银座线01系地铁列车SiC功率模块主电路系统的试验报告

东京地铁有限公司为进一步开展铁道车辆节能工作，进行了多项研究与试验。本文介绍了该公司01系地铁车辆应用SiC功率模块优化VVVF逆变器以及改进制动方式的研究与试验情况。现车试验结果表明，优化后的主电路系统有稳定的控制效果，每辆车每运行1km耗电量比Si功率模块的主电路系统节省13．7％，车内噪声降低7dB左右。     

利用碳化硅(SiC)元件实现新干线车辆主电路系统小型轻量化

日本东海铁路公司为进一步研发新干线车辆主电路系统,开展车辆节能工作,进行了多项研究与试验。文章介绍了应用碳化硅元件,试制走行风冷却方式的主变流器等,在世界上首次实施高速铁路运行试验,试验结果表明试制装置性能达到预期要求,得到可以确立实用化目标的结论。整个主电路系统质量比N700系列车主电路系统减轻11 t。     

铁道车辆用永磁同步电动机主电路系统

自21世纪00年代后半期开始,日本为进一步开展节能工作,开始在铁道车辆上采用永磁同步电动机（PMSM）,PMSM的主电路技术不仅在市郊列车,而且在高速列车和机车上推广应用。文章介绍了PMSM的优点、东芝公司研发的PMSM最新逆变器驱动技术以及PMSM主电路系统的发展动向。现车试验的测试结果显示,采用PMSM可节能20%,表明PMSM主电路系统是铁路车辆牵引的一种有效节能系统。     

铁道车辆驱动技术最新动向

介绍日本铁道车辆用主电路系统中重要的电气设备及功率半导体器件的发展概况、演变过程。分别就直流电动车及交流电动车,阐述了主电路系统中采用的新技术、新装备,描述了车辆用主电路系统的研发动向,以及开发新型驱动系统方面开展的卓有成效的工作。     

有关电动车组节能技术的研究开发动向

日本铁道综合技术研究所研究列车节能技术包括：减少运行阻力的列车轻量化、提高主电路系统及其设备效率等节能技术。车辆轻量化：车体采用不锈钢、铝合金等材质,采用无摇枕转向架,主电动机采用交流电机,采用铝合金材质的主变压器线圈等,目前正在研究的超电导主变压器,使其质量减少20％。     

SiC元件在铁道车辆上的推广应用

为发挥碳化硅(SiC)材料的优势、确保装置的可靠性,将采用SiC元件的装置推向实用化,三菱电机公司进行了技术开发,在世界上率先将SiC装置投放市场。目前,采用电压为1.2～3.3 kV的SiC模块的车辆驱动控制装置及辅助电源装置已步入实用化阶段,其在小型、轻量化以及铁道系统节能等方面的优势已得到证实。下一步将进行内置SBD的MOSFET及6.5 kV耐超高压模块的开发,这种技术不仅适用于铁路,也适用于其他领域。     

日本FASTECH360主电路系统的开发

为新干线高速试验列车开发了3种主电路系统,并用E954型车辆进行了运行试验,来确认各种主电路系统的功能和性能,且在约60万km的耐用性试验运行后,进行了解体检测。     

列车节能运转系统的设计

列车在区间运行时,司机如何有效地运用"牵引运行"、"惰力运行"、"再生制动"等驾驶手段与列车运行中的节能有密切关系。文章从列车运转能量的测定与评价入手,论述怎样减少列车运转能耗,实现主电路系统高效化及选择电动机容量,简要地介绍了节能运转系统的设计方法。     

交流架线与蓄电池混合动力电动车组主回路系统的开发与评价

为进一步节能和降低维修成本,开发了一种由交流架线与蓄电池共同提供牵引动力的BEC819系电动车组,其搭载大电容量(360 kW)、高电压(1 598 V)锂离子蓄电池。该动车组于2016年10月在筑丰交流电气化干线以及若松非电气化线路上投入商业运行。介绍BEC819系动车组主电路系统的特点和主要设计方法,与之前开发的817系试验动车组进行了比较,着重介绍了蓄电池的电气保护和冷却性能。根据试运行结果,对主电路系统进行了评价。     

城市轨道车辆储能再生制动试验系统研究

提出了一种能量互馈式城市轨道车辆储能再生制动试验系统方案,介绍了城市轨道车辆储能再生制动试验的原理及组成,分析了试验系统主电路的组成以及储能变流装置的电路拓扑,给出了储能变流装置3种不同的工作模态和工作原理的分析,结合电压电流双闭环控制实现超级电容的储能,从而控制再生制动能量的回收。同时介绍了城市轨道车辆储能再生制动试验系统的主要技术指标,并利用检测系统对试验数据进行采集和处理。城市轨道车辆储能再生制动试验系统具有节能、工作可靠、精度高等特点。     

深圳地铁1号线增购车辆的部分系统改进

结合深圳地铁1号线原有车辆,介绍了深圳地铁1号线新增购车辆主电路系统、制动系统、通信控制系统、空调系统、车门系统、照明系统、乘客信息系统、火警报警系统的改进情况.     

北京复八线地铁车辆电传动系统

北京复八线地铁车辆是我国自主设计制造的第一批城轨交流传动车辆，文中阐述了其主要性能，并对主电路系统及其设备的主要参数，控制系统进行了分析和研究，给出了相关的参数和控制框图。     

基于车载超级电容的铁路车辆储能系统

文章介绍的基于超级电容的铁路车辆车载储能系统是一种节能潜力巨大的可靠技术解决方案。庞巴迪运输部已经在该领域取得了大量经验,例如其已经在原型LRV（轻轨车辆）转向架上安装了MITRAC节能系统,该轻轨车辆由运营商RNV在曼海姆开展公交运输运营。其显著特点是日常客运服务中储能单元的日常运行能力,尤其是从2003年9月以来,已运行超过4年时间。通过4年的运营,已经可以证明该项新技术是可靠的。其成功的应用业绩已经成为新增配备MITRAC节能系统LRV订单的基础,也是用户RNV公司对于其业绩的最佳确认方式。实测牵引节能约30%,符合前期计算。原型LRV目前已停止运营,以便专注于新订单。电车使用车载节能装置能带来以下好处：·显著降低峰值功率需量,从而给基础设施带来极大好处。文章介绍的实例项目中,采用LRV车载MITRAC节能系统,使得变电站从原先的8个减少为6个。·在不使用接触网供电的情况下,可使用＂无接触网运行＂模式运行数百米。·通过采用车载储能和充电站实现中心城区无接触网化。在地铁系统中采用储能装置的优点类似于LRV。储能装置在柴油-电力动车组（DEMUs）上的应用前景也是很光明的。此类车辆缺少再利用列车制动能量的方法。DEMU上使用车载储能系统可以大量节省燃油,同时降低排放。     

城市轨道车辆交流传动试验系统研究

提出了一种能量互馈式城市轨道车辆交流传动试验系统方案,介绍了城市轨道车辆交流传动试验系统的原理及组成,分析了试验系统主电路的组成以及储能变流装置的电路拓扑,给出了储能变流装置3种不同的工作模态和工作原理的分析,结合电压电流双闭环控制实现超级电容的储能,从而控制再生制动能量的回收。利用城市轨道车辆交流传动试验平台可开发电力牵引系统、电制动控制系统、模拟列车在预定线路和预定载荷及司机手柄位控制下运行,同时利用检测系统对试验数据进行采集和处理。系统具有节能、工作可靠,精度高等特点。     

采用全碳化硅元件的铁道车辆用高效辅助电路系统

近年,随着铁道车辆性能和功能的不断提高,对大容量、高效率和小型化的辅助电源装置的需求不断增加。东芝公司开发了新型的电源辅助装置,在其逆变回路中采用高耐压、大电流和低损耗的全碳化硅(All-Si C)高频开关元件——半导体开关及反向并联二极管均由碳化硅(Si C)元件构成,在确保装置额定输出容量不变的同时缩小了绝缘型变压器的外形尺寸,从而实现了辅助电源装置的高效化和小型化。另外,为了提高铁道车辆辅助电路的整体效率以实现节能目标,必须提高空调负载的效率,为此,将空调压缩机驱动方式由目前主流的开/关控制转换为逆变器控制电机转速的方式,在空调装置中也采用了与辅助电源装置同样的All-Si C元件,经试验验证,可降低空调装置的能耗。     

以碳化硅功率模块及永磁电机为特征的新一代牵引系统研究

针对一种适用于我国标准地铁车辆的新一代牵引系统进行研究,此系统采用碳化硅(SiC)功率模块、永磁电机、新一代轴控牵引控制等新技术,以节能、轻量化、高可靠性、高可用性和低噪声为开发理念,并与上一代牵引系统进行对比,结果表明:新一代牵引系统可以在节能、轻量化、可用性等方面为地铁牵引应用带来巨大的效益。相对于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)逆变器、三相交流异步电机、车控牵引系统,新一代牵引系统可实现牵引节能20%,系统最大质量减小19%,以及显著提高牵引可用性的要求。     

丸之内线2000系电动车组的节能环保措施

东京地铁公司的使命是安全、稳定、高质量、低能耗地实现大容量、高密度客运服务,为此,公司一直与制造厂商联合开发各种铁路技术。为实现进一步的节能,丸之内线2000系电动车组采用永磁同步电机、全SiC的VVVF逆变控制装置和应急蓄电池,并因其良好的节能性能而荣获"节能大奖"和"环境大臣表彰奖"。     

上海轨道交通列车空调系统节能方法探讨

从空调系统的优化设计、节能节材和能效比方面对空调系统节能技术在上海轨道交通中的应用进行了重点研究,以提高空调机组能源利用率.研究表明:作为车辆空调节能,既要从空调的角度分析,采用变频、热泵等技术提高空调系统能效比,也要从车辆的角度分析,提高车辆保温性能,降低车体传热系数,最终全方位实现轨道交通节能降耗的目的.     

韶山型电力机车主变风机节能控制装置

电力机车通过安装节能装置，实时监控机车主变压器油温，在一定温度范围内停止通风机的运行，能显著地降低机车能耗。本文介绍了该节能装置的主要功能及安装注意事项。     

智能型变频空调在北京新机场线的应用

智能化、节能性、舒适性已经成为轨道车辆空调系统的发展方向。文章介绍了北京新机场线轨道车辆所使用的智能型变频空调系统方案。通过集成变频空调系统、压力波保护控制装置和低温等离子空气净化装置，提升了乘坐舒适性的同时，降低了空调系统能耗以及运营成本。