ quá điện áp của bộ ngắt mạch phanh, giới hạn dòng bảo vệ quá dòng, ngắt xung và phát hiện lỗi chạm đất.
(3) Mạch hấp thụ
Có nhiều mạch hấp thụ của GTO. Mạch hấp thụ của bộ biến tần lực kéo chính ba cấp của Tàu Maglev Thượng Hải được thể hiện trên Hình 3. Mạch hấp thụ phải đảm bảo di/dt và du/dt của GTO không vượt quá giá trị cho phép quy định khi nó hoạt động đang làm việc. Bằng cách này, mạch hấp thụ của GTO phải có một cuộn cảm và một tụ điện C. Trong hình 3, các cuộn cảm L1, L2 và GTO mắc nối tiếp để hạn chế di/dt của GTO. Các điốt D11, D12, điện trở R1 và cuộn cảm L1 tạo thành mạch giải phóng năng lượng của chính cuộn cảm. Các tụ điện C11 và C12 được sử dụng để hạn chế du/dt của GTO, còn các điốt D12 và D13 tạo thành mạch giải phóng năng lượng của tụ điện. So với mạch hấp thụ RCD, mạch hấp thụ ở trên bổ sung thêm tụ điện C12 lớn nên tụ hấp thụ ngắt C11 bằng một nửa giá trị điện dung của mạch hấp thụ RCD nên tổn hao cũng giảm đi một nửa; đồng thời, tụ C12 đóng vai trò kẹp điện áp, dùng để triệt tiêu quá điện áp khi tắt của GTO. Đối với biến tần 1500kva, tổn thất của mạch hấp thụ này gần giống như tổn thất của mạch hấp thụ không đối xứng.
Máy biến áp loại ER Máy biến áp kiểu ghép nối Máy biến áp lõi Ferrite 5V-36V
4 Kết luận
Hệ thống cung cấp năng lượng kéo của tàu đệm từ cao tốc Thượng Hải có các đặc điểm sau:
(1) Nó sử dụng động cơ đồng bộ tuyến tính thông thường tốc độ cao. Toàn bộ hệ thống cấp điện lực kéo được đặt trên mặt đất và không bị giới hạn bởi không gian của thân xe, điều này có lợi cho phương pháp cấp điện ba bước hiệu quả nhất;
(2) Nó áp dụng công nghệ chuyển đổi ba cấp kẹp điểm trung tính phù hợp cho các trường hợp điện áp cao và công suất cao, tránh kết nối nối tiếp trực tiếp của thyristor GTO, để có thể tận dụng tối đa công suất của các thiết bị điện tử công suất cao;
(3) Hai bộ cầu chỉnh lưu 12 xung có thể điều chỉnh được sử dụng trong bộ chuyển đổi đầu vào, điều này không chỉ làm giảm sóng hài và nhiễu mà còn triệt tiêu độ lệch của điện thế điểm giữa;
(4) Thyristor và GTO sử dụng cáp quang để truyền tín hiệu xung, có hiệu suất chống nhiễu cao. Hệ thống cấp điện và kiểm soát lực kéo là một trong những chìa khóa kiểm soát sự vận hành an toàn và ổn định của tàu đệm từ. Nguyên lý và cấu trúc của nó cần được nghiên cứu và phân tích thêm.
Zhongshan XuânGe Electronics Co., Ltd. là nhà sản xuất chuyên về R&D, sản xuất và bán các sản phẩmmáy biến áp tần số cao và thấp, cuộn cảmVàNguồn cung cấp năng lượng cho trình điều khiển LED.
Công ty có nguồn gốc từ Thâm Quyến, nơi đi đầu trong công cuộc cải cách và mở cửa của Trung Quốc, được thành lập vào năm 2009. Trong những năm qua, chúng tôi đã tiếp tục tăng trưởng và phát triển. Đến năm 2024, chúng tôi có 15 năm kinh nghiệm sản xuất máy biến áp tần số cao và kinh nghiệm tinh vi của chúng tôi đã giúp XuânGe Electronics có được danh tiếng tốt trên thị trường trong và ngoài nước.
Chúng tôi chấp nhận đơn đặt hàng OEM và ODM. Cho dù bạn chọnmột sản phẩm tiêu chuẩntừ danh mục của chúng tôi hoặc tìm kiếm hỗ trợ tùy chỉnh, vui lòng thảo luận về nhu cầu mua sắm của bạn với XuânGe, mức giá chắc chắn sẽ làm bạn hài lòng.
William (Tổng Giám đốc Kinh doanh)
186 8873 0868 (Ứng dụng Whats/We-Chat)
E-Mail: sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
Thời gian đăng: 30-05-2024