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電力機車(chē)輔助電源系統的分析與比較
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時(shí)間：2013-06-17
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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直傳動(dòng)韶山7E(簡(jiǎn)稱(chēng)SS7E)型電力機車(chē)和交一直一交傳動(dòng)HXD1、HXD2、HXD3 三種型號的“和諧”系列電力機車(chē)的輔助電源系統。
SS7E型電力機車(chē)三相交流輔助電源系統，采用四象限整流器將送入的單相340 V交流電轉變?yōu)橹绷?00V中間電壓，再由逆變器將直流600 V轉變?yōu)槿?80 V，經(jīng)EMC濾波器濾波后輸出，一路作為機車(chē)用三相輔助電源，另一路經(jīng)LC濾波器再次濾波后為自身冷卻風(fēng)機提供三相電源。
HXD1機車(chē)由三相變壓器將三相恒壓恒頻交流電(440 V、60 Hz)變?yōu)槿?30 V、60 Hz交流電，供給相應負載。另外，由于HXD1機車(chē)三相交流電壓為440 V、60 Hz，為與國內設備兼容，設置了DC110 V／單相230 V、50 Hz轉換模塊。
通過(guò)上述分析可以得到如下結論：
(1)采用交一直一交型輔助變流器，必須在牽引變壓器上增加輔助繞組給逆變器供電，因此系統對機車(chē)主電路的要求較高。但由于系統只需要進(jìn)行交一直、直一交兩個(gè)環(huán)節的變換，開(kāi)關(guān)器件的額定電壓低，所以器件數量少、成本低，整個(gè)系統效率高，技術(shù)實(shí)現較容易。
(2)采用直一交型輔助變流器，可省去輔助繞組，提高機車(chē)再生制動(dòng)時(shí)的能量利用率。其中：①對于中間環(huán)節電壓不是很高的系統(一般不超過(guò)2 000 V)，可直接利用逆變器進(jìn)行逆變，然后再經(jīng)降壓變壓器降壓。這種結構中間環(huán)節少、控制簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)器件少，系統的效率較高。但由于開(kāi)關(guān)器件電壓等級較高，基于降低能耗考慮，其開(kāi)關(guān)頻率會(huì )受到限制，因此輸出電壓波形不會(huì )很理想，而且降壓變壓器也會(huì )使機車(chē)增加額外重量，增加成本。②對于中間環(huán)節電壓超過(guò)2 000 V的，一般采用直一直變換，中間電壓600V左右，然后進(jìn)行逆變。這種結構在直一直變換環(huán)節比較復雜，器件多、電壓等級較高，還需要增加脈沖變壓器進(jìn)行隔離，因此系統復雜、效率較低。
6 結束語(yǔ)
通過(guò)對電力機車(chē)輔助電源系統進(jìn)行分析和比較，可以看出，在現有開(kāi)關(guān)器件制造水平和性?xún)r(jià)比的基礎上，采用交一直一交型的輔助電源系統具有一定的優(yōu)勢，但對機車(chē)牽引變壓器的要求較高：采用直一交型輔助電源系統，雖然可以去掉輔助繞組，提高機車(chē)再生制動(dòng)時(shí)的能量利用率，但也存在系統重量增加，效率降低的問(wèn)題。
隨著(zhù)IPM等開(kāi)關(guān)器件和微機控制技術(shù)的發(fā)展，今后的電力機車(chē)輔助電源將向裝置更小輕量化、低噪聲、大容量、高可靠性等方向發(fā)展。
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