牵引逆变器的结构分析



单相小功率逆变器拓扑

逆变器技术在光伏并网系统中的应用日益广泛，尤其在低压电网指令和无功调节方面面临挑战。常见拓扑结构在抑制漏电流和共模电流方面存在局限性，因此高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制成为关键。本文将详细介绍逆变器拓扑在这些问题上的解决方案和改进。

传统小功率逆变器主要使用H4单相全桥拓扑，但由于存在漏电流问题，需要通过改变调制策略或增加RC吸收电路、输出隔离变压器等方式解决，这些措施会导致效率下降、体积增大和成本增加。德国SMA公司推出的H5结构从根本上解决了漏电流问题，随后出现了一系列解决漏电流的拓扑，如H6、双Buck拓扑等，这些拓扑在提高效率方面表现出色。

抑制共模电流是提升逆变器性能的关键之一。共模电流影响系统安全，降低效率，并引入谐波。逆变器中寄生电容的存在导致共模电压变化，进而产生共模电流。抑制共模电流的方法主要是降低共模电压的频率或维持共模电压不变。在实际应用中，选择合适的拓扑结构对于抑制共模电流至关重要。

H4和H6拓扑在抑制共模电流方面的性能分析表明，H6拓扑相对H4拓扑在共模电流抑制上具有优势。H6逆变拓扑采用单极性SPWM调制，产生高频SPWM输出波形，通过LC滤波器连接市电。控制环路通过采样BUS电压、市电电压和电感电流，实现输出电流与市电电压相位的同步，同时满足各法规对输出电流的要求。在工作原理中，H6逆变桥采用6个开关管驱动波形，实现高频和低频开关管的优化配置，以减少损耗和提高效率。

在H6拓扑中，开关管的选取考虑了开关频率和电流峰值等因素，以确保在稳定工作条件下，高频开关管开关动作时的△Vds范围较小，从而减少开关损耗。此外，通过合理配置二极管、滤波电感和滤波电容，实现逆变器的高效运行和良好的电流输出波形。

为了进一步优化逆变器的性能，设计了差分采样电路和抬升电路，以满足DSP28335的ADC输入电压范围需求。逆变器的输出滤波器采用LC或LCL结构，选择合适的滤波器结构以满足不同应用场合的需求，从而实现对高频谐波的有效衰减。

最后，通过双极性和单极性SPWM控制方式的比较，双极性SPWM虽然在损耗和电感电流纹波方面相对较高，但不存在共模漏电流问题，且不容易产生过零点畸变。因此，在设计逆变器控制策略时，需要综合考虑效率、损耗和系统稳定性等因素。

综上所述，高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制策略是小功率逆变器面临的技术难题。通过采用先进的拓扑结构、优化控制策略和合理配置电路组件，可以显著提升逆变器的性能和可靠性，满足低压电网指令和无功调节的需求。

逆变器用什么管好

逆变器中使用的管子主要取决于逆变器的功率大小、效率要求以及使用场景。一般来说，逆变器主要使用三极管、场效应管（特别是MOS管）。以下是具体分析：

1. 三极管

作用：三极管是一种控制电流的半导体器件，它可以把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也常用作无触点开关。在逆变器中，三极管可以用于构建逆变桥，通过控制其开关状态来实现直流到交流的转换。适用场景：三极管适用于功率较小、对成本有一定要求的逆变器。由于其结构相对简单，制造成本较低，因此在一些低端或小型逆变器中较为常见。

2. 场效应管（特别是MOS管）

作用：MOS管是金属氧化物半导体场效应晶体管，它利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流。MOS管具有高频特性好、输入阻抗高、驱动功率小等优点。适用场景：MOS管适用于功率较大、对效率要求较高的逆变器。由于其高频特性好，可以减小开关损耗，提高逆变器的效率。此外，MOS管的输入阻抗高，驱动功率小，有利于减小逆变器的体积和重量。

总结：逆变器中使用什么管子取决于逆变器的具体需求。对于功率较小、成本要求较低的逆变器，可以选择使用三极管；而对于功率较大、效率要求较高的逆变器，则更适合使用MOS管等场效应管。在选择时，还需考虑管子的耐压、耐流等参数，以确保逆变器的稳定可靠运行。

正弦波逆变器与方波逆变器的区别，哪个更适合于带动电器？拜托各位大神

正弦波逆变器与方波逆变器的主要区别以及哪个更适合带动电器，分析如下：

波形区别：

正弦波逆变器：输出的是与市电波形相似的正弦波电流。正弦波电流的特点是平滑、连续，能够很好地模拟市电的波形特性。方波逆变器：输出的是方波电流，波形在正负峰值之间快速变化，形成类似矩形的波形。方波电流的波形较为简单，不如正弦波平滑。

电器适应性：

正弦波逆变器：由于正弦波电流与市电波形相似，因此更适合带动各种电器，特别是对波形要求较高的精密仪器和电子设备。正弦波逆变器能够减少电器在工作时的噪音和振动，延长电器的使用寿命。方波逆变器：虽然方波逆变器也能带动一些电器，但对于对波形要求较高的电器来说，可能会出现噪音、振动甚至损坏的情况。因此，方波逆变器更适合带动一些对波形要求不高的简单电器。

价格差异：

一般来说，正弦波逆变器的价格要高于方波逆变器。这是因为正弦波逆变器在设计和制造过程中需要更高的技术水平和更复杂的电路结构，以确保输出波形的稳定性和准确性。

综上所述，正弦波逆变器更适合带动电器。虽然正弦波逆变器的价格较高，但其良好的波形特性和对电器的适应性使其成为更优质的选择。对于需要高质量电源供应的场合，如家庭、办公室或实验室等，正弦波逆变器是更好的选择。

电牵引采煤机变频器主要故障分析与维修方法

大家好。今天，趣百科在这里告诉你电牵引采煤机变频器主要故障分析与维修方法，很多人还不知道。现在让我们来看看。

关键词：电牵引采煤机;ACS800型变频器;故障分析;维修方法

一、概述

为了适应综采工作面的高产量、高效率发展，电牵引采煤机作为一种常用的采煤设备被广泛地应用到采煤工作中，发挥着重要的作用。目前辽宁铁法能源有限责任公司每年安装的工作面约20个，除了两个刨煤工作面，其余均采用电牵引采煤机采煤。电牵引采煤机牵引调速部分采用变频器进行控制，其使用的变频器采用的是日本安川公司生产的H1000型变频器或ABB公司生产的ACS800型变频器。由于采煤工作环境恶劣，通风差、湿度大，以及在现场使用过程中，操作、维护、保养、检修不当或电气元器件本身老化等问题，极易造成采煤机变频器的损坏，进而导致采煤机无法牵引工作。经过统计，集团公司各生产矿井每年采煤机变频器的损坏量约12台，损坏的变频器需要返回主机厂家进行维修，维修后的变频器在整机调试时才能得到检测。为了更好的保证采煤机控制系统稳定运行并解决变频器外委修理检修周期长、检修过程不可控、检修后的变频器无法单独检测等问题，我公司开始自主维修采煤机变频器。在生产中维修ACS800型变频器时，发现以下主要故障并采用相应的维修方法进行解决。

二、变频器主要故障分析和维修方法

ACS800型变频器主要由主电路和控制电路两部分组成，其中主电路的基本结构又包括整流电路、中间直流环节和逆变电路。

根据变频器的结构组成将其主要故障分为以下几部分：

（1）整流电路中的整流模块烧毁：导致整流模块烧毁的原因与电源电压和连接电机的出线电路有关。

a断路导致的电源电压不平衡。当电源电路发生断路故障时，会导致电源电压不平衡。此时，变频器的输入电流的峰值很大，有很大的可能会造成与变频器连接的电缆过热或者变频器过压、过流，进而烧坏整流块。

b短路导致的电源有冲击电压。因为采煤机用的是中高压供电，电压电流很大，当电源的开关发生跳闸而停电时，会产生很大、很快的冲击电压而变频器又不能及时保护，会烧毁整流块。

c牵引变压器二次侧绕组损坏或者匝间短路，造成变频器供电电压不稳定，使整流块烧毁。

维修方法：在维修过程中，对变频器的各项保护功能进行检测，保证外接电源或者牵引变压器二次侧绕组发生故障时能够及时起到保护作用。

（2）变频器中间直流回路欠压。故障原因是：变频器供电电源缺相、快速熔断器烧坏、或者整流模块内部故障损坏。

维修方法：检查变频器控制变压器是否正常工作。检查变频器输入端快速熔断器是否烧坏，如若烧坏更换快速熔断器。

（3）逆变电路中的逆变模块烧毁：导致逆变模块烧毁的原因在于牵引电机故障以及用兆欧表测量牵引电机的绝缘时，变频器保护功能失去效果。

a牵引电机短路。由于牵引电机的绝缘降低、过流等等，使电机内部线路发生短路，逆变器模块会被烧毁。

b用兆欧表测量电机绝缘。在用兆欧表测量电机绝缘时，逆变模块会接收到一个反向的电压而被烧坏。

c连接电机的出线电路有故障。这种故障很常见，其中包括电机匝间短路、电机电缆绝缘老化等引起的变频器输出短路，变频器没有及时保护，这时逆变模块也会被烧毁。

维修方法：在维修过程中，对变频器的各项保护功能进行检测，保证电机、电缆发生故障时能及时保护。在测量牵引电机的绝缘时，必须把牵引电机和变频器的连接电缆从电机端子上拆下来。

（4）控制电路中的故障。控制电路中的故障主要集中在以下几个方面：接线腔进入煤尘、进入水气，驱动板故障。

a接线腔进入煤尘、进入水气。由于采煤机工作在煤尘环境中，在生产作业时采煤机会喷出水雾来降尘，这样，变频器的接线腔始终处在一个多尘、潮湿的工作环境中。同时，由于采煤机在切割煤层过程中会不断的振动，使得接线腔端盖密封效果变差，这样煤尘、水气进入接线腔，接线端子间由于灰尘、水气极易造成电气间隙和爬电距离过小，进而产生电弧和火花放电而被短路烧坏。

b驱动板故障。驱动板在使用过程中，光纤头受到振动会发生松动、脱落。

维修方法：在维修时，紧固采煤机接线腔的端盖，在日常维护过程中，定期打开端盖检查里面有无灰尘、溢水，并除尘清理水气，及时更换干燥剂。定期更换光纤电缆或光纤头。

三、结语

通过以上对变频器的分析，可以看出电牵引采煤机变频器在维修过程中存在的故障点很多，对高效、高质完成采煤工作有着很大的影响。为了保证变频器稳定可靠的运行，我们采用了相关的技术手段和维修方法，处理变频器在使用过程中存在的故障问题。

参考文献：

[1]李宗喜.变频器维修从入门到精通.北京：化学工业出版社，2019.

[2]咸庆信.变频器电路维修与故障实例分析.北京：机械工业出版社，2013.

HXD1D型电力机车

HXD1D型电力机车是六轴交流传动快速客运电力机车，由株机公司自主研制，持续功率7200kW，最高运营速度160km/h，最高试验速度可达176km/h。机车轴重21t，轴式Co-Co，通过最小曲线半径为125m。这是株机公司依据国家创新政策自主研制的产品，以满足我国干线铁路客运需求，采用多项先进技术，如大功率IGBT水冷牵引变流器、大功率异步牵引电机等。2012年下线，2013年完成所有试验，同年在武汉铁路局完成线路运用考核，开始批量生产。截至2016年12月，共生产交付机车614台，包括1898号命名为“周恩来”号机车及30台经过高原环境适应性改进的机车。

机车总体设计采用双司机室结构，机械间为中间贯穿走廊，设备斜对称布置，包含车顶设备、司机室设备、机械间设备、车外设备、辅助设备及机车布线等。机车顶盖上布置有受电弓、支撑绝缘子等设备，通过独立通风系统保证机车内部环境。司机室分为操纵台设备、前墙设备、后墙设备、侧墙设备、顶部设备等部分。机械间布置有牵引风机、牵引变流器、主冷却塔等设备，车外设备包括车端头灯、标志灯等。

牵引电传动系统采用双受电弓供电，六个独立的牵引绕组分别向两台牵引变流器的六个四象限变流器供电，实现单轴独立控制。网侧电路由两台受电弓、主断路器、避雷器、高压电压互感器等组成，进行了防污闪强化设计。牵引变压器为芯式变压器，安装于机械间，次边设有六个牵引绕组和两个列车供电绕组，提供电力给牵引电机和列车供电系统。牵引变流器采用基于3.3kVIGBT的模块化设计，每个变流器包含七个模块（三个整流模块、三个逆变模块、一个辅助逆变模块）、支撑电容器等部件，通过四象限变流器将单相交流电压转变为稳定的中间直流电压，最后转换为变压变频三相电源供异步牵引电机使用。

牵引电机采用三相鼠笼式异步电机，结构包括定子、转子、端盖、轴承等，采用强迫通风冷却，轴承采用油润滑或脂润滑，防止电蚀，使用迷宫式密封结构。电机采用架承式悬挂，与机车动单元的弹性悬挂方式结合，每个电机由两台牵引变流器供电，提供独立的动力输出。

轴助电气系统由轴助变流器和辅助设备组成，采用三相电源供电方式，两个辅助逆变器集成在牵引变流器柜内，通过中间直流电路供电。系统采用冗余设计，确保在单个部件故障时，仍能维持机车辅助系统运行。机车辅助电源系统具有自诊断和故障记录功能，便于故障分析和维修。

微机网络控制系统以TCN标准的分布式列车电子控制系统为基础，实现机车的通信、控制、诊断、保护和信息监视等功能。系统包括车辆控制模块、WTB/MVB网关模块、事件记录模块、数字量输输入/输出模块、模拟量输入输出模块、智能显示单元以及以太网交换机等，通过MVB与牵引控制单元、列车供电控制单元、制动控制单元等进行信息交换。

车体包括车体承载钢结构和车体附属部件。车体承载钢结构采用整体承载结构，由底架、司机室、侧墙组成双司机室框架式全钢焊接结构。车体附属部件包括顶盖、排障器、牵引缓冲装置、机车门、窗等。顶盖采用防污秽、防闪络的绝缘设计，车钩采用15号小间隙车钩，缓冲器为KC15型。

转向架由轮对驱动装置、牵引装置、构架、一系悬挂、二系悬挂、电机悬挂、基础制动和附属装置等组成。牵引电机顺置布置，驱动系统采用弹性架悬结构，空心轴六连杆传动装置，单侧圆柱直齿轮传动，承载式铸造铝合金齿轮箱，大齿轮传动轴承为圆柱滚子轴承，轴箱轴承为整体式免维护圆柱滚子轴承。采用整体车轮，踏面为JM3磨耗型。轮对采用单轴箱拉杆定位，牵引装置为推挽式低WTBB，基础制动采用轮盘制动。

制动系统包括风源及干燥系统、制动控制系统、基础制动系统和撒砂系统。采用CCBⅡ和DK-2两种制动控制系统，兼容功能。CCBⅡ制动机为电空制动机，由电子制动阀、中央处理模块、制动显示屏等组成。DK-2制动机为信息化功能的机车电空制动机，由制动控制器、制动显示屏、制动柜等组成。机车配备螺杆式压缩机，双塔式干燥器进行压缩空气干燥及净化处理。空气防滑系统采用单轴控制方式，主要部件包括防滑主机、测速齿轮、防滑速度传感器、防滑阀等。列车供电系统主要由牵引变压器供电绕组、列车供电柜等组成，向旅客列车提供稳定的DC600V电压。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467