项目7城市轨道交通牵引系统高艺63课件

《城市轨道交通车辆构造》主讲人：高艺项目7

城市轨道交通牵引系统任务要求1.牵引逆变器的结构;2.牵引逆变器的工作原理.学习目标1.牵引逆变器的电路结构组成；2.逆变器单元的工作原理.

VVVF逆变器是将1500V恒定直流电压转换为用于牵引电机的三相交流电压输出（针对不同的速度和力矩，频率和振幅可变）。四、牵引逆变器的结构及工作原理牵引控制单元充电电容IGBT散热装置门极驱动牵引逆变器实物图片（一）结构：四、牵引逆变器的结构及工作原理牵引逆变器实物图片牵引控制单元（一）结构：四、牵引逆变器的结构及工作原理牵引逆变器实物图片门极驱动（一）结构：四、牵引逆变器的结构及工作原理牵引逆变器实物图片IGBT（一）结构：四、牵引逆变器的结构及工作原理（一）结构：四、牵引逆变器的结构及工作原理课间提问IGBT的在牵引逆变器中的作用是什么？（一）结构：四、牵引逆变器的结构及工作原理四、牵引逆变器的结构及工作原理（二）牵引逆变器的电路结构：

牵引逆变器电路主要由输入电路，逆变器单元，牵引控制单元构成。除以上主要部分外，牵引逆变器还包括各种辅助的电源供应、散热系统等。（二）牵引逆变器的电路结构：

1.输入电路。输入电路包括线路电抗器、线路接触器、线路电容器。它们的设计考虑了牵引逆变器最大输入电流、最大可允许冲击电流、线路电压瞬间变化和EMC要求等因素。。四、牵引逆变器的结构及工作原理（二）牵引逆变器的电路结构：

2.逆变器单元

（1）逆变器单元主要构成：①逆变器部分。PWM逆变器由三相组成，每一相带两个开关，它们都使用IGBT(或GTO)模块。在输出端子上，它提供可变频率、可变振幅的三相电源，持续改变所连接的牵引电机的转速和扭矩。它可以运行在牵引模式和电制动模式（再生电能）四、牵引逆变器的结构及工作原理（二）牵引逆变器的电路结构：

②制动斩波部分。逆变器配有两个或一个制动斩波器。外部制动电阻器与这两个制动斩波器相连。制动斩波器与制动电阻器一起构成制动电路。制动电路的功能是：施加电制动时，牵引电机是作为发电机运行，它将列车动能转换为电能。续流二极管还能保证在接触器分断及直流高速开关分断时不致于造成电流突然中断而引起直流回路过压。四、牵引逆变器的结构及工作原理（二）牵引逆变器的电路结构：续流二极管四、牵引逆变器的结构及工作原理（二）牵引逆变器的电路结构：

2.逆变器单元

（2）逆变器单元的工作原理：逆变器单元的工作原理类似于其他的电源逆变器,功率元件的开断的信号由控制单元发出,通过门极驱动单元来驱动。四、牵引逆变器的结构及工作原理（二）牵引逆变器的电路结构：

3.牵引控制单元牵引控制单元实现对牵引逆变器的控制和检测，每套牵引系统配备一个牵引控制单元。牵引控制单元为微机控制系统，监测和控制牵引系统的大部分功能，在列车中是分布式控制系统的一部分。牵引控制单元通过列车线及通信线路（例如MVB）与列车连接。随技术和牵引控制理论的不断发展，早期在牵引控制单元完成的部分功能已经在列车控制单元中实现。

牵引控制单元既是软件，又是硬件，具有自诊断、故障诊断、存储功能和自监视功能。四、牵引逆变器的结构及工作原理（三）牵引逆变器的工作原理：

牵引逆变器是通过改变VVVF逆变器各开关元件（如IGBT，GTO等）的开通时间来改变负载的电压，通过改变VVVF逆变器各开关元件开通的周期来改变输出的频率。根据异步电动机的原理，电机转矩与电机电压和电源频率之比的平方成正比、与转差频率成正比。同时，当转差频率为负值时，转矩为负值，产生制动力。因此，在采用VVVF逆变器的电动车中，只要控制压频比和转差频率即可自由地控制牵引力和再生制动力。即只需控制3个因素：逆变器输出电压、逆变频率、转差频率，城轨车辆在运行过程中牵引