abb牵引变流器
牵引变流器的原理
牵引变流器的原理
牵引变流器是一种用于电力牵引的设备，主要用于将高压交流电转换为低压直流电供给牵引电动机。
牵引变流器的工作原理可以简单描述为以下步骤：
1. 输入电源：输电系统提供高压交流电源，通常为25kV~50kV的交流电。
2. 变压器：输入电源首先通过变压器进行降压，将高压电源转换为较低的交流电压，通常为600V~1500V。
这一步骤是为了适应牵引电动机的工作电压。
3. 整流器：变压后的交流电经过整流器，将交流电转换为直流电。
整流器一般采用可控硅整流器或者IGBT整流器，通过控制电压和电流的相位角来实现电能变换。
4. 滤波电路：直流电经过滤波电路，去除高频杂波，使输出电流变得平滑。
5. 逆变器：滤波之后的直流电进一步经过逆变器，将直流电转换为交流电。
逆变器一般采用智能功率模块，通过控制开关电路来实现将直流电转换为交流电。
6. 输出电源：最后，逆变器输出的交流电供给牵引电动机，驱动车辆实现运动。
牵引变流器的主要原理是使用变压器将高压交流电降压，并通过整流器和逆变器的配合，将交流电转换为直流电然后再转换为交流电，最终将电能提供给牵引电动机进行电力牵引。
ABB牵引电机 (用于铁路机车车辆)
手册ABB牵引电机（用于铁路机车车辆）用电力与效率创造美好世界2 牵引电机–用于铁路机车车辆|电机部ABB向铁路业提供多种产品与服务，并力争在其工艺和产品的各个方面处于技术领先地位。
本集团长期以来一贯注重在研发方面的投资。
基于长期经验的最新技术自1909年起，ABB就一直面向市场提供牵引电机。
这些电机包括模块化的牵引电机和定制的无外壳牵引电机，广泛用于城市轻轨电车和城际快车。
ABB是一家独立的牵引电机供应商，自行设计并制造电机，并贴牌制造牵引电机。
ABB与牵引变流器制造商和车辆制造商紧密合作，从而使ABB设计的电机能满足用户的严格要求。
ABB拥有扎实的经验和充足的开发资源，从而能够设计出最新技术水平的产品，这些产品以其可靠性和效率而著称。
产品和 制造工艺从产品的概念设计到其全寿命周期对环境的影响小。
在其全球性组织的支持下，ABB向全球范围内的客户销售牵引电机。
由于面向全球制造，ABB能够在当地服务于世界上最大的而且快速增长的牵引市场。
ABB承诺向客户提供技术支持，并且ABB长期涉足铁路行业，对公共交通系统的安全和可靠性的意识很高。
因此，ABB面向世界范围内提供全天候的技术支持与服务。
牵引电机–用于铁路机车车辆| 电机部3传统上，牵引电机是车辆制造商所需的众多订制部件之一。
这些电机需要精心设计，但对生产成本、生产周期和方便维修方面有不利影响。
为了克服这些问题，ABB正在提倡一种新的模块化牵引电机的概念。
牵引电机设计的新时代一个平台，多重设计ABB凭借具有内在灵活性的新一代牵引电机，引领牵引电机行业。
用单一的模块化结构，就可以满足客户的特殊要求。
通过将一系列的标准元件组合到大量的产品配置中，ABB可以按照客户规范来制造电机。
广泛的应用ABB的模块化牵引电机可提供从低到高的功率，适用于轻轨车辆（LRVs）、地铁牵引系统，以及动车组（EMUs）和高速列车等城际列车。
目前，ABB正在努力将其模块化设计拓展到大功率的无外壳式牵引电机。
牵引变流器工作原理
牵引变流器工作原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊牵引变流器这玩意儿的工作原理。
你说这牵引变流器啊，就像是火车的超级能量站！
想象一下，火车要在铁轨上飞快地跑起来，那得需要多大的劲儿啊！这牵引变流器就是给火车提供强大动力的关键。
它就好比是一个大力士，能把电流这个小调皮好好地摆弄一番。
牵引变流器主要有几个部分组成呢，就像一个团队里有不同角色一样。
有整流的部分，这就像是个筛选器，把乱七八糟的电流整理得服服帖帖，变成直流电。
然后呢，还有逆变的部分，这个可厉害啦，它能把直流电又变成交流电，而且还能根据需要调整交流电的频率和电压。
这不就跟咱人跑步似的嘛，有时候要跑得快，有时候要跑得慢，得根据情况随时调整。
牵引变流器也是这样，让火车能在不同的情况下都能跑得稳稳当当。
还有啊，它还得特别可靠。
要是半路上出了啥毛病，那火车不就趴窝啦！那可不行，咱乘客还等着按时到达目的地呢。
所以啊，这牵引变流器就得像个老黄牛一样，勤勤恳恳，不能偷懒。
你说这牵引变流器是不是很神奇？它能把电玩得团团转，让火车乖乖听话。
而且它还在不断进步呢，技术越来越好，让火车跑得更快更稳。
咱生活中很多东西都离不开牵引变流器的默默奉献呢。
没有它，那些高铁、地铁啥的还能那么风驰电掣吗？那肯定不行啊！
所以说啊，牵引变流器虽然咱平时看不见它，但它可真是个大功臣啊！咱得感谢这些科技的力量，让咱的出行变得这么方便快捷。
以后坐火车的时候，可别忘了想想这个神奇的牵引变流器哦！它可是在背后拼命努力，让咱能舒舒服服地到达目的地呢！。
地铁列车紧急牵引旁路的设计分析
地铁列车紧急牵引旁路的设计分析摘要：随着城市轨道交通的迅速发展，地铁越来越多的出现在人们的生活中，地铁以其准时准点、迅速越来越受到欢迎，但当某一辆地铁列车发生故障无法动车，就会需要救援，对地铁交通运营将产生严重影响。
文章简要介绍了地铁列车牵引制动系统，对地铁列车紧急牵引旁路的改造设计进行了较为详细的研究分析。
关键词：地铁列车；牵引；制动；紧急牵引旁路一、地铁列车电气牵引系统、制动系统简介深圳地铁4号线列车采用的是三动三拖编组的A型车，一动一拖为一列车单元，列车可以采用自动驾驶和人工手动驾驶两种模式。
列车采用ABB牵引系统，主要包括：受电弓、避雷器、主熔断器箱、高压箱、高速断路器、牵引变流器箱、牵引电抗器箱、制动电阻箱、三项牵引电机、接地回流装置。
牵引变流器以微机为基础实施闭环控制，将经由受电弓-主熔断器-高压箱-高速断路器的1500V 直流电源逆变成频率和电压都可变的三相交流电为牵引电机提供电源。
牵引变流器控制器（PCE）用脉宽调制控制策略依次开关IGBT，将直流输入电压逆变成正弦交流输出。
当接触网不能吸收再生制动反馈回来的能量的时候，不能实现再生制动，PCE 将启动制动电阻斩波器模块，列车制动能量在制动电阻中以热量的形式散发到空气中。
列车采用FAIVELEY制动系统，是基于转向架控制的单管电空制动系统，以EPAC2为基础，EPAC2是一个能根据所接收到的指令执行电空制动和紧急制动的小型制动单元。
列车制动模式有以下五种：常用制动，由列车司机通过主控制器或ATC系统施加的制动，正常情况下，这种制动用于在各种速度和载荷条件下快速而有效地控制列车的运动和停止。
常用制动通常是将电制动与机械制动混合（以电制动为优先）来执行的。
快速制动，快速制动是常用制动的一种，包括了电制动、混合制动功能以及冲击极限控制等。
保持制动，用于将列车在指定时间内停放在坡道上，也用于保证列车在斜坡上启动不会溜车。
紧急制动，紧急制动的目的是在任何情况下都能使列车停下来。
ABB DSC DCF DCP 500B直流变流器操作说明书
急停按钮
特殊使用
DCS 500B / DCP 500B 操作指导
3ADW000055R0421_DCS500B_Operating Instruction_cn_d
iii
如需购买此产品欢迎联系重庆艾利顿自动化 联系人：余经理 联系电话：18280227007
内容
IV A 操作指导
安全指导 第一章 - 简介
如何使用本手册 ..................................................................................................................... 1-1 本手册内容 ............................................................................................................................ 1-1 阅读对象 ............................................................................................................................... 1-1 相关手册 ............................................................................................................................... 1-1 进厂检验 ............................................................................................................................... 1-2 储存与运输 ............................................................................................................................ 1-2 铭牌....................................................................................................................................... 1-2
牵引变流器变流器工作原理
牵引变流器变流器工作原理牵引变流器（Traction Converter）是一种用于电力机车和列车的设备，用于将电网供电转换成适合牵引电机的电力。
牵引变流器的工作原理是将输入的电能进行变换和控制，以满足电机的工作要求并实现速度和转向的调节。
牵引变流器通常由以下几个主要部分组成：整流单元（Rectifier）、逆变单元（Inverter）、滤波单元（Filter）、控制单元（Control Unit）和保护单元（Protection Unit）。
首先，电能从电网输入整流单元，整流单元将交流电转换为直流电，并通过滤波单元进行滤波处理，以减少电流的纹波成分。
整流单元可以采用不同的拓扑结构，如单向整流桥、三相桥式整流等，根据不同的应用需求进行选择。
经过整流和滤波处理后，直流电被逆变单元转换为适合驱动电机的交流电。
逆变单元一般采用高频开关器件（如IGBT、MOSFET 等）来实现电能的逆变过程。
逆变单元通过控制开关器件的开关时间和频率，可以控制输出的电流和电压特性，实现对电机的速度和转向的调节。
为了保证电能的质量和稳定性，牵引变流器中要加入滤波单元。
滤波单元用于减少逆变输出产生的高频成分，以提高电流质量，并减少对电动机的干扰。
滤波单元通常由电感、电容和电阻等元件组成，可以通过调节滤波元件的参数来满足不同的滤波要求。
牵引变流器的控制单元起着核心作用，用于监测和控制整个系统的运行。
控制单元负责实时监测输入电压、输出电流、温度等参数，并根据预设的控制算法对整流和逆变单元进行精确的调节和控制。
控制单元还可以接收车辆的指令信号，实现对车辆的速度和转向的精确控制，并通过反馈系统进行闭环控制。
为了确保设备的安全运行，牵引变流器还需要加入保护单元。
保护单元通常采用电路保护器、过流保护器、过温保护器等来实现对整个系统的监测和保护。
一旦出现电流过大、温度过高等异常情况，保护单元会及时切断电路，以防止设备的损坏和事故的发生。
总结起来，牵引变流器通过整流、滤波、逆变和控制等过程，将电网供电转换为适合牵引电机的电力，并实现对车辆速度和转向的调节。
牵引变流器技术参数动车组电机电器检修与维护
牵引变流器技术参数
4QC 输入频率：50 Hz 4QC 输入功率：牵引工况：2 x 1,430 kVA 制动工况：2 x 900 kVA 中间电路电压：牵引工况：2700–3600 V 制动工况：2800–3600 V PWMI输出功率：牵引工况：2383 kW 制动工况：1843 kW 输出电压：3AC 0～2800V 额定输出频率：0～200Hz
动力单元
动车组电机电器
动车组电机电器
检修与维护 检修与维护
在动车组中装有4个完全相同且互相独 立的动力单元。每一个动力单元有一个包括 牵引控制单元的牵引变流器，4个并联的牵 引电动机以及 1个制动电阻器单元。 3 AC 440 V / 60 Hz 母线提供牵引零部件辅助设备 所需的电源。
动车组电机电器 检修与维护
Trafostromwandler/ Transformer current transformer
LSK
NTS; VLE
4QS/4QC 1
CSK
Spw
MUB
KS
ESE
CD
PWR/PWMI
TW3
TW1
1
3
4 Fahrmotoren / 4 Traction motors
TW4
TW2
VLW ASG/TCU
动车组电机电器 检修与维护
3.1.2 四象限斩波器
整流器包含两个并联的四象限变流器。每个四象限斩波器都包含两个整体半桥臂的 动车组电机电器 相位模块。 检修与维护
• 谐波吸收器是谐振电路，由电容器和和一个外部扼流圈构成（不在牵 引变流器的内侧）。其分两次过滤由线频率输入电压能流导致的DC 链 路中的波动。它作为两次变为线频率的串联谐波电路。 • 电容电池的谐波吸收器共有Cn=4.5 mF 的电容值。 • 为允许充分调整谐波吸收器，电容电池配备固定值电容(Cfix)和一个调 谐电容器(Cvar1, Cvar2, Cvar3)。
脉冲使能和制动不缓解延时电路取消分析
脉冲使能和制动不缓解延时电路取消分析摘要：针对牵引系统设计中的脉冲使能及制动不缓解延时等控制电路，由于其结构复杂，容易导致节点故障影响列车运营。
本文通过研究脉冲使能及延时电路、制动不缓解和牵引允许电路的控制过程，以及牵引变流器内部对相关接口信号的处理分析，提出了取消脉冲使能和制动不缓解延时控制电路的可行性方案，提高了车辆的运行可靠性。
关键词：脉冲使能；制动不缓解；牵引允许1.概述在目前的城市轨道车辆牵引控制电路设计中，不同牵引厂家一般有不同的接口配置，车辆控制电路也有一定差异。
有些牵引控制电路非常复杂，除常规的牵引允许电路外，还包括脉冲使能电路、制动不缓解延时电路等。
复杂的电路结构使车辆节点故障率增加，同时电路控制需要使用较多继电器触点，继电器动作频繁故障率颇高，对列车运营影响很大。
因此若能简化或取消脉冲使能和制动不缓解延时控制电路，对提高运营可靠性有重要意义。
以南京5号线华士ABB的牵引系统平台为例，牵引控制涉及的硬件电路包括：-脉冲使能控制电路（图1）；-脉冲使能延时电路（图2）；-制动不缓解延时及牵引允许控制电路（图3）。
下面将对这些控制电路进行逐一分析。
2.脉冲使能控制及延时电路分析2.1脉冲使能车辆控制电路脉冲使能车辆控制电路如图1所示，脉冲使能信号激活后通过脉冲使能列车线送给每个牵引变流器控制单元。
图 1 脉冲使能控制电路示意图列车启动时，在判定牵引条件满足后，牵引允许继电器MAR得电(MAR得电条件详见3.1节图3)，同时列车没有施加紧急制动，将激活脉冲使能信号；列车运行时，脉冲使能信号保持得电；列车制动停车时，脉冲使能将失电直至下次重新启动。
在任何状态下，若列车触发紧急制动也将使脉冲使能失电。
2.2脉冲使能延时控制电路脉冲使能延时电路通过脉冲使能延时继电器PDDYR优化牵引关断的时序。
当列车停车时，牵引变流器先通过软件封锁禁止牵引变流器输出，延时0.25s后PDDYR的常开触点断开，再硬件封锁，确保牵引安全断开，同时减少了电机冲击，如图2所示。
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牵引电机轴承润滑周期长,可以达到360,000km 牵引电机功率裕量大，轻量化 牵引电机恒功率范围宽，
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ABB轻轨牵引系统特点 -可靠性
§
大多数轻轨车辆每列车只有2个牵 引变流器，如果一个变流器故障， 列车将损失50%动力，变流器可靠 性非常重要。 每个变流器箱体内部有两个独立的 牵引逆变回路（包括输入电路）， 一个牵引逆变回路故障，不影响另 一个逆变回路，这种设计提高了系 统可靠性。 采用ABB自己生产的IGBT，与门极 驱动板有效配合，提高逆变器功率 模块的可靠性。 变流器控制单元采用ABB标准控制 平台，该控制平台广泛应用于ABB 工业控制领域，可靠性极高。
§ §
High Reliability/可靠性高 Service Friendly/易于维护
§ § § §
轻轨车辆电能存储 ABB 电能存储系统在轻轨车辆的应用项目 ABB 轻轨牵引系统应用业绩 ABB微联牵引设备有限公司轨道交通研发中心简介
© ABB 22/07/2009 | Slide 2
ABB轻轨牵引技术在中国的应用
CC400变流器箱体图纸
CC400变流器尺寸： 1800 X 1600 X 450 mm, 重量 为 550kg +/- 2%
© ABB Group October 28, 2014 | Slide 11
CC400变流器（水冷）
§ § § §
采用标准化模块，结构紧凑。 可扩展制动电能存储系统。 维护导向设计 适用于低地板和非低地板电车和轻轨 车辆 优化控制策略提高电机效率，降低噪 音。 适用于不同安装方式（如：车底安装 ，车顶安装）
§ § § § § § §
Stadler车厂 Variobahn 车型 Number of LRV: 14 列 (28 Traction Chains) 列车数量：14（28套牵引系统） 1st Delivery: 2007 / 2007开始交货 Energy Storage: Battery (lithium-ion) 电能存储：蓄电池（锂电池） Customer Requirements: 客户需求
四、轻轨车辆电能存储（蓄电池vs超级电容）
Batteries/蓄电池
Supercaps/超级电容
§高能量密度 §寿命短（相对超级电容） §维护要求高
§高功率密度 §寿命长 §维护简单
© ABB 22/07/2009 | Slide 28
五、ABB 电能存储系统在轻轨车辆的应用项目 LRV Munich, Germany轻轨，慕尼黑 德国
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Galvanic separation
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M1 M3
§
Propulsion converter Braking chopper
Supercaps
M2 M4
Battery charger Auxiliary converter Blower control
§变流器介绍
ABB traction solutions for the LRV market ABB轻轨车辆牵引系统解决方案
© ABB 22/07/2009 | Slide 1
Content／内容
§
ABB轻轨牵引技术在中国的应用
§
长春项目和唐山客车厂项目（土耳其Samsun项目,六盘水项目)
§ §
ABB应用于轻轨车辆的产品 ABB轻轨牵引技术方案及其特点
© ABB BU Machines Traction October 28, 2014 | Slide 20
牵引电机 –应用于轻轨
型号: 冷却： 最大功率： 额定功率： 额定电压： 最大电压： 极数： 启动转矩： 最大转速： 重量： AMX 200 CSV, 封闭式自通风 180 kW 牵引, 290 kW 制动 125 kW 500 V 550V 4
• • • • •
- 模块化设计
将标准化与客户定制进行完美结合 因采用大量的标准化模块而降低成本 经过现场应用验证的设计 高可靠性 降低了全生命周期成本和维护成本
© ABB Group October 28, 2014 | Slide 13
水冷变流器 电气回路IP65意味着…
§运行两年后的变流器外部
§ § § §
电压 （线电压) 半导体 辅助逆变模块1输出 辅助逆变模块2输出
3X380V 1.7kV，1600A -IGBT 30kVA（50Hz) 5 kVA(变频输出）
§
Battery Charger /蓄电池充电及输出
§ §
电压 （线电压) 输出功率
24 V DC 8 kW
© ABB Group October 28, 2014 | Slide 10
§
§
§
-可靠性
§
辅助变流器采用中频技术，使 所有部件都集成在箱体内部， 提高了防护性能。
长春轻轨变流器内部
IP 65
长春轻轨变流器：投入运营5年后， 箱体内部仍然很清洁。
ABB轻轨牵引系统特点 -可维护性
§ § §
变流器箱体维护导向设计 更换功率模块仅需10分钟 连接器布置可根据客户要求调整
可维护性
§运行两年后的变流器内部
© ABB Group October 28, 2014 | Slide 14
HEX 30 水冷系统
M
§ § § §
Hex 30
M M
R R
HEX 30 将 CC400变流器，制动电阻发热传递 到外部环境中去。 支持集成牵引电机水冷 制动电阻（强迫风冷） 车顶安装
M
CC400
© ABB 22/07/2009 | Slide 15
Hex 30
Hex 30 水冷系统
© ABB 22/07/2009 | Slide 16
HEX 30箱体图纸
HEX 30箱体尺寸： 1800 X 700 X 440 mm, 重量为 180kg +/- 2%
© ABB Group October 28, 2014 | Slide 17
§ § § §
© ABB 22/07/2009 | Slide 4
ABB应用于轻轨车辆的产品
CC400 (水冷) Hex 30 冷却系统
TCMS 软件
/独立辅助变流器
TCMS 硬件 CC400 （风冷） 牵引电机 AMXL200
© ABB Group October 28, 2014 | Slide 5
750/600 VDC
BORDLINE CC400
§
Propulsion converter Braking chopper
Supercaps
2 main switches Precharge 2 Line filters
Rail
Control Platform AC 800PEC
© ABB Group October 28, 2014 | Slide 12
§
维护导向设计，便于更换可更换单元
§
部件布置便于日常维护工作
CC400（水冷）和Hex30 的内部布置，都 便于日常维护
CC400（风冷）， 便于更换功率模块
降低噪音，提高舒适性
• •
通过调整开关频率，降低牵引电机噪音（有轨电车，瑞士日内瓦） 逆变器根据散热需要，调整辅助逆变模块输出频率，从而调节变流器和冷却 系统风机电机转速，降低逆变器整体噪音；在不需要使用风机散热时，关闭 外部通风（逆变器和冷却系统风扇） =>降低噪音 =>降低能耗
HEX 30箱体图纸
© ABB Group October 28, 2014 | Slide 18
CC400变流器（风冷）
§ § § § § §
优化气流，降低变流器噪音 维护导向设计 结构紧凑，高度集成 风冷变流器方案（车底安装） 包含辅助变流器和蓄电池充电机 首次应用于斯图加特（20列车） 德国，2012
§
牵引电机采用模块化设计理念，根据不同项目在 已有的模块上进行优化，实现完美匹配，提高电 机的效率。 牵引电机安装接口灵活设计，根据不同转向架接 口需求进行定制化设计。
§
铸铝转子的牵引电机 § ABB具有20年的铸铝转子生产经验,采用的是世 界上最先进的全自动铸造设备,解决了铸铝工艺 水平难的问题.从来没有出现过铸铝转子缺陷故 障. § 铸铝转子可靠性高,抗震性好 § 铸铝转子转差特性好,在轮径偏差较大时 ,仍能保 持各电机出力进本平衡
© ABB Group October 28, 2014 | Slide 9
AC 800PEC
CC400变流器功率模块参数
§
MSR module /电机逆变模块
§ § §
输出电压 模块输出 半导体
0-550 Vrms 250 kVA 1.7kV，1600A -IGBT
§
AUX1 /2 module /辅助逆变模块输出1/2
§
1000m catenary free operation in a section of the line (where the tram is crossing the English Garden) 线路最长段无电区有1000米长（该路rld record in GUINESS WORLD RECORDS:
ABB在中国的第一个牵引项目 2007年5月30日开始交货 20列车（40套牵引系统） 车顶安装 70%低地板
§ § § § §
© ABB 22/07/2009 | Slide 3
ABB轻轨牵引技术在中国的应用
§ §
首列交货2013 该车4模块编组,每列车3个 动力模块。 CC400变流器 ABB电机 列车控制系统 100% 低地板