《城市軌道交通車輛構(gòu)造》主講人：高藝項目7

城市軌道交通牽引系統(tǒng)任務(wù)要求1.牽引逆變器的結(jié)構(gòu);2.牽引逆變器的工作原理.學(xué)習(xí)目標(biāo)1.牽引逆變器的電路結(jié)構(gòu)組成；2.逆變器單元的工作原理.

VVVF逆變器是將1500V恒定直流電壓轉(zhuǎn)換為用于牽引電機的三相交流電壓輸出（針對不同的速度和力矩，頻率和振幅可變）。四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理牽引控制單元充電電容IGBT散熱裝置門極驅(qū)動牽引逆變器實物圖片（一）結(jié)構(gòu)：四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理牽引逆變器實物圖片牽引控制單元（一）結(jié)構(gòu)：四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理牽引逆變器實物圖片門極驅(qū)動（一）結(jié)構(gòu)：四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理牽引逆變器實物圖片IGBT（一）結(jié)構(gòu)：四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理（一）結(jié)構(gòu)：四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理課間提問IGBT的在牽引逆變器中的作用是什么？（一）結(jié)構(gòu)：四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理（二）牽引逆變器的電路結(jié)構(gòu)：

牽引逆變器電路主要由輸入電路，逆變器單元，牽引控制單元構(gòu)成。除以上主要部分外，牽引逆變器還包括各種輔助的電源供應(yīng)、散熱系統(tǒng)等。（二）牽引逆變器的電路結(jié)構(gòu)：

1.輸入電路。輸入電路包括線路電抗器、線路接觸器、線路電容器。它們的設(shè)計考慮了牽引逆變器最大輸入電流、最大可允許沖擊電流、線路電壓瞬間變化和EMC要求等因素。。四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理（二）牽引逆變器的電路結(jié)構(gòu)：

2.逆變器單元

（1）逆變器單元主要構(gòu)成：①逆變器部分。PWM逆變器由三相組成，每一相帶兩個開關(guān)，它們都使用IGBT(或GTO)模塊。在輸出端子上，它提供可變頻率、可變振幅的三相電源，持續(xù)改變所連接的牽引電機的轉(zhuǎn)速和扭矩。它可以運行在牽引模式和電制動模式（再生電能）四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理（二）牽引逆變器的電路結(jié)構(gòu)：

②制動斬波部分。逆變器配有兩個或一個制動斬波器。外部制動電阻器與這兩個制動斬波器相連。制動斬波器與制動電阻器一起構(gòu)成制動電路。制動電路的功能是：施加電制動時，牽引電機是作為發(fā)電機運行，它將列車動能轉(zhuǎn)換為電能。續(xù)流二極管還能保證在接觸器分?jǐn)嗉爸绷鞲咚匍_關(guān)分?jǐn)鄷r不致于造成電流突然中斷而引起直流回路過壓。四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理（二）牽引逆變器的電路結(jié)構(gòu)：續(xù)流二極管四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理（二）牽引逆變器的電路結(jié)構(gòu)：

2.逆變器單元

（2）逆變器單元的工作原理：逆變器單元的工作原理類似于其他的電源逆變器,功率元件的開斷的信號由控制單元發(fā)出,通過門極驅(qū)動單元來驅(qū)動。四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理（二）牽引逆變器的電路結(jié)構(gòu)：

3.牽引控制單元牽引控制單元實現(xiàn)對牽引逆變器的控制和檢測，每套牽引系統(tǒng)配備一個牽引控制單元。牽引控制單元為微機控制系統(tǒng)，監(jiān)測和控制牽引系統(tǒng)的大部分功能，在列車中是分布式控制系統(tǒng)的一部分。牽引控制單元通過列車線及通信線路（例如MVB）與列車連接。隨技術(shù)和牽引控制理論的不斷發(fā)展，早期在牽引控制單元完成的部分功能已經(jīng)在列車控制單元中實現(xiàn)。

牽引控制單元既是軟件，又是硬件，具有自診斷、故障診斷、存儲功能和自監(jiān)視功能。四、牽引逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理（三）牽引逆變器的工作原理：

牽引逆變器是通過改變VVVF逆變器各開關(guān)元件（如IGBT，GTO等）的開通時間來改變負(fù)載的電壓，通過改變VVVF逆變器各開關(guān)元件開通的周期來改變輸出的頻率。根據(jù)異步電動機的原理，電機轉(zhuǎn)矩與電機電壓和電源頻率之比的平方成正比、與轉(zhuǎn)差頻率成正比。同時，當(dāng)轉(zhuǎn)差頻率為負(fù)值時，轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，產(chǎn)生制動力。因此，在采用VVVF逆變器的電動車中，只要控制壓頻比和轉(zhuǎn)差頻率即可自由地控制牽引力和再生制動力。即只需控制3個因素：逆變器輸出電壓、逆變頻率、轉(zhuǎn)差頻率，城軌車輛在運行過程中牽引