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轨道交通能量回馈安装的设想与实现

2015-04-08 14:38:32
轨道交通能量回馈安装的设想与实现

孙久军、曹广芹、徐春红
山东新风光电子科技发展有限公司
 
择要:在扼要引见轨道交通运转情况的基础上,本文在硬件电路、机能及特性、运转结果等几个方面引见了轨道交通回馈安装。此装备能够将有功功率、无功功率回馈电网,具有运转灵敏、响应快、THD小等特性。
www.i22138.com能量回馈、电流掌握、逆变
 
The Designing of Railway Power Feedback Equipment
 
Abstract: In the front of this article, the running environment is introduced. The power feedback equipment is introduced in these fields such as hardware circuit, capability, performance, running effect and so on. This equipment can feedback power, reactive power. It runs fast with little THD.
Keywords:  Power feedback, Current control, Invert
 
www.i22138.com.弁言:
地铁、城铁等大都有轨车辆所需电源为直流电源。在车辆刹车、制动时发生的能量向直流母线回馈。此时,将举高直流母线的电压。假如直流电压超越限定值,用以惹起与直流母线相连接的装备破坏,以至是发生严峻的安全事故。传统上,当电压超越安全范畴时,接纳电阻丝将其能量以热量的情势耗损掉。这就形成了能源华侈和环境污染两个成绩。
跟着电力电子技术的开展,这个问题曾经有了理想的解决方法。我公司研制了轨道交通能量回馈安装,将车辆刹车流到直流母线的电能逆变位与电网同步的电能,并回馈至好流电网。单机功率到达1.5MW,弥补了海内手艺空缺。


2.装备硬件电路
此品种型的装备功率到达1.5MVA,接纳单位级联构造。体系机构如图1 所示。

       体系包罗主电路、检测部门、掌握部门。主电路的枢纽是开关元件IGBT,本部分的感化为完成电力的转换,将直流电网充裕的电能转换为交流电并网。检测部门次要由传感器构成,其次要感化为检测交换电网的电压、电流、相位,检测直流侧的电压、电流,并将检测到的物理旌旗灯号转换为弱电信号,将其送入掌握单位。掌握单位的感化为按照传感器输入的旌旗灯号和内部输入的旌旗灯号做出判定,输出PWM旌旗灯号掌握IGBT行动,使其完成电能的转换;掌握单位还具有输入输出的接口,承受内部指令旌旗灯号,并将本体系的形态传给相干的体系。元件每一个单位内部接纳三点平逆变构造。图纸幅度所限,在此只给出每一个单位的主电路拓扑如图2所示。接纳电解电容作为逆变前的储能元件,低落直流母线的电压颠簸。主开关器件选用IGBT,输出侧利用电抗器滤波。焦点掌握芯片接纳TI公司的TMS320LF2000系列的芯片,此系列的芯片是专门为电力电子转换而设想的芯片,有丰硕的片表里设功用。包罗有如下外设:变乱管理器:定时器和用于数字机电掌握的PWM发生器;CAN接口 ;具有16通道10位A/D;SPI串行外设接口;SCI串行通讯接口。
3.主要性能及手艺特性
在多年研制大功率变频器及能量并网回馈安装的手艺基础上,胜利研制出轨道交通能量回馈安装。颠末一年的胜利运转证实,该产物有如下手艺特性:(1)掌握上接纳电压电流双闭环矢量掌握,显现电流源特性,电流环是本安装的掌握焦点。(2)接纳多单位并联,理论上功率能够无穷扩大,各个单位之间接纳多重化载波移相手艺,极大的减小了网侧电流总谐波。在某个单位发作毛病时,不影响其他单位的运转,整机能够将额利用。(3)网侧逆变器接纳三电平电路拓扑,顺应网侧电压范畴广,同时也有益于减小网侧电流总谐波。(4)并网变流器接纳先辈的PWM掌握手艺,不单能够向交换电网回馈有功功率,并且能够回馈无功功率,超前和滞后的无功功率均能灵敏调理。(5)具有静态呼应快,按照直流母线电压及下级掌握旌旗灯号,能够瞬时满意大范畴功率变革要求,适应性强。(6)具有温度,过流,短路,旁路,网侧电压非常等各类庇护功用。(7)具有多种模仿量和数字量接口,具有CAN总线或RS485串行总线等接口,与网络中的其他装备毗连便利,掌握灵敏。(8)此种装备在短时工作制条件下事情,接纳天然冷却的方法。因为不利用冷却风机,从而提高了整机服从及可靠性。
4.整机运转结果
在做实验时发明跟着整机电流的增长,整机服从成增长之势,整机谐波电流成减小之势。图3 为整机回馈电网电流2000A时的三相电流波形图。经由过程检测装备得知馈网电流完整满意国家标准。www.i22138.com
恰是由于此类装备采纳了本文所述的步伐,具有本文所述的特性。此类装备自投入运转以来运转优良,为用户节省了能源,削减了用户对情况的净化,而且给用户带来了可观的经济效益。
 
参考文献:
[1] 王兆安、黄俊. 电力电子技术. 机械工业出版社 2001年第四版
[2] 张燕宾. SPM变频调速应用技术. 机械工业出版社 2001年第二版
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