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轨道辅助逆变器工作原理

发布时间:2025-07-24 18:20:22 人气:



高铁、地铁等轨道列车的动力来源是什么?

本文将详细解析高铁、地铁等轨道列车的动力来源,从电力输送、电能转换到列车运行全过程,为读者呈现一个清晰的系统。

首先,轨道列车的动力源头是牵引变电所。这些变电所接收区域电力系统提供的电能,并根据电力牵引对电流和电压的特殊需求,转变为适用于列车运行的电能。这些电能随后通过接触网输送给列车,确保列车能够获得运行所需的动力。

列车在运行过程中,会通过受电弓从接触网获取直流1500伏电压。受电弓的原理基于四连杆机构,由气压推动其升起来与接触网接触,从而获得电力。受电弓的设计考虑了在高速行驶下如何保持与接触网的可靠接触,以及防止磨耗和确保安全性。

当列车获得高压电后,电能需要经过牵引逆变器(VVVF)和辅助电源系统(SIV)进行转换。牵引逆变器负责将直流电转换为适合电机运行的交流电,而辅助电源系统则将直流电转换为列车所需的110伏交流电,以供车上各种电器设备使用。

当列车进入非电力供应区域或遭遇突发情况时,电池作为备用电源,为列车提供紧急供电。电池能维持列车的通风、照明和其他重要系统的工作,为救援车辆提供时间窗口。

最后,列车的运行控制在没有高压电的情况下,也依靠电池系统。列车调度人员会监控列车状态,确保在紧急情况下能够及时响应,如果列车无法启动,则需要通过救援服务将其拖回。

综上所述,高铁、地铁等轨道列车的动力来源主要通过牵引变电所将区域电力系统提供的电能转换为列车运行所需的高压电,通过受电弓获取并传输至列车,随后经过牵引逆变器和辅助电源系统转换为适合电机和列车内部设备使用的电能,确保列车在不同运行条件下都能获得稳定、高效的动力支持。

逆变器是什么东西

逆变器是一种电源转换装置,它可以将直流电转换为交流电,或者将一种交流电转换为另一种交流电。这种转换是通过半导体开关设备实现的,通常包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路等部分。

逆变器的工作原理主要是通过使用半导体开关器件,以特定的方式控制这些开关的通断,从而将输入的直流电转换成输出端所需要的交流电。这个过程涉及到对开关器件的精确控制,以确保输出的交流电在电压、频率和波形上满足特定的要求。

逆变器在多个领域有着广泛的应用。例如,在新能源发电领域,太阳能电池板和风力发电机产生的电能是直流电,而家庭和工业用电通常是交流电。因此,逆变器在这些系统中起着至关重要的作用,将产生的直流电转换为可以并入电网或供给负载使用的交流电。此外,在电动汽车、轨道交通、通信系统以及工业和民用领域,逆变器也发挥着不可或缺的作用,为各种设备提供稳定可靠的交流电源。

除了基本的电能转换功能外,逆变器还具备许多其他重要的功能。例如,它可以控制输出交流电的电压、频率和波形,以适应不同的应用场景和负载需求。同时,逆变器还可以实现与电网的连接,参与电网的调频、调峰填谷等活动,提高电网的稳定性和经济性。在储能系统中,逆变器更是实现电能双向流动、智能控制和监测的关键设备。

逆变器与整流器的区别

1、工作原理

逆变器:是一种DC to AC的变压器,它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出,而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电;两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制(PWM)技术。

整流器:是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器。

2、作用

逆变器:逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

整流器:给蓄电池提供充电电压。因此,它同时又起到一个充电器的作用。

3、使用注意

逆变器:每台逆变器都有接入直流电压数值,如12V,24V等,要求选择蓄电池电压必须与逆变器直流输入电压一致。逆变器输出功率必须大于电器的使用功率,特别对于启动时功率大的电器,如冰箱、空调,还要留大些的余量。

整流器:整流器/充电机应有蓄电池充电电流限流电路,将蓄电池充电电流限制到UPS额定输出容量(KW)的15%。整流器/充电机应有交流输入电流限制电路,一般将交流输入电流限制到满载输入电流的115%。

4、应用

逆变器:为光伏并网电源系统提供DC-AC变换功能。将太阳能系统产生的直流电逆变为交流电,输入电网。

城市轨道车辆上有一种vvvf牵引逆变器,用于变频变压,在列车牵引时将高压变为频率和电压可调的三相电供给牵引电动动机使用,在制动时可以把列车惯性带动牵引电机旋转发出的三相电能转换为直流电反馈回电网或通过能量消耗模块消耗掉。

整流器:整流器还用在调幅(AM)无线电信号的检波。 信号在检波前可能会先经增幅(把信号的振幅放大),如果未经增幅,则必须使用非常低电压降的二极管。 使用整流器作解调时必须小心地搭配电容器和负载电阻。 电容太小则高频成分传出过多,太大则将抑制讯号。

整流装置也用于提供电焊时所需固定极性的电压。 这种电路的输出电流有时需要控制,此时会以可控硅(一种晶闸管)替换桥式整流中的二极管,并以相位控制触发的方式调整其电压输出。

百度百科-整流器

百度百科-逆变器

IGBT工作原理及作用

IGBT工作原理及作用

一、IGBT工作原理

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是一种功率半导体器件,其工作原理基于PNPN四层结构,结合了MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和双极型晶体管的优点。IGBT的开关作用是通过栅极(Gate)给NPN三极管提供基极电流,使得发射极(Emitter)与集电极(Collector)导通。

结构特点

IGBT内部包含多层的P型半导体和N型半导体,形成一个PNPN结构。

发射极接负极,栅极接驱动控制电路,集电极接电源极。

工作原理

当栅极电压大于阈值电压时,栅极下方的N型半导体区域形成反型层(即沟道),使得NPN三极管导通,进而使PNP晶体管也导通,IGBT整体处于导通状态。

当栅极电压小于阈值电压时,栅极下方的N型半导体区域无法形成反型层,NPN三极管截止,PNP晶体管也随之截止,IGBT整体处于截止状态。

动态特性

开启时,电流线性上升,存在开关损耗。

关闭时,延时关闭,同样存在开关损耗。

开关时间与温度等因素有关,温度越高,开关损耗越大。

二、IGBT作用

IGBT作为功率器件,在电力电子系统中发挥着重要作用,主要用于控制电路的电流通断。其具体应用包括但不限于:

电机驱动

在变频调速系统中,IGBT作为逆变器的核心器件,通过控制其开关状态,实现电机转速和转矩的精确控制。

电源转换

在直流-交流(DC-AC)和交流-直流(AC-DC)电源转换中,IGBT用于将一种形式的电能转换为另一种形式的电能,如将直流电转换为交流电以供家用电器使用,或将交流电转换为直流电以供电池充电等。

电网控制

在智能电网和可再生能源发电系统中,IGBT用于实现电能的分配、调节和保护等功能,提高电网的稳定性和可靠性。

焊接设备

在逆变式焊接设备中,IGBT作为逆变器的关键器件,通过高频开关实现焊接电流的快速调节和控制,提高焊接质量和效率。

其他应用

IGBT还广泛应用于电动汽车、风力发电、太阳能发电、轨道交通等领域,作为电力电子变换和控制的核心器件。

三、IGBT的注意事项

温度控制

IGBT在工作过程中会产生热量,因此需要采取有效的散热措施,如使用散热器、风扇或液冷系统等,以确保IGBT的工作温度不超过其最大允许值。

过流保护

当IGBT的集电极电流过大时,可能会导致锁定效应或过热损坏。因此,需要设置过流保护电路,以在电流超过设定值时及时切断电源或降低电流。

过压保护

IGBT的反向电压承受能力较差,因此需要设置过压保护电路,以防止反向电压过高导致IGBT击穿损坏。

驱动电路设计

IGBT的栅极驱动电路需要设计合理,以确保栅极电压能够稳定、快速地达到阈值电压或低于阈值电压,从而实现IGBT的快速开关和可靠工作。

综上所述,IGBT作为功率半导体器件,在电力电子系统中发挥着重要作用。了解其工作原理和作用,对于正确选择和使用IGBT具有重要意义。

城市轨道再生制动系统的原理,控制方式,控制过程

城市轨道列车在下坡及刹车过程中,会将产生的动能转换为电能,这一过程被称为再生制动。再生制动系统的设计初衷是通过有效的能量回收技术,减少列车运行中的能耗,实现能源的再利用。通过这一技术,原本可能被浪费的动能可以转化为电能,重新输回电网或供给其他设备使用。

再生制动系统的控制过程主要包括检测、判断和执行三个步骤。在运行过程中,系统会持续检测电机的电动势大小,以决定是否需要启动再生制动机制。当检测到电动势达到预设阈值时,系统将自动调整吸收环节,将动能转化为电能。这一转换可以通过多种方式实现,例如通过逆变器将电能逆变回电网,或者通过电阻将多余的能量转化为热能散逸。

在具体操作中,系统可以采取不同的策略。一种常见的策略是让电能以发热的形式散发,通过电阻发热元件将多余的能量转化为热能。另一种策略是将电能逆变回电网,通过逆变器将电压提升至高于电网电压,然后将这部分电能送回电网,供其他设备使用。这两种方式各有优缺点,具体选择取决于实际运行条件和经济效益。

再生制动系统不仅能够有效减少列车运行中的能耗,还能显著提高能源利用效率。通过回收并再利用原本可能被浪费的动能,城市轨道列车可以在保持高效运行的同时,为环境保护作出贡献。此外,再生制动系统的应用还能够延长轨道车辆的使用寿命,降低维护成本,提高整体运营效率。

整流器与逆变器的工作原理是什么?

1. 逆变器的工作原理:

逆变器是一种将直流电(DC)转换为交流电(AC)的装置。它通常采用脉宽调制(PWM)技术,将12V直流电压转换成高频高压交流电。逆变器的主要组成部分包括逆变桥、控制逻辑和滤波电路。

2. 整流器的工作原理:

整流器是一种将交流电(AC)转换为直流电(DC)的装置。它通过整流装置将交流电变成直流电,再经过滤波后供给负载,或者供给逆变器使用。

3. 逆变器的作用:

逆变器主要用于将直流电能转换为交流电,例如将电池或蓄电瓶中的直流电转变为家庭用电的220V 50HZ正弦或方波交流电。使用时,逆变器的输出功率应大于电器的使用功率,特别是对于启动时功率大的电器,如冰箱、空调,需要留有适当的余量。

4. 整流器的作用:

整流器的主要作用是为蓄电池提供充电电压,同时也起到充电器的作用。整流器/充电机应有蓄电池充电电流限流电路,将蓄电池充电电流限制到UPS额定输出容量的15%。还应有交流输入电流限制电路,一般将交流输入电流限制到满载输入电流的115%。

5. 逆变器的应用:

逆变器在光伏并网电源系统中提供DC-AC变换功能,将太阳能系统产生的直流电逆变为交流电,输入电网。在城市轨道车辆上,逆变器用于变频变压,将高压变为频率和电压可调的三相电供给牵引电动动机使用,在制动时可将列车惯性带动牵引电机旋发的三相电能转换为直流电反馈回电网或通过能量消耗模块消耗掉。

6. 整流器的应用:

整流器除了用于调幅(AM)无线电信号的检波,还用于电焊时提供所需的固定极性电压。在需要控制输出电流的情况下,整流器会使用可控硅(一种晶闸管)替换桥式整流中的二极管,并通过相位控制触发的方式调整其电压输出。

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