城市軌道第七章

1、第七章第七章 城軌輔助供電系統(tǒng)城軌輔助供電系統(tǒng) 7.1 7.1 電動發(fā)電機(jī)組輔助電源系統(tǒng)電動發(fā)電機(jī)組輔助電源系統(tǒng) 7.2 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 7.3 7.3 京復(fù)京復(fù)- -八線地鐵車輛輔助電源系統(tǒng)八線地鐵車輛輔助電源系統(tǒng) 7.4 7.4 京城軌京城軌1313號線車輛輔助電源系統(tǒng)號線車輛輔助電源系統(tǒng) 輔助供電系統(tǒng)作用輔助供電系統(tǒng)作用： 為城軌列車為城軌列車輔助設(shè)備輔助設(shè)備提供提供電源電源，即，即直流直流電、電、三相三相交流電、交流電、 單相單相交流電。交流電。 早期早期: : 城軌車輛輔助設(shè)備城軌車輛輔助設(shè)備: :主要有輔助控制系統(tǒng)、照明、廣播系統(tǒng)等主要有輔助控制系

2、統(tǒng)、照明、廣播系統(tǒng)等 。 輔助電源輔助電源: :電動發(fā)電機(jī)組電動發(fā)電機(jī)組。 發(fā)展發(fā)展： 城軌車輛輔助設(shè)備城軌車輛輔助設(shè)備: :功能日益增加，相比于早期增加了：功能日益增加，相比于早期增加了：ATPATP系系 統(tǒng)、空調(diào)制冷系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)等。統(tǒng)、空調(diào)制冷系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)等。 輔助電源輔助電源: :采用采用靜止逆變器靜止逆變器。 附：附： ATPATP（Automatic Train ProtectionAutomatic Train Protection） 列車自動保護(hù)裝置（地鐵控制系統(tǒng)列車自動保護(hù)裝置（地鐵控制系統(tǒng) ） 主要功能主要功能：防止列車相撞。：防止列車相撞。

3、正常情況下，列車以一定的正常情況下，列車以一定的間隔時間間隔時間與與間隔距離間隔距離追蹤運(yùn)行追蹤運(yùn)行 的。的。ATPATP子系統(tǒng)采用子系統(tǒng)采用自動閉塞自動閉塞方式，也就是將軌道線路劃分成方式，也就是將軌道線路劃分成 若干若干個個小區(qū)間小區(qū)間，稱為閉塞分區(qū)。每個閉塞分區(qū)都裝有，稱為閉塞分區(qū)。每個閉塞分區(qū)都裝有軌道電軌道電 路路，軌道電路內(nèi)有列車，軌道電路內(nèi)有列車檢測信號檢測信號的發(fā)送和接受裝置，以及機(jī)的發(fā)送和接受裝置，以及機(jī) 車信號的發(fā)送裝置。車信號的發(fā)送裝置。 工作原理工作原理：自動檢測列車實(shí)際運(yùn)行位置，：自動檢測列車實(shí)際運(yùn)行位置，自動確定自動確定列車列車最大安最大安 全全運(yùn)行運(yùn)行速度速度，連

4、續(xù)不間斷地實(shí)行速度監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)超速防護(hù)；，連續(xù)不間斷地實(shí)行速度監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)超速防護(hù)； 自動監(jiān)測列車運(yùn)行間隔自動監(jiān)測列車運(yùn)行間隔，以保證實(shí)現(xiàn)規(guī)定地行車間隔。，以保證實(shí)現(xiàn)規(guī)定地行車間隔。 另另：列車自動運(yùn)行系統(tǒng)（：列車自動運(yùn)行系統(tǒng)（ATOATO），作用：代替司機(jī)來自動駕駛，），作用：代替司機(jī)來自動駕駛， 包括平滑加速、調(diào)速和車站程序定點(diǎn)停車。包括平滑加速、調(diào)速和車站程序定點(diǎn)停車。 7.1 電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng)電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng) 一、基本原理一、基本原理 圖圖7-1 7-1 電動發(fā)電機(jī)組電源系統(tǒng)框圖電動發(fā)電機(jī)組電源系統(tǒng)框圖 原理框圖原理框圖： 7.1 電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng)電動發(fā)電機(jī)組輔助供

5、電系統(tǒng) 說明說明： 同步交流發(fā)電機(jī)同步交流發(fā)電機(jī)：將電網(wǎng)：將電網(wǎng)DC750VDC750V電源電源三相三相AC83VAC83V電源；電源； 穩(wěn)頻穩(wěn)壓裝置穩(wěn)頻穩(wěn)壓裝置：控制電動發(fā)電機(jī)組輸出交流電壓、頻率：控制電動發(fā)電機(jī)組輸出交流電壓、頻率 穩(wěn)定；穩(wěn)定； 輸出變壓器輸出變壓器：三相：三相AC19VAC19V 三相四線制三相四線制AC220VAC220V； 整流屏整流屏：將三相：將三相AC19VAC19VDC24VDC24V 將三相將三相AC83VAC83VDC110VDC110V 負(fù)載負(fù)載：AC220VAC220V給車輛通風(fēng)機(jī)、照明供電給車輛通風(fēng)機(jī)、照明供電 DC110V DC110V給有觸點(diǎn)控制器

6、、蓄電池供電給有觸點(diǎn)控制器、蓄電池供電 DC24VDC24V給信號電路、蓄電池供電給信號電路、蓄電池供電 7.1 電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng)電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng) 1 1、電動發(fā)電機(jī)組、電動發(fā)電機(jī)組 輔助電源的輔助電源的容量由容量由車輛輔助車輛輔助負(fù)載負(fù)載的大小來的大小來決定決定。 北京地鐵北京地鐵DK20DK20車輛電動發(fā)電機(jī)組主要參數(shù)見下表：車輛電動發(fā)電機(jī)組主要參數(shù)見下表： 7.1 電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng)電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng) 2 2、穩(wěn)頻穩(wěn)壓裝置、穩(wěn)頻穩(wěn)壓裝置 作用作用：穩(wěn)壓、穩(wěn)頻：穩(wěn)壓、穩(wěn)頻 組成組成：閉環(huán)調(diào)節(jié)控制裝置，由檢測比較、移相脈沖形成、單相：閉環(huán)調(diào)節(jié)控制裝置，由檢測比較、

7、移相脈沖形成、單相 半控橋整流環(huán)節(jié)等組成。半控橋整流環(huán)節(jié)等組成。 網(wǎng)壓波動網(wǎng)壓波動、負(fù)載變化負(fù)載變化擾動擾動發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)U U、f f偏離偏離整定值，則：整定值，則： 穩(wěn)壓穩(wěn)壓：調(diào)調(diào)交流交流同步發(fā)電機(jī)勵磁同步發(fā)電機(jī)勵磁電流，使發(fā)電機(jī)輸出交流電壓幅電流，使發(fā)電機(jī)輸出交流電壓幅 值維持在整定值附近；值維持在整定值附近； 穩(wěn)頻穩(wěn)頻：調(diào)調(diào)直流直流電動機(jī)勵磁電動機(jī)勵磁電流，使電流，使轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速維持在整定值附近，從維持在整定值附近，從 而使發(fā)電機(jī)輸出交流電的頻率基本恒定。而使發(fā)電機(jī)輸出交流電的頻率基本恒定。 3 3、輸出變壓器和整流屏、輸出變壓器和整流屏 北京地鐵車北京地鐵車DK20DK20型型 變壓器變壓

8、器： 原邊原邊：接，輸入三相：接，輸入三相AC83VAC83V工頻，容量工頻，容量5kVA5kVA。 7.1 電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng)電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng) 次邊次邊：繞組一，：繞組一， Y Y接接，輸出三相四線制，輸出三相四線制220V220V，容量，容量4.5kVA4.5kVA； 繞組二，繞組二， Y Y接接，輸出三相，輸出三相19V19V，容量為，容量為0.5 0.5 kVAkVA。 整流屏整流屏：AC83VAC83V DC110VDC110V AC19VAC19VDC24VDC24V。 4 4、蓄電池系統(tǒng)、蓄電池系統(tǒng) 一般有一組或兩組：一般有一組或兩組： DC110VDC110V組組

9、：由：由7676只只GN-50GN-50型型堿性鎘鎳堿性鎘鎳ABSABS塑料外殼蓄電池塑料外殼蓄電池串串聯(lián)組聯(lián)組 成，用于成，用于啟動電動發(fā)電機(jī)組的控制電源啟動電動發(fā)電機(jī)組的控制電源、作、作網(wǎng)壓故障時控制網(wǎng)壓故障時控制 電路電路、 DC110VDC110V輔助電路的緊急輔助電路的緊急備用電源備用電源。 DC24VDC24V組組：由：由1818只只蓄電池（同上）蓄電池（同上）串串聯(lián)組成，作聯(lián)組成，作DC24VDC24V輔助電路輔助電路 、信號電路等的緊急、信號電路等的緊急備用電源備用電源。 7.1 電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng)電動發(fā)電機(jī)組輔助供電系統(tǒng) 5 5、系統(tǒng)特點(diǎn)、系統(tǒng)特點(diǎn) （a a）旋轉(zhuǎn)電機(jī)，

10、不可避免有）旋轉(zhuǎn)電機(jī)，不可避免有噪聲噪聲和和振動振動，影響乘客舒適性；，影響乘客舒適性； （b b）機(jī)組）機(jī)組效率低效率低、容量低容量低，每輛車每輛車都都需配一臺需配一臺，維護(hù)量大、，維護(hù)量大、 困難；困難； （c c）很難增加新）很難增加新的的負(fù)載負(fù)載； （d d）某機(jī)組）某機(jī)組故障故障或車輛或車輛過斷電區(qū)時過斷電區(qū)時，機(jī)組停止機(jī)組停止工作，影響客工作，影響客 室通風(fēng)和照明。室通風(fēng)和照明。 注意注意，隨著新技術(shù)的發(fā)展和人們對乘車環(huán)境要求的提高，隨著新技術(shù)的發(fā)展和人們對乘車環(huán)境要求的提高， 電動發(fā)電機(jī)組式的電動發(fā)電機(jī)組式的應(yīng)用已越來越少應(yīng)用已越來越少。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助

11、電源系統(tǒng) 目前國內(nèi)廣泛采用靜止逆變電源的輔助電源系統(tǒng)，如北京目前國內(nèi)廣泛采用靜止逆變電源的輔助電源系統(tǒng)，如北京 復(fù)復(fù)- -八線地鐵、北京城軌八線地鐵、北京城軌1313號線、天津?yàn)I?？焖?、武漢輕軌等號線、天津?yàn)I?？焖?、武漢輕軌等 交流傳動的地鐵交流傳動的地鐵車輛都是采用的車輛都是采用的靜止逆變電源靜止逆變電源。 靜止逆變輔助電源框圖靜止逆變輔助電源框圖 圖圖7-2 7-2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)框圖靜止逆變輔助電源系統(tǒng)框圖 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 一、靜止輔助電源系統(tǒng)一、靜止輔助電源系統(tǒng) 1 1、輔助電源裝置的要求、輔助電源裝置的要求 （1 1）電壓穩(wěn)定）電壓穩(wěn)定 城軌電

12、牽由接觸網(wǎng)或第三軌供電，城軌電牽由接觸網(wǎng)或第三軌供電，電源電源電壓電壓波動波動可達(dá)額定可達(dá)額定 電壓的電壓的-33-33+20+20，甚至在，甚至在“跳弓跳弓”瞬時斷電情況下，輔瞬時斷電情況下，輔 助電源仍應(yīng)能助電源仍應(yīng)能保持電壓穩(wěn)定保持電壓穩(wěn)定。 （2 2）變換功率電流）變換功率電流 DC/DCDC/DC變換、變換、DC/ACDC/AC逆變逆變，將高壓直流電變換成車內(nèi)所需的，將高壓直流電變換成車內(nèi)所需的 低壓直流電、低壓單相或三相交流電。低壓直流電、低壓單相或三相交流電。 （3 3）電路隔離）電路隔離 低壓與高壓電路間電氣隔離低壓與高壓電路間電氣隔離。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔

13、助電源系統(tǒng) 2 2、輔助電源系統(tǒng)的組成、輔助電源系統(tǒng)的組成 圖圖7-3 7-3 逆變輔助電源新系統(tǒng)逆變輔助電源新系統(tǒng) 電路圖電路圖： 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 輔助電源輔助電源：編組中，：編組中，每節(jié)車輛均有一臺靜止逆變器每節(jié)車輛均有一臺靜止逆變器，將直流，將直流 逆變逆變50Hz50Hz、380V380V的三相交流。的三相交流。 輔助負(fù)載輔助負(fù)載： 一路一路向車上三相交流用電設(shè)備（如空壓機(jī)、空調(diào)機(jī)組）供電。向車上三相交流用電設(shè)備（如空壓機(jī)、空調(diào)機(jī)組）供電。 B B、C C車逆變器車逆變器：各供：各供A A、B B、C C三節(jié)車三節(jié)車輛的輛的一半空調(diào)機(jī)組一半空調(diào)機(jī)組用用

14、 電，這樣即使有一臺逆變器出現(xiàn)故障，也能保證每一輛車有電，這樣即使有一臺逆變器出現(xiàn)故障，也能保證每一輛車有 一半空調(diào)機(jī)組工作。一半空調(diào)機(jī)組工作。 A A車的逆變器車的逆變器：分別向：分別向六節(jié)六節(jié)車輛的車輛的一半照明一半照明供電，保證一供電，保證一 臺臺A A車的逆變器出現(xiàn)故障時，各節(jié)車廂仍有一半照明。車的逆變器出現(xiàn)故障時，各節(jié)車廂仍有一半照明。 另一路另一路整流成整流成110V110V直流向蓄電池作浮充電，并向車輛上有觸點(diǎn)直流向蓄電池作浮充電，并向車輛上有觸點(diǎn) 控制電器等提供直流控制電器等提供直流110V110V電能。電能。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 1500V150

15、0V母線母線：貫穿全列車，保證在單受電弓跳弓或脫弓時能不間：貫穿全列車，保證在單受電弓跳弓或脫弓時能不間 斷地供給靜止逆變器斷地供給靜止逆變器1500V1500V直流電壓。直流電壓。 隔離二極管隔離二極管：串在受電弓與逆變器之間，以防止動車組雙弓通：串在受電弓與逆變器之間，以防止動車組雙弓通 過兩個供電區(qū)分段絕緣區(qū)時因差異在總線引起的環(huán)流。過兩個供電區(qū)分段絕緣區(qū)時因差異在總線引起的環(huán)流。 二、靜止輔助電源裝置二、靜止輔助電源裝置 1 1、電路結(jié)構(gòu)型式、電路結(jié)構(gòu)型式 輔助電源裝置以下幾種常用電路方式。輔助電源裝置以下幾種常用電路方式。 （1 1）直接三相）直接三相PWMPWM逆變器逆變器 逆變器

16、逆變器經(jīng)濾波器直接經(jīng)濾波器直接連到連到接觸網(wǎng)架線上接觸網(wǎng)架線上，因直流網(wǎng)壓，因直流網(wǎng)壓 1500V1500V，需用，需用4500V4500V的的GTOGTO（或（或IGBTIGBT）元件。）元件。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) LCLC為直流電源濾波；為直流電源濾波；TOTO為變壓器，原邊接、次邊為變壓器，原邊接、次邊Y Y接；接； ACLACL、ACCACC為三相交流濾波。為三相交流濾波。 注意注意：考慮到接觸網(wǎng)電壓波動的最低值，且輸出電流大，則：考慮到接觸網(wǎng)電壓波動的最低值，且輸出電流大，則GTOGTO 的導(dǎo)通比變化大，惡化了續(xù)流二極管；的導(dǎo)通比變化大，惡化了續(xù)流二極管

17、；GTOGTO的開關(guān)損耗和吸收的開關(guān)損耗和吸收 回路的損耗過大。故此種電路回路的損耗過大。故此種電路很少采用很少采用。 圖圖7-4 7-4 直接三相直接三相PWMPWM逆變器逆變器 電路圖電路圖： 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) （2 2）直接）直接1212相相PWMPWM逆變器逆變器 電路圖電路圖： 圖圖7-5 7-5 直接直接1212相相PWMPWM逆變器逆變器 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 特點(diǎn)特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：二個：二個電容器串聯(lián)電容器串聯(lián)，將直流電源，將直流電源分壓后接分壓后接到到逆變器逆變器，從，從 而使而使GTOGTO電壓可降低一半電壓可降低

18、一半。 逆變器輸出接兩個逆變器輸出接兩個變壓器變壓器，原邊，原邊接、接、次邊次邊采用采用兩重兩重Y Y 接接方式，可除去方式，可除去5 5次次、7 7次次諧波，諧波，降低輸出波形降低輸出波形的的畸變畸變。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：需兩個變壓器，：需兩個變壓器，體積龐大體積龐大，并存在直接三相，并存在直接三相PWMPWM逆變器逆變器 式的缺點(diǎn)。式的缺點(diǎn)。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) （3 3）斬波器和逆變器組合）斬波器和逆變器組合 電路圖電路圖： 圖圖7-6 7-6 斬波器和逆變器組合斬波器和逆變器組合 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 特點(diǎn)特點(diǎn)：先斬波先斬波，再逆變再逆

19、變 斬波器（斬波器（IGBTIGBT或或GTOGTO）將直流）將直流1500V1500V變換成合適的電壓。變換成合適的電壓。 逆變器（逆變器（IGBTIGBT或或GTOGTO），同直接），同直接1212相相PWMPWM逆變器。逆變器。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：彌補(bǔ)了上述兩種電路的不足。（：彌補(bǔ)了上述兩種電路的不足。（IGBTIGBT功率元件可使裝置功率元件可使裝置 體積小、重量輕、效率高、噪聲小，實(shí)現(xiàn)高性能的微機(jī)控特體積小、重量輕、效率高、噪聲小，實(shí)現(xiàn)高性能的微機(jī)控特 性）性） 2 2、應(yīng)用實(shí)例、應(yīng)用實(shí)例 （1 1）靜止逆變器電路）靜止逆變器電路 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 電路圖電路

20、圖： 圖圖7-7 7-7 靜止逆變電路原理框圖靜止逆變電路原理框圖 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 組成組成：靜止逆變器由線路濾波器、斬波器、直流回路濾波器、電：靜止逆變器由線路濾波器、斬波器、直流回路濾波器、電 壓型三相逆變器、輸出隔離變壓器及整流器（僅壓型三相逆變器、輸出隔離變壓器及整流器（僅A A車有，圖中車有，圖中 未畫出）等部分組成。未畫出）等部分組成。 接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)1500V1500V供電，由供電，由電源電源LCLC濾波濾波后經(jīng)一只用可關(guān)斷閘管后經(jīng)一只用可關(guān)斷閘管 GTOGTO為功率元件的為功率元件的斬波斬波器，將器，將1500V1500V變換為變換為770V77

21、0V，再經(jīng)，再經(jīng)中間電中間電 壓濾波壓濾波后送入由后送入由GTOGTO元件組成的元件組成的電壓型逆變器電壓型逆變器。最后經(jīng)。最后經(jīng)隔離變隔離變 壓器壓器輸出頻率為輸出頻率為50 Hz50 Hz、電壓為、電壓為380 V380 V（基波有效值）的三相（基波有效值）的三相 交流電和供給照明的交流交流電和供給照明的交流220 V220 V，另一路整流后得到，另一路整流后得到110 V110 V直直 流與蓄電池浮充電聯(lián)結(jié)。流與蓄電池浮充電聯(lián)結(jié)。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) （2 2）靜止逆變器的控制）靜止逆變器的控制 由獨(dú)立的微機(jī)控制，原理參見圖由獨(dú)立的微機(jī)控制，原理參見圖7-8

22、7-8所示。所示。 圖圖7-8 7-8 靜止逆變器控制原理圖靜止逆變器控制原理圖 原理框圖原理框圖： 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 斬波與逆變斬波與逆變 GTOGTO斬波器斬波器：工作頻率為：工作頻率為500Hz500Hz，采用脈寬調(diào)制（，采用脈寬調(diào)制（PWMPWM）控制。）控制。 GTOGTO逆變器逆變器：電壓型，：電壓型，180180導(dǎo)通型控制，輸出電壓波形矩形波。導(dǎo)通型控制，輸出電壓波形矩形波。 逆變器控制逆變器控制PACPAC系統(tǒng)系統(tǒng) PACPAC系統(tǒng)（見圖系統(tǒng)（見圖7-77-7）有）有4 4個功能塊：個功能塊： 電源功能塊電源功能塊（P-PACP-PAC）：提供控

23、制電源及斬波、逆變器的觸）：提供控制電源及斬波、逆變器的觸 發(fā)和關(guān)斷脈沖。發(fā)和關(guān)斷脈沖。 通信功能塊通信功能塊（C-PACC-PAC）：傳輸逆變器及列車上的各種信號，）：傳輸逆變器及列車上的各種信號， 寄存過程參數(shù)實(shí)際值。寄存過程參數(shù)實(shí)際值。 接口功能塊接口功能塊(I-PAC(I-PAC）：確定電參數(shù)所需值，監(jiān)控逆變器電壓）：確定電參數(shù)所需值，監(jiān)控逆變器電壓 、電流、溫度、延時時間及工作過程。它包括中央單元、通、電流、溫度、延時時間及工作過程。它包括中央單元、通 道、轉(zhuǎn)換單元，過程數(shù)據(jù)顯示及記錄等模塊。道、轉(zhuǎn)換單元，過程數(shù)據(jù)顯示及記錄等模塊。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng)

24、快速保護(hù)和控制功能塊快速保護(hù)和控制功能塊（F-PACF-PAC）：控制逆變器工作過程，）：控制逆變器工作過程， 寄存過程參數(shù)中實(shí)際值的模擬量，逆變器快速保護(hù)。它包括寄存過程參數(shù)中實(shí)際值的模擬量，逆變器快速保護(hù)。它包括 實(shí)際值寄存，模擬監(jiān)控，逆變器控制單元等模塊。實(shí)際值寄存，模擬監(jiān)控，逆變器控制單元等模塊。 快速保護(hù)功能快速保護(hù)功能：將模擬信號控制在極限值內(nèi)，若超極限值就封鎖：將模擬信號控制在極限值內(nèi)，若超極限值就封鎖 觸發(fā)脈沖，中斷逆變器工作，同時調(diào)整電壓控制器板工作狀觸發(fā)脈沖，中斷逆變器工作，同時調(diào)整電壓控制器板工作狀 態(tài)，短路晶閘管觸發(fā)工作；并且將逆變器中斷原因輸入態(tài)，短路晶閘管觸發(fā)工作；

25、并且將逆變器中斷原因輸入I-PACI-PAC 中，由中，由IPACIPAC確定是否重新啟動。確定是否重新啟動。 過程參數(shù)寄存模塊過程參數(shù)寄存模塊：寄存控制過程所需模擬值和重要數(shù)字信號。：寄存控制過程所需模擬值和重要數(shù)字信號。 信息采樣信息采樣：采樣間隔：采樣間隔300ms300ms。通過中央單元模塊的串行接口傳輸。通過中央單元模塊的串行接口傳輸 的故障信息，包括故障內(nèi)容和處理時間。的故障信息，包括故障內(nèi)容和處理時間。 PDAPDA模塊板模塊板：兩個四位字母：兩個四位字母/ /數(shù)字顯示屏，顯示過程參數(shù)；兩個工數(shù)字顯示屏，顯示過程參數(shù)；兩個工 作模式操作開關(guān)，確定寄存模式的位置、釋放寄存模式等。作

26、模式操作開關(guān)，確定寄存模式的位置、釋放寄存模式等。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 三、蓄電池三、蓄電池 作用作用：城軌車輛的蓄電池組既作：城軌車輛的蓄電池組既作直流直流110V110V備用電源備用電源，又作，又作整流整流 電路的濾波裝置電路的濾波裝置（類似可充放電的電容）。（類似可充放電的電容）。 直流電源正常工作時，蓄電池組處于浮充電狀態(tài)。直流電源正常工作時，蓄電池組處于浮充電狀態(tài)。 要求要求：能量密度高、充放電次數(shù)多、使用安全并滿足環(huán)保。：能量密度高、充放電次數(shù)多、使用安全并滿足環(huán)保。 種類種類：城軌車輛采用：城軌車輛采用酸性酸性、堿性堿性蓄電池。蓄電池。 酸性蓄電池酸

27、性蓄電池：重量較輕，電壓為：重量較輕，電壓為2 22.1V2.1V。工作時散發(fā)有害的。工作時散發(fā)有害的 硫酸蒸汽。硫酸蒸汽。 堿性蓄電池堿性蓄電池：能承受較大電流，耐振動、沖擊，對過充電和欠：能承受較大電流，耐振動、沖擊，對過充電和欠 充電不很敏感，自放電極弱，使用壽命較長，在同樣容量條充電不很敏感，自放電極弱，使用壽命較長，在同樣容量條 件下，體積和重量較小，不發(fā)散有害氣體。如件下，體積和重量較小，不發(fā)散有害氣體。如鎘鎳蓄電池鎘鎳蓄電池。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) FNC260LFNC260L型纖維結(jié)構(gòu)電極鎘鎳堿性電池型纖維結(jié)構(gòu)電極鎘鎳堿性電池 所用電解液為淡化的氫氧

28、化鉀。所用電解液為淡化的氫氧化鉀。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：除上述優(yōu)點(diǎn)外，因采用纖維結(jié)構(gòu)極板而：除上述優(yōu)點(diǎn)外，因采用纖維結(jié)構(gòu)極板而更具優(yōu)點(diǎn)更具優(yōu)點(diǎn)： （1 1）立體式多孔纖維構(gòu)造能容納）立體式多孔纖維構(gòu)造能容納9090的活性物質(zhì)，因而導(dǎo)的活性物質(zhì)，因而導(dǎo) 電能力和容量非常高，能迅速地充電和放電；電能力和容量非常高，能迅速地充電和放電； （2 2）纖維結(jié)構(gòu)沒有加碳和其他碳化物質(zhì)，無須更換昂貴的）纖維結(jié)構(gòu)沒有加碳和其他碳化物質(zhì)，無須更換昂貴的 電解液；電解液； （3 3）極板的纖維結(jié)構(gòu)富有彈性，能承受各種機(jī)械壓力，因）極板的纖維結(jié)構(gòu)富有彈性，能承受各種機(jī)械壓力，因 此極板變形減少；此極板變形減少； （4 4）電

29、解質(zhì)不會侵蝕極板的纖維結(jié)構(gòu)而影響導(dǎo)電能力，因）電解質(zhì)不會侵蝕極板的纖維結(jié)構(gòu)而影響導(dǎo)電能力，因 而蓄電壽命可長達(dá)而蓄電壽命可長達(dá)2020年之久。年之久。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：主要是單個電池的電壓較低，僅：主要是單個電池的電壓較低，僅1V1V多些。多些。 7.2 靜止逆變輔助電源系統(tǒng)靜止逆變輔助電源系統(tǒng) 應(yīng)用應(yīng)用：每個每個電池標(biāo)稱電壓電池標(biāo)稱電壓1.23V1.23V，8080個個蓄電池構(gòu)成一組計(jì)蓄電池構(gòu)成一組計(jì)98.4V98.4V ；可為；可為額額定電定電壓壓110V110V、工作、工作電壓范圍為電壓范圍為77V77V115V115V的低壓電器的低壓電器 供電。供電。 車輛上車輛上該蓄電池容量為該蓄電池容量

30、為120 120 AhAh，在，在斷電斷電時可時可維持維持303045 45 minmin的的應(yīng)急通風(fēng)和照明應(yīng)急通風(fēng)和照明。 7.3 京復(fù)京復(fù)-八線地鐵輔助電源系統(tǒng)八線地鐵輔助電源系統(tǒng) 北京復(fù)北京復(fù)- -八線地鐵等車輛采用靜止逆變器。八線地鐵等車輛采用靜止逆變器。 原理框圖原理框圖： 圖圖7-9 7-9 靜止逆變電源系統(tǒng)框圖靜止逆變電源系統(tǒng)框圖 7.3 京復(fù)京復(fù)-八線地鐵輔助電源系統(tǒng)八線地鐵輔助電源系統(tǒng) 1 1、輸入回路、輸入回路 組成組成：保護(hù)回路、：保護(hù)回路、LCLC濾波器、濾波電容充電回路。濾波器、濾波電容充電回路。 （1 1）保護(hù)回路）保護(hù)回路 組成組成：一般有隔離開關(guān)、熔斷器、輔助高

31、速斷路器。：一般有隔離開關(guān)、熔斷器、輔助高速斷路器。 隔離開關(guān)隔離開關(guān)：隔離輔助電源與高壓回路，便于設(shè)備檢修和維護(hù)。：隔離輔助電源與高壓回路，便于設(shè)備檢修和維護(hù)。 熔斷器、輔助高速斷路器熔斷器、輔助高速斷路器：保護(hù)輔助電源的過載、短路，及其：保護(hù)輔助電源的過載、短路，及其 它故障保護(hù)。它故障保護(hù)。（IGBTIGBT逆變電源，輕故障時控制系統(tǒng)可自動復(fù)位，重大逆變電源，輕故障時控制系統(tǒng)可自動復(fù)位，重大 故障則須斷開輔助高速斷路器，延時后自動再啟動）故障則須斷開輔助高速斷路器，延時后自動再啟動） （2 2）濾波電容充電回路）濾波電容充電回路 采用功率電子元件短接充電電阻的開關(guān)。采用功率電子元件短接充

32、電電阻的開關(guān)。 7.3 京復(fù)京復(fù)-八線地鐵輔助電源系統(tǒng)八線地鐵輔助電源系統(tǒng) 2 2、升降壓斬波器、升降壓斬波器 因因GTOGTO開關(guān)元件斬波頻率較低，則電路中設(shè)置了升降壓斬波開關(guān)元件斬波頻率較低，則電路中設(shè)置了升降壓斬波 器，將輸入變化的網(wǎng)壓變換為穩(wěn)定的直流電壓。器，將輸入變化的網(wǎng)壓變換為穩(wěn)定的直流電壓。 如北京復(fù)如北京復(fù)- -八線地鐵列車，升降壓斬波器如圖八線地鐵列車，升降壓斬波器如圖7-107-10所示，高所示，高 壓直流輸出電壓壓直流輸出電壓DCDC675V675V。 圖圖7-10 7-10 升降壓斬波器電路升降壓斬波器電路 7.3 京復(fù)京復(fù)-八線地鐵輔助電源系統(tǒng)八線地鐵輔助電源系統(tǒng) 工

33、作過程工作過程： GT1 GT1通，經(jīng)通，經(jīng)D2D2給給FC2FC2充電，充電，SLSL儲存磁能；儲存磁能； GT1GT1斷，斷，SLSL經(jīng)經(jīng)D2D2、 D1D1釋放能量給釋放能量給FC3FC3充電（即充電（即V0V0）。）。 GT2 GT2通，經(jīng)通，經(jīng)D1D1給給FC1FC1充電，充電，SLSL儲存磁能；儲存磁能； GT2GT2斷，斷，SLSL經(jīng)經(jīng)D2D2、 D1D1釋放能量給釋放能量給FC3FC3充電（即充電（即V0V0）。）。 GT1GT1、GT2GT2圖示時序圖圖示時序圖： 圖圖7-11 GT17-11 GT1、GT2GT2導(dǎo)通和關(guān)斷時序圖導(dǎo)通和關(guān)斷時序圖 可見，只要根據(jù)采樣的網(wǎng)可見，

34、只要根據(jù)采樣的網(wǎng) 壓壓VLVL值，改變值，改變GT1GT1、GT2GT2的導(dǎo)的導(dǎo) 通時間通時間t1t1，就可控制其輸出，就可控制其輸出 電壓為恒值。該電路中電壓為恒值。該電路中GT1GT1、 GT2GT2的開關(guān)頻率為的開關(guān)頻率為300Hz300Hz。 7.3 京復(fù)京復(fù)-八線地鐵輔助電源系統(tǒng)八線地鐵輔助電源系統(tǒng) 3 3、三相逆變電路、三相逆變電路 6 6只功率開關(guān)元件組成，采用只功率開關(guān)元件組成，采用SPWMSPWM控制。（參見牽引逆變控制。（參見牽引逆變 器，但為器，但為恒壓恒頻恒壓恒頻） 輸出電壓反饋與儲存的參考值比較，其偏差作為功率元件輸出電壓反饋與儲存的參考值比較，其偏差作為功率元件 門極信號的指令，控制輸出門極信號的指令，控制輸出電壓恒定電壓恒定。頻率頻率的控制采用內(nèi)置的控制采用內(nèi)置 晶振信號。晶振信號。 4 4 、交流濾波電路、交流濾波電路 三相逆變輸出方波電壓，三相逆變輸出方波電壓， 含大量的諧波，須經(jīng)濾波后含大量的諧波，須經(jīng)濾波后 才能供給負(fù)載。三相交流濾才能供給負(fù)載。三相交流濾 波電路如圖所示，由電感和波電路如圖所示，由電感和 電容串聯(lián)而成。電容串聯(lián)而成。 圖圖7-12 7-12 三相交流濾