电传动控制技术_6_交流传动.ppt

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1、——交流牵引传动技术北京交通大学电气工程学院黄彧电力牵引控制技术交流传动的早期发展阶段1879年出现第一台电力机车1881年第一台直流供电城市电车1891年德国西门子试验车：两条架空线+一条轨道提供550V三相交流1898年西门子在一台两轴车上安装了变压器，由三根架空线提供10kV/50Hz三相交流电，绕线转子异步电机，转子串电阻实现转差调节50年代初，整流器机车的问世，结束了电力牵引交流传动技术的早期发展阶段交流传动技术的发展1964年在西德的BBC提出了逆变器的分谐波控制概念和方法1971年德联邦试运DE2500内燃机车，证实三相交流异步牵引：高牵引力、高粘着利

2、用、高制动性能、无磨损少维修、动力学性能好19835台四轴5600KW交流传动干线电力机车BR120投入运用随着电力电子技术和微电子技术的发展，60年代中，有可能把单相交流变换成适合于牵引用的三相交流电：交流传动的近代发展阶段（20世纪60年代以来）1964脉宽调制逆变器1971磁场定向控制1973四象限脉冲整流器1985直接转矩自控制法Locomotive2000-Series460-oftheSwissFederalRailwaysAEG12XUniversalLocomotiveS252EuroSprinter-“欧洲短跑手”第一代EuroSprinter

3、：BR1271992第二代EuroSprinter：BR1982003第三代EuroSprinter：RH12162005第二代EuroSprinter：BR198主牵引变流器主牵引变流器一相桥臂6.5kVIGBT已开通300km/h高速列车的国家法国：TGV于1989年开始投入运行，目前有超过百列的TGV按300公里的时速在运行；日本：在新干线运行的列车1996年达到了时速300公里；意大利：1996年以来，动车组（EMU）就实现了时速300公里；西班牙：AVE是以法国的TGV为基础，按西班牙铁路的要求制造的，时速达300公里；德国：新一代ICE-3在2002年正

4、式投入运营，最高时速为300公里。200系400系E1E2E3E4STAR210系100系300系700系[951试验车][961试验车]198519921999300X100N系300N系500系WIN350东北·上越·山形·北陆秋田东海道山阳1964100系300系400系E1系E2系日本高速列车发展E3系E4系500700800法国高速列车发展TGV-PSETGV-ATGV-2NTGV东南线大西洋线第二代198119891990.5.18创515.3km/h记录AVE1992西班牙高速线用TGV-R高速联线、北方线1993TGV-TMST1994英、比、法三国

5、国际线TGV-PBKA1996法、荷、比、德四国国际线TGV-K1997韩国高速线用1996第三代双层高速列车，东南线、地中海线第四代2006法国东部线第一代TGV-ATGV-TMSTTGV-2NAVG德国高速列车IEC-VICE1ICE5ICT德国-瑞士/奥地利第一代19851991ICE4使用磁悬浮技术，汉堡-柏林新型转向架摆式列车，运行速度230km/h试验车第二代ICE2199660列运行，速度280km/h44列运行，速度280km/h第三代ICE31997陡坡线路速度300km/hICE21ICE1ICE2ICE3我国交流传动机车1996年6月完成了中国

6、首台干线交流传动原型机车AC4000的试制采用自主研发的电压型非对称快速晶闸管油冷变流机组1025kW三相异步牵引电机在环行试验基地完成了最高速度120km/h的各项性试验。AC4000DJ九方DJ2奥星DJJ1蓝箭CRH动车组交流电机调速方法1-轴承盖；2-端盖；3-接线盒；4-定子铁心；5-定子绕组；6-散热筋；7-转轴；8-转子；9-风扇；10-罩壳；11-轴承；12-机座123645789101112U2U1W2V1W1V2n三相异步电动机基本工作原理电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流电磁力：转

7、子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转。交流传动异步电机控制技术U/f恒定控制转差频率控制磁场定向控制转子旋转坐标系直接转矩控制定子绕组坐标系U/f恒定控制U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的效率，功率因数不下降。因为是控制电压与频率之比，称为U/f控制。存在问题：低速性能较差，转速极低时，电磁转矩无法克服较大的静摩擦力，不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化；无法准确的控制电动机的实际转速。由于恒U/f变频器是转速开环控制，设定值为定子