第4章 变流器.pdf

车辆电气 第四章变流器 变流器 作用及分类 原理及应用 组成及各部件 变流器 ∗牵引变流器 电力机车以及安装电传动装置的其他机车上 设置在牵引主电路中的变流器。牵引变流器 的功能是转换直流制和交流制间的电能量， 并对各种牵引电动机起控制和调节作用，从 而控制机车的运行。  干线铁路牵引变流器  城市轨道交通变流器 变流器 ∗辅助变流器 ∗辅助变流器主要是用于将受电弓上的电转换 成三相交流电供给车载设备（非牵引），例 如空调、空压机等三相均衡负载以及电热、 接触器等不均衡负载。 牵引变流器 ∗牵引变流器组成 ∗牵引变流器由四象限整流器、直流 环节、PWM逆变器组成，采用 IGBT元件。牵引变流器的性能适应 机车大牵引力的特点。 思考：城市轨道交通车 辆牵引变流器的组成 四象限整流器 整流器 —— 回忆电力电子技术课程中AC/DC 四象限运行 四象限变流器，机车在牵引状态下为整流 器，在电制动状态下为逆变器（再生制 动），在两种不同的状态下，IGBT可以使 电压与电流在四个象限内，根据需要调节， 所以叫做四象限变流器。 四象限整流器 中间直流电路 中间直流电路是四象限整流器和电机侧逆 变器之间的中间环节，起着很重要的作用。 主要作用 在网侧整流器和电机侧逆变器之间实现瞬时 功率平衡。 储能电容向牵引电机提供基波无功功率和高 次谐波的通路。 中间直流电路 中间直流电路是四象限整流器和电机侧逆 变器之间的中间环节，起着很重要的作用。 主要作用 变流器换流能力直接受中间电路电压的 影响，逆变器的调制电压质量也取决于其 平衡程度，因此对它要求较高。 中间直流电路是保证交一直一交系统正 常工作的一个重要环节。 中间直流电路 中间直流电路的组成 中间直流电路由中间电压支撑电容、瞬时过电压 限制电路和主接地保护电路组成。 (1) 中间支撑电容组件外形见图3 。 (2)瞬时过电压限制电路由IGBT和限流电阻组成。 (3)主接地保护电路由跨按在中间回路的2个串联 电容和1个接地信号传感器组成。每套机组分别含3 套接地保护电路，可以分别对3个交一直一交电路 进行检测和保护，接地检测信号送TCMS 。可以通 过转换接地故障开关，实施对接地保护的隔离。 中间直流电路 PWM逆变器 逆变器 —— 回忆电力电子技术中逆变器拓扑结构、原理及作 用 PWM技术 —— 回忆PWM控制原理、PWM控制如何实现 PWM逆变器 逆变器 ——关键词：三相全桥逆变、 180°控制方式、电压型逆变器 相电压波形 线电压 PWM逆变器 PWM技术 —— 关键词：采样等效原理、调制、同步调制、异步 调制、占空比 PWM逆变器 牵引变流器主要环节的控制方法 四象限整流器控制 （一）PWM整流器控制 PWM整流器是一个电力转换系统，它采用IGBT 将交流电转换成直流电，其特性如下： 与二极管电桥相比．IGBT与二极管反并联，将交流电转换成直 流电。 直流输出电压幅值大于交流输入电压幅值 在交流电路中功率因数能控制到1.0 即使当交流电电源、直流电负载变化时， 直流输出电压也能被控制在恒定状态。 牵引变流器主要环节的控制方法 四象限整流器控制 二极管整流器 PWM整流器