交流传动车辆用多星型异步电动机的新型无变压器拓扑结构

传统的干线交流传动车辆大多在牵引电路中带有牵引变压器,牵引变压器体积大、成本高且损耗大,尤其是在15 kV/16.7 Hz电网供电条件下.本文介绍的是可减少牵引电路的重量和尺寸、提高效率的一种全新的无变压器结构.在网侧,串联连接的电压型变流器通过平波电抗器直接与电网相连.这导致直流环节有不同的电位,因此需要引入一种新的电动机概念.采用了带有3个独立三相绕组的3星型异步电动机,其三相绕组由接在不同电位的3个三相逆变器供电,这就需要用这种3星型异步电动机的新型控制结构.     

低噪声小型化的车辆控制系统

高速铁路新干线、城市运输的既有线和地铁的车辆,其控制装置采用最新电力电子技术,能改善乘车舒适性和节能.近年来IGBT三点式逆变器和用高耐压IGBT的二点式逆变器已实现了产品系列化,与过去相比有更好的乘车舒适性和轻量化.在这个发展过程中,还开发了用于新干线车辆变流装置的IEGT电力半导体元件,其耐压比IGBT的更高,损耗比GTO的低.     

永磁同步电动机在铁道机车动车上的应用

永磁同步电动机因其效率高,现已广泛用作电动汽车牵引电动机和空调压缩机电动机等.在铁道机车动车上,直流牵引电动机用了很长时间.但近些年来已被逆变器供电且只需要较少维护的异步电动机取代.永磁同步电动机是一种交流电动机,所需维护也很少,而且效率比异步电动机高,体积和重量可以更小.为了充分发挥其效率高的特点,开发了直接驱动式和全封闭式永磁同步电动机.文章从铁道机车动车上的应用出发,介绍了我们的研究成果.     

IGBT牵引变流器的发展

简述了IGBT牵引变流器的发展沿革,比较了IGBT与GTO等元件的功率要求和工作特性,分析了IGBT牵引变流器的发展前景,介绍了IGBT牵引变流器的应用实例,得出了在各功率等级的牵引变流器中,IGBT将完全取代GTO晶闸管的结论.     

南京地铁1号线车辆主传动系统问题分析

随着交流传动技术的发展,尤其大功率IGBT开关元件的应用,牵引逆变器与交流异步牵引电动机的相互匹配及其他相关问题愈来愈引起业界的重视.从南京1号线牵引逆变器尤其是牵引电动机的开发、制造、试验、应用的实际出发,进行了较为深入的探讨.     

先进的牵引电动机绝缘系统

高速机车动车的发展，要求牵引电动机具有更高的功率、更高的功率／重量比，更高的转速，从而高的绝缘可靠性。预计到２０００年，牵引电动机转速将达到４３００ｒ／ｍｉｎ，率／重量比将达到１ｋＷ／ｋｇ。     

IGBT牵引变流器在近郊和干线机车动车上的使用

IGBT自80年代初开发以来,现已成为牵引中使用的主要电力半导体器件.其应用从最初复杂的变流器电路发展到今天近郊机车动车用的标准电路,并开始用于干线机车动车的大功率变流器中.今天的电路技术主要是用无需布线的IGBT二点式电路.除了有各种可能的冷却方式外,其他基本系统也不同.     

高速列车机车车辆的牵引性能

在采用感应电动机作为牵引电动机时,牵引与电制动特性不仅取决于感应电动机的参数,还取决于逆变器的性能。由于逆变器无法将直流转换为一个理想的交流值,必须考虑谐波的产生以及类似问题。分析认为高速列车最显著的变化是彻底减小了运行阻力。500系新干线列车的运行阻力约是0系的一半。最新的新干线列车以300km·h-1速度运行,却比0系新干线列车甚至其他国家的高速列车耗能少。     

市郊列车用全封闭式永磁同步电动机

风冷式感应电动机广泛用作铁道车辆的牵引电动机.但它们需要大修进行内部清洁,而且还是噪声的主要来源.为解决这些问题,建议使用全封闭式永磁同步电动机作牵引电动机,它具有与传统的风冷式感应电动机相同的功率-重量比.报告了温升试验、噪声测定和能耗计算的结果.结果表明噪声等级下降10 dB,能耗约降低10%.     

高压IGBT和无变压器牵引应用中多电平变流器的功率损耗评估

轨道车辆目前所使用的低频线路变压器受低效和超重问题所困.未来的牵引传动系统可能直接与电网相连,无需该类变压器.典型的无变压器传动系统通常由多个使用HV-IGBT(高压绝缘栅双极型晶体管)的中等电压规格变流器串联而成.设计之初先对6.5 kVIGBT和目前已商业应用于牵引领域的3.3 kV、4.5 kV IGBT的开关特性和损耗进行比较,基于所考虑的HV-IGBT,对多电平变流器的特点及其在无变压器系统的应用进行了评估.本文侧重于变流器的损耗分析,同时简要地探讨了可靠性和谐波频谱问题.综合考虑上述各方面因素,三电平中点箝位变流器是一种较理想的方案,适用于无变压器牵引系统,可作为网侧变流器和电机侧变流器使用.     

日本铁路机车车辆传动用永磁同步电动机的研发概况

20世纪70年代铁-钕-硼磁性材料的成功开发。加上电力电子技术的不断发展，永磁同步电动机又引起了人们的注意，它不仅与异步电动机同样具有牵引电动机所需的特点，而且还可以比异步电动机的效率更高、体积和重量更小。日本从1990年开始研发用永磁同步电动机作为直接传动的牵引电动机和全封闭式电动机，并试验用于通勤电车、轨距可变电动车组和低地板轻轨车辆乃至新干线高速电动车组上。     

牵引电动机轴承用润滑脂的新技术

日立制作所为实现感应式牵引电动机大修前走行120万h非解体运转的目标，在改进轴承结构并采用绝缘轴承的基础上，为解决轴承润滑寿命不足的问题，开发成功了以烷基苯醚油和多元酚酯油的混合油为基油、以锂复合皂为增稠剂、并加入胺系和硫尿系添加剂的轴承用新合成油润滑脂。对新合成油润滑脂、以单独烷基苯醚为基油的润滑脂及新干线电动车用锂复合皂润滑脂进行了轴承烧损寿命对比试验。试验结果表明，使用新合成油润滑脂的轴承寿命是使用单独烷基苯醚油润滑脂轴承的1．3倍，是新干线电动车轴承的3倍。由此确认，新合成油润滑脂可以有效提高牵引电动机轴承的润滑寿命，实现120万km非解体运行。     

DGA技术在牵引主变高温过热故障诊断中的应用

变压器油中溶解气体分析（Dissolved Gas Analysis,简称DGA）技术作为电力设备预防性试验的第一项目，已受到日益重视和应用，2000年3,我们应用这一技术成功地诊断了一起牵引主变压器高温过热潜伏性故障，及时维护了牵引供电设备的安全运行，保障了陇海干线的畅通，本文介绍了关于这台牵引主变压器检测数据及故障诊断的情况。     

铁道车辆用牵引电动机的最新技术动向

着重介绍了铁道车辆用牵引电动机的技术动向,例如通风方式的发展,轴承免拆卸更换结构等,分析了实测效率达到96%的高效牵引电动机、小型牵引电动机、永久磁铁同步电动机等电动机的技术特点、性能、维修以及运用效果。     

关于直流牵引电动机电枢槽结构的探讨

对牵引电动机要求运行可靠,体积小,单位功率重量轻,这是众所周知的。近三十年来,由于绝缘材料的不断创新,促使牵引电动机在上述方面取得了较大的进展。例如先进的干线电力机车用的直流牵引电动机的单位千瓦的公斤数已小到3.3～3.7。不过这些电动机不是八极就是六极,有的还带有补偿绕组,结构较为复杂,由此引起了不同的看法。如日本早就放弃了单位功率重量为3.7kg/kW的六极电动机,而采用5.9kg/kW的四极电动机作为干     

牵引参数对内燃机车异步传动装置损耗的影响

对运行中直流牵引电动机和异步牵引电动机在内燃机车动力电路中工作时的损耗作了比较分析。指出:当牵引传动装置功率不高时,由于电流高次谐波分量带来的损耗,使异步牵引电动机的经济性不如直流牵引电动机。在单节功率为2200kW的内燃机车上使用异步牵引传动装置会降低其区段速度。     

东风4型内燃机车牵引电动机改造修及可靠性研究

介绍了东风4型内燃机车用ZQDR-410型牵引电动机的改造修项目、工艺保证措施和试验对比.同时,说明了牵引电动机在设计、制造、检修及运行中存在的问题,分析并提出改造措施,保证其可靠运行.     

大功率机车新型驱动装置的设计

新型大功率交流传动的机车动车，有必要设计一种以定向应用的新型驱动装置，以达到长期使用而无需维修的目的，为此，ＡＥＧ公司铁路分部开发了一种ＧＥＡＬＡＩＦ驱动装置，在此，交流异步牵引电动机和牵引传动齿轮箱构成了一个紧凑而封闭的单元，它具有最佳的牵引力传递路线、新的冷却空气通路和新的轴承结构，其中驱动装置由现有的大功率驱动装置中成熟的结构元件和新开发的部件组成，其目的在于提高功率利用率，同时大大改善磨损     

DC-01型地铁车辆改交流驱动前后牵引系统的区别

介绍了上海轨道交通DC-01型直流电动列车的GTO直流斩波器牵引系统的基本情况,及其改造后所采用的株洲西门子电力机车有限公司研发的国产大功率IGBT牵引逆变器和微机模块化控制系统的基本情况。改造后,直流换向的诸多接触器改为软件控制,减少了因接触器问题而导致的故障;斩波器中的分立元件被逆变器模块化元件取代,直流牵引电机改为交流异步牵引电机,使故障率和维护工作量进一步下降。     

高速动车组牵引变压器振动特性试验研究

为了研究机电耦合作用下高速动车组牵引变压器的振动特性,分析了牵引变压器铁心和绕组的振动机制。基于高速动车组线路振动试验,研究了停车、加速、恒速和过分相区4种工况下牵引变压器振动加速度的时频分布情况,探讨了冷却风机的影响机制,分析了牵引变压器对车体振动和车辆运行平稳性的影响。研究结果表明,在牵引变压器正常工作时,振动能量主要集中在200 Hz和300 Hz这2个频点左右,车体和冷却风机产生的振动能量占比较小,与理论分析结果一致;过分相时牵引变压器横向振动加速度有效值仅为正常工作条件下加速度有效值的7%;冷却风机转动导致牵引变压器垂向加速度有24.6 Hz及二倍频对应的振动分量;受牵引变压器的影响,车体底架加速度值增加了20%,恶化了车辆运行平稳性。