Το τρένο maglev υψηλής ταχύτητας που λειτουργεί στη Σαγκάη είναι ένα τρένο maglev TR08 που εισάγεται από τη Γερμανία, το οποίο χρησιμοποιεί έναν γραμμικό σύγχρονο κινητήρα μακρού στάτη και ένα σύστημα αιώρησης αγωγιμότητας σταθερού ρεύματος. Το σύστημα τροφοδοσίας έλξης του φαίνεται στο Σχήμα 1 και αποτελείται από κύρια εξαρτήματα όπως ένας μετασχηματιστής υψηλής τάσης (110kv/20kv), ένας μετασχηματιστής εισόδου, ένας μετατροπέας εισόδου, ένας μετατροπέας και ένας μετασχηματιστής εξόδου.
Το σύστημα τροφοδοσίας έλξης του τρένου maglev μετατρέπεται από την τάση δικτύου 110kv σε 20kv μέσω ενός μετασχηματιστή υψηλής τάσης και στη συνέχεια μετατρέπεται σε τάση συνεχούς ρεύματος ±2500v από τον μετασχηματιστή εισόδου και τον μετατροπέα εισόδου. Η τάση DC από τη σύνδεση DC μετατρέπεται σε τριφασική ισχύ AC με μεταβλητή συχνότητα (0~300Hz), μεταβλητό πλάτος (0~×4,3kv) και ρυθμιζόμενη γωνία φάσης (0~360°) από τριφασικό τριφασικό - point inverter.Ο μετατροπέας έλξης του τρένου maglev έχει δύο τρόπους λειτουργίας:
(1) Η λειτουργία άμεσης εξόδου της διαμόρφωσης πλάτους παλμού μετατροπέα είναι η λειτουργία εξόδου όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε χαμηλή συχνότητα, με συχνότητα μεταγωγής 0~70Hz. Αυτή τη στιγμή, δύο σετ μετατροπέων τριών σημείων συνδέονται παράλληλα και η έξοδος συνδέεται μέσω της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή εξόδου, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Αυτή τη στιγμή, η κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή εξόδου είναι ισοδύναμη με παράλληλος αντιδραστήρας εξισορρόπησης και παίζει επίσης ρόλο φιλτραρίσματος.
(2) Η λειτουργία εξόδου μετασχηματιστή είναι η λειτουργία εξόδου όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε υψηλή συχνότητα, με συχνότητα μεταγωγής 30Hz~300Hz. Αυτή τη στιγμή, τα δύο σετ μετατροπέων στον κύριο μετατροπέα έλξης συνδέονται σε σειρά στην κύρια πλευρά του μετασχηματιστή εξόδου και η έξοδος εξέρχεται αφού ο μετασχηματιστής εξόδου αυξήσει την τάση.
Μετασχηματιστής EFD Μετασχηματιστής EI Μετασχηματιστής PQ
3.1 Μετατροπέας εισόδου
Η μπροστινή βαθμίδα του μετατροπέα εισόδου αποτελείται από έναν μετασχηματιστή υψηλής τάσης και έναν μετασχηματιστή εισόδου. Ο μετασχηματιστής εισόδου αποτελείται από δύο μετασχηματιστές ανορθωτή, των οποίων η λειτουργία είναι να μειώνουν την τάση του δικτύου υψηλής τάσης μέσω του δευτερεύοντος μετασχηματιστή και στη συνέχεια να την στέλνουν στον μετατροπέα εισόδου. Για μετασχηματιστές ανορθωτή υψηλής τάσης μεγάλης χωρητικότητας, προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση ανόρθωσης, χρησιμοποιούνται δύο σετ ανορθωτικών γεφυρών 6 παλμών. Κάθε σετ μετασχηματιστών ανορθωτή τροφοδοτείται από δύο σετ τριφασικών περιελίξεων, μία διασταύρωση y και μία διασταύρωση d. Το σύστημα στατικού μετατροπέα υιοθετεί ένα σχήμα τριών μονοφασικών μετασχηματιστών τριών περιελίξεων, οι οποίοι συνδέονται για να σχηματίσουν το σχήμα μετασχηματιστή ανορθωτή ομάδας y/y, d που φαίνεται στο Σχήμα 2 μέσω της προδιαγεγραμμένης σύνδεσης κάθε περιέλιξης. Τα κύρια πλεονεκτήματά του είναι:
(1) Μικρή πλεονάζουσα χωρητικότητα, πιο οικονομική.
(2) Μικρή ενιαία χωρητικότητα, ευκολότερη κάλυψη των απαιτήσεων μεταφοράς για το μέγεθος της συσκευής.
(3) Οι τρεις περιελίξεις μπορούν να τοποθετηθούν στην ίδια στήλη πυρήνα, γεγονός που συμβάλλει στη μείωση της αρμονικής απώλειας του μετασχηματιστή.
Προκειμένου να ελεγχθεί η τάση σύνδεσης συνεχούς ρεύματος του ενδιάμεσου κυκλώματος και να μειωθεί η διέγερση από την πλευρά του δικτύου, κάθε ανορθωτής του συστήματος αποτελείται από μια εξαπαλική τριφασική πλήρως ελεγχόμενη ανορθωτική γέφυρα και μια εξαπαλική τριφασική μη ελεγχόμενη ανορθωτική γέφυρα σε σειρά, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Με αυτόν τον τρόπο, τα δύο σετ ανορθωτών συνδέονται σε σειρά και το μεσαίο σημείο γειώνεται μέσω υψηλής αντίστασης (όπως φαίνεται στο σχήμα 1), σχηματίζοντας έναν ενδιάμεσο κύκλωμα τριών δυναμικών συνδέσμου DC . Η τάση του συνδέσμου DC είναι ελεγχόμενη, κυμαίνεται από 2×1500V έως 2×2500V και το ονομαστικό ρεύμα είναι 3200A. Προκειμένου να ληφθεί ένα ομαλό ρεύμα συνεχούς ρεύματος, ένας αντιδραστήρας εξομάλυνσης συνδέεται σε σειρά στο ενδιάμεσο κύκλωμα. Ταυτόχρονα, για να αποτραπεί η υπέρταση της γέφυρας ανορθωτή και της σύνδεσης DC, υιοθετείται προστασία από υπέρταση από την πλευρά DC. Στο ενδιάμεσο κύκλωμα ζεύξης DC, υπάρχουν θυρίστορ και αντιστάσεις υψηλής ισχύος με προστασία εκφόρτισης ως συσκευές πλευρικής απορρόφησης DC για την καταστολή της υπέρτασης. Επιπλέον, το ενδιάμεσο σημείο του συνδέσμου DC του ενδιάμεσου κυκλώματος είναι γειωμένο μέσω προστασίας υψηλής αντίστασης και διαθέτει ένδειξη σφάλματος γείωσης.
3.2 Μετατροπέας έλξης
(1) Δομή μετατροπέα
Η δομή μιας φάσης στον τριφασικό μετατροπέα του τρένου Shanghai Maglev φαίνεται στο Σχήμα 3. Ο κύριος σωλήνας υιοθετεί τη συσκευή πλήρους ελέγχου GTO. Το κύριο κύκλωμα υιοθετεί δύο κύριους σωλήνες σε σειρά με μια δίοδο σύσφιξης στο μεσαίο σημείο. Αυτό το κύκλωμα ονομάζεται επίσης μετατροπέας τριών σημείων (ή ενσωματωμένος μεσαίο σημείο τριών επιπέδων). Αυτό μπορεί να μειώσει την τάση αντοχής του κύριου σωλήνα στο μισό. Ταυτόχρονα, κάτω από την ίδια συχνότητα μεταγωγής και λειτουργία ελέγχου, οι αρμονικές της τάσης εξόδου ή του ρεύματος είναι μικρότερες από αυτές των δύο επιπέδων και η τάση κοινής λειτουργίας που παράγεται από την τάση εξόδου στο άκρο του κινητήρα είναι επίσης μικρότερη , το οποίο είναι ευεργετικό για την παράταση της διάρκειας ζωής του κινητήρα.
Οι τέσσερις κύριοι σωλήνες κάθε βραχίονα γέφυρας φάσης έχουν τρεις διαφορετικούς συνδυασμούς on-off και δίνουν διαφορετικές τάσεις αντίστοιχα (βλ. Πίνακα 1). Η τάση αιχμής του κύριου GTO είναι 4,5 kV και το ρεύμα αιχμής είναι 4,3ka. Ο μετατροπέας τριών σημείων απαιτεί να μην μπορούν να ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα τα κύρια V1 και V4 και οι παλμοί ελέγχου των V1 και V3, V2 και V4 να είναι αμοιβαία αντίθετοι. Επιπλέον, η παραπάνω κύρια μετατροπή ενεργοποίησης-απενεργοποίησης πρέπει να συμμορφώνεται με την αρχή της πρώτης απενεργοποίησης και μετά ενεργοποίησης.
Ο μετατροπέας τριών επιπέδων έχει αναπτυχθεί με βάση τον μετατροπέα δύο επιπέδων. Η εισαγωγή της τεχνολογίας ώριμου ελέγχου του μετατροπέα δύο επιπέδων στον μετατροπέα τριών επιπέδων έχει διαμορφώσει μια ποικιλία στρατηγικών ελέγχου μετατροπέα. Επί του παρόντος, οι πιο ώριμες στρατηγικές ελέγχου που χρησιμοποιούνται για μετατροπείς τριών επιπέδων είναι: μέθοδος ελέγχου ενός παλμού, μέθοδος ελέγχου SPWM διπλού κύματος διαμόρφωσης, μέθοδος ελέγχου PWM αγωγιμότητας 120°, μέθοδος ελέγχου PWM κλιμακούμενης φάσης 90°, απόκλιση δυναμικού ουδέτερου σημείου μέθοδος ελέγχου PWM καταστολής, μέθοδος ελέγχου βέλτιστη συχνότητα μεταγωγής PWM, μέθοδος ειδικής χαμηλής τάξης αρμονικής εξάλειψης (SHEPWM), μέθοδος ελέγχου διανυσματικών διανυσμάτων τάσης μετατροπέα τριών επιπέδων (SVPWM) και μέθοδος ελέγχου διανυσματικών διανυσμάτων καταστολής δυναμικής απόκλισης ουδέτερου σημείου [2,3 ].
(2) Κύκλωμα κίνησης GTO
Το κύκλωμα κίνησης GTO υψηλής ισχύος πρέπει πρώτα να λύσει τα προβλήματα απομόνωσης και κατά των παρεμβολών. Το σήμα παλμού σκανδάλης του GTO στον κύριο μετατροπέα έλξης του Shanghai Maglev Train μεταδίδεται με καλώδιο οπτικών ινών, έτσι επιλύονται τα προβλήματα απομόνωσης και κατά των παρεμβολών, διασφαλίζοντας έτσι την ακρίβεια του παλμού σκανδάλης GTO και διασφαλίζοντας έμμεσα την ασφάλεια οδήγησης του Maglev Τρένο. Επιπλέον, το κλειδί για το εάν το κύκλωμα κίνησης GTO υψηλής ισχύος μπορεί να λειτουργήσει κανονικά βρίσκεται στο τροφοδοτικό. Το πλάτος του παλμού σκανδάλης της πύλης GTO θα πρέπει να είναι αρκετά υψηλό και το μπροστινό άκρο του πρέπει να είναι απότομο, ενώ το πίσω άκρο πρέπει να είναι πιο ήπιο. Για να ικανοποιηθεί αυτή η απαίτηση, το τροφοδοτικό μετάδοσης κίνησης πύλης του GTO στον κύριο μετατροπέα έλξης του Maglev Train είναι 45V/27A και το σήμα της ακμής στο πίσω μέρος και το σήμα τάσης του παλμού σκανδάλης GTO αποστέλλονται πίσω στο σύστημα ελέγχου. Επιπλέον, ο κύριος μετατροπέας έλξης του Shanghai Maglev Train υιοθετεί μια ποικιλία από προστασίες: προστασία υπέρτασης του διακόπτη πέδησης, όριο ρεύματος προστασίας υπερέντασης, διακοπή παλμού και ανίχνευση σφάλματος γείωσης.
(3) Κύκλωμα απορρόφησης
Υπάρχουν πολλά κυκλώματα απορρόφησης του GTO. Το κύκλωμα απορρόφησης του μετατροπέα κύριας έλξης τριών επιπέδων του τρένου Shanghai Maglev φαίνεται στο Σχήμα 3. Το κύκλωμα απορρόφησης πρέπει να διασφαλίζει ότι τα di/dt και du/dt του GTO δεν υπερβαίνουν τις καθορισμένες επιτρεπόμενες τιμές όταν είναι εργαζόμενος. Με αυτόν τον τρόπο, το κύκλωμα απορρόφησης του GTO πρέπει να έχει έναν επαγωγέα και έναν πυκνωτή C. Στο σχήμα 3, οι επαγωγείς L1, L2 και το GTO συνδέονται σε σειρά για να περιορίσουν το di/dt του GTO. Οι δίοδοι D11, D12, η αντίσταση R1 και ο επαγωγέας L1 σχηματίζουν το κύκλωμα απελευθέρωσης ενέργειας του ίδιου του επαγωγέα. Οι πυκνωτές C11 και C12 χρησιμοποιούνται για τον περιορισμό του du/dt του GTO και οι δίοδοι D12 και D13 σχηματίζουν το κύκλωμα απελευθέρωσης ενέργειας του πυκνωτή. Σε σύγκριση με το κύκλωμα απορρόφησης RCD, το παραπάνω κύκλωμα απορρόφησης προσθέτει έναν μεγάλο πυκνωτή C12, επομένως ο πυκνωτής απορρόφησης απενεργοποίησης C11 είναι το μισό της τιμής χωρητικότητας του κυκλώματος απορρόφησης RCD, επομένως η απώλεια μειώνεται επίσης στο μισό. Ταυτόχρονα, ο πυκνωτής C12 παίζει ρόλο σύσφιξης τάσης, ο οποίος χρησιμοποιείται για την καταστολή της υπέρτασης απενεργοποίησης του GTO. Για έναν μετατροπέα 1500 kva, η απώλεια αυτού του κυκλώματος απορρόφησης είναι περίπου η ίδια με αυτή του ασύμμετρου κυκλώματος απορρόφησης.
Μετασχηματιστής τύπου ER Μετασχηματιστής τύπου ζεύξης Μετασχηματιστής πυρήνα φερρίτη 5V-36V
4 Συμπέρασμα
Το σύστημα τροφοδοσίας έλξης του τρένου maglev υψηλής ταχύτητας της Σαγκάης έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
(1) Υιοθετεί συμβατικό γραμμικό σύγχρονο κινητήρα υψηλής ταχύτητας. Ολόκληρο το σύστημα τροφοδοσίας έλξης τοποθετείται στο έδαφος και δεν περιορίζεται από τον χώρο του αμαξώματος του οχήματος, ο οποίος ευνοεί την πιο αποτελεσματική μέθοδο τροφοδοσίας σε τρία βήματα.
(2) Υιοθετεί την τεχνολογία μετατροπέα τριών επιπέδων με συσφιγμένο ουδέτερο σημείο, κατάλληλη για περιπτώσεις υψηλής τάσης και υψηλής ισχύος, αποφεύγοντας την απευθείας σύνδεση σε σειρά των θυρίστορ GTO, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλήρως η χωρητικότητα των ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής ισχύος.
(3) Στον μετατροπέα εισόδου χρησιμοποιούνται δύο σετ ρυθμιζόμενων ανορθωτικών γεφυρών 12 παλμών, οι οποίοι όχι μόνο μειώνουν τις αρμονικές και τις παρεμβολές, αλλά και καταστέλλουν την απόκλιση του δυναμικού μέσου σημείου.
(4) Τα θυρίστορ και οι GTO χρησιμοποιούν καλώδια οπτικών ινών για τη μετάδοση παλμικών σημάτων, τα οποία έχουν υψηλή απόδοση κατά των παρεμβολών. Το σύστημα τροφοδοσίας και ελέγχου πρόσφυσης είναι ένα από τα κλειδιά για τον έλεγχο της ασφαλούς και σταθερής λειτουργίας των τρένων maglev. Η αρχή και η δομή του χρειάζονται περαιτέρω έρευνα και ανάλυση.
Η Zhongshan XuanGe Electronics Co., Ltd. είναι κατασκευαστής που ειδικεύεται στην Ε&Α, την παραγωγή και τις πωλήσειςμετασχηματιστές υψηλής και χαμηλής συχνότητας, επαγωγείςκαιΤροφοδοτικά οδηγού LED.
Η εταιρεία ξεκίνησε από το Shenzhen, την πρώτη γραμμή της μεταρρύθμισης και του ανοίγματος της Κίνας, και ιδρύθηκε το 2009. Με τα χρόνια, συνεχίσαμε να μεγαλώνουμε και να εξελισσόμαστε. Μέχρι το 2024, έχουμε 15 χρόνια εμπειρίας στην παραγωγή μετασχηματιστών υψηλής συχνότητας και η εξελιγμένη εμπειρία μας έχει κάνει τη XuanGe Electronics να απολαμβάνει καλή φήμη στις εγχώριες και ξένες αγορές.
Δεχόμαστε παραγγελίες OEM και ODM. Είτε επιλέξετεένα τυπικό προϊόναπό τον κατάλογό μας ή αναζητήστε βοήθεια προσαρμογής, μη διστάσετε να συζητήσετε τις ανάγκες προμηθειών σας με το XuanGe, η τιμή σίγουρα θα σας ικανοποιήσει.
William (Γενικός Διευθυντής Πωλήσεων)
186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)
E-Mail: sales@xuangedz.com
liwei202305@gmail.com
Ώρα δημοσίευσης: 30 Μαΐου 2024