广州地铁1号线车辆的牵引逆变器
城轨车辆牵引及电制动
第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一． 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供，是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS （牵引控制单元）、牵引电机，制动电阻等组成，如图1所示。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图1：牵引系统组成示意图 列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式，将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能，其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ，最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ，幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二． 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF ：线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流（牵引） I NDMAX = 692 A最大线电流（制动） I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机（1 TB 2010 – 0GA02）：连续定额小时定额输出功率P M 190 210 kW额定电压 U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 （1800 min-1） 144 （1800 min-1） A额定转矩 M N 1008 1114 Nm最大转速 n MAX 3510 3510 rpm三．基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
广州地铁1,2,8号线增购车牵引系统斩波管爆裂故障分析与改进措施
广州地铁1,2,8号线增购车牵引系统斩波管爆裂故障分析与改进措施李大伟【摘要】主要介绍了广州地铁1,2,8号线增购车牵引逆变器的主要技术参数、主电路和逆变器模块的工作原理,通过分析牵引逆变器斩波相IGBT爆裂的原因,发现牵引系统在逻辑控制设计上的问题和缺陷,并提出整改措施.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2013(033)005【总页数】3页(P69-71)【关键词】广州地铁;牵引逆变器;IGBT【作者】李大伟【作者单位】广州地铁车辆中心,广东广州511400【正文语种】中文【中图分类】U239.5在投入运营的广州地铁1，2，8号线增购车上，采用的是株洲时代电气股份有限公司研发的拥有自主知识产权的TGN51E型国产车辆牵引系统，这将是国产车辆牵引系统首次在广州地铁A型车上的批量应用。
牵引系统是地铁列车的关键设备，对其进行设备维护和试验的费用十分昂贵。
本文以广州地铁1，2，8号线增购车牵引逆变器再生制动、电阻制动为研究对象，介绍广州地铁列车牵引逆变器再生制动、电阻制动的工作原理，充分分析斩波相IGBT爆裂的原因，指出牵引系统在逻辑控制设计上的问题和缺陷，并提出整改措施。
1 再生制动、电阻制动的工作原理1.1 牵引系统的介绍广州地铁1，2，8号线增购车是由4动2拖车组成的6列编组列车，每列车由两个相同的3车单元（A-B-C-C-B-A）构成。
B车和C车为动车，具有相同的、独立的列车牵引设备。
牵引系统其主要功能是DC 1 500V电压逆变成带有可变振幅和频率的三相电压，用于牵引和制动，牵引电机产生牵引力或制动力，将电能转换成机械能或将机械制动能量转换成电能，实现牵引或再生制动。
牵引系统主回路电路图如图1所示。
主回路主要由高速断路器、电抗器、充电电路、逆变器、牵引电机（4个）、斩波管、制动电阻等组成，红色框部件为牵引逆变器的电阻制动电路［1］。
1.2 牵引逆变器主要技术参数输入电压：DC1 500V（1 000V～1 800V）额定输出容量：2×530kVA最大输出容量：2×1 000kVA输出电压：0～1 400V输出频率：0～150Hz开关频率：500Hz额定输出电流：2×262A牵引最大输出电流：2×384A（有效值）制动最大输出电流：2×534A（有效值）额定工作点效率：0.98制动斩波最大电流：800A控制方式：VVVF直接转矩控制图1 牵引系统主电路LH1-差分电流传感器；VH-电压传感器；KM1-短接接触器；KM2-充电接触器；L-电抗器；R14-支撑电阻；C11-中间电容；INV-牵引逆变器箱；VT16-斩波管；LH16-制动电流传感器；1R01-制动电阻。
广州地铁一号线车辆光纤问题及改进方案
Ｊ１２ ｔ，０ ８ ｕ．０ｈ ２０
・建议 ・ 讨 ・ 探
广州地铁 一号线 车辆 光纤 问题 及改进方案
陈智华
（ 广州市地下铁道总公 司 运 营事业总部 ， 东 广州 ５ ０ ８ ） 广 １３ ０
摘 要： 针对广州地铁一号线列车光纤类故 障问题 ， 分析光路原理及故障原 因， 并提出改进方 案。 文献标识码 ： Ｂ 文章编号：１７ — ｌ７ ２ ０ ）４－ ５－ ３ ６２ １８ （ｏ ８０ － ０ １０ － ０
３０ ５ ｗ 时 ， 电转换 器工作不稳定 ， 光 会导致列 车出现故
１对 于 １ ２ 光纤线 的测量方法 ： ） Ｂ７ 首先使用 一个与新 的光 电转换器每个通道 的功率 比较接近 的光源 ，功率为
１８ ｗ； ０５ 然后把 这光 源与 Ｘ ２ ２ ９的光纤正对 ； 到车辆 再
障。 我们对换下来 的光电转换器进行测量 ， 发现换下来 的
光 电转换器 至少有一个 通道是少于 ３ ０ ５ ｗ， 因此 ， 电 光
输 出 ， 过光纤线 连到车底 车辆侧 ｘ 光 电转换器 ｆ 。 通 ３ 处
第二次光 电转换 ： 号到达车辆侧 ｘ 光信 ３光 电转换器 ｆ ， 车辆侧 ｘ 处 经过 ３光电转换 器转换后 ， 光信号 变成 电信
号， 然后 通过 连接器 的方式 ， ｈ 出到 Ｖ Ｖ 从 输 Ｖ Ｆ侧 的 Ｘ ３ 光 电转换器 。
－ －
Ｇ０ Ｙ 开通反馈信
—
一
Ｉ
ＥｌＥ３ ＋ｌ ， ２ ５Ｖ －、 一
Ｉ
一
一９ ９／
连接 的方 式 ， 光路 从客室
Ｄ Ｕ连 到 车 底 Ｖ Ｖ Ｃ Ｖ Ｆ牵
引逆变器 （ 图 １。整个 见 ）
城轨车辆牵引传动系统的组成和原理—交流主电路的案例分析
牵引电机供电。在再生制动时以的相时间反常的数路及径放使电电电网阻吸值收。电机反馈的
能量。各环节电路及作用为： 由TIEZ接是S是触晶隔器闸离C管／C，K接F与地CZ电开是阻关过，C电C在压Z需构保要护成主电。电路
（1）充电限流环节 （2）VVVF逆变器
在接阻放受地。电电C由时当后斩B弓将TR直仍波升1为它流不、即器差起转环能DT的动、换1节消7电～主、到高发除流T要接D速生，6传8地功、过则断构感位能电晶D路成器置6压闸是器的构，。，管用闭斩用成经T于合以波Z。斩导电检后器其波通阻测，。器，直 为作流直防用电流止是路电制过在流路动大人牵通，的与引过用充流F工它C出电况Z来的放电将电调电流直流节。冲流差因制击电，为动使能以晶电滤检变闸流波测换管的接只地
④ 脉冲模式发生器
脉冲模式发生器根据电机控制的三个输入变量：相控因数、定子频率和 校正角，实时计算牵引逆变器中的GTO触发脉冲。
图2-48 脉冲模式区域分布图
⑤ 能量反馈
在电机的能量反馈中，能量反馈到电网中，如果在电 制动的情况下，能量不能被电网完全吸收，多余的能量必 须转换为热能消耗在制动电阻上，否则电网电压将抬高到 不能承受的水平。
制动斩波器的存在确保大部分的能量能反馈回电网， 同时又保护了电网上的其他设备。
（4）牵引控制单元DCU及逆变器保护监控单元UNAS
① 牵引控制单元结构 ② 牵引控制单元基本功能 ③ DCU基本工作原理 ④ UNAS基本功能 ⑤ DCU的PCB板功能描述
a．牵引系统的控制与调整；
牵 单引 元A发bcdD．．．U控3生C0NV对脉3制AUV板是列冲SV从单设；F车模中与列元A计状式央牵3车态的D成控0引C4的产线制是U一电监生和和机板中上测与逆的外的央下与优控变处[部保化l两1制器理护；]控层与脉板保制保的冲的护护系模控；统式制 机箱／e．，调再共整生装／制有监动与测25电板块阻3电0制5动子，的A板控3。0制6是各与速调度节 电 使 元(子 用 件A／负 信是fghT．．．板 多 采制号PO责压电防逆D为 层 用动)处制制接V滑变A标 板 表参理动W动数／器收的与准 技 面和考防据线F司实气牵空路中存的术封值机现制转滤引断储印，装转；动指保波控逆板换刷电的护电令（制；变自器及电子容及S[A动器载l器）M路板23R转]D荷0的的V的板上）板8换调充是C保；指，的或及整放（测护A列令；电牵量3车，控0参值引7保制 插 的 过考AH装号 各与 制 调换理ijkl3a．．．值．（2rD、 个整板板动D列列提停9tC为，DmU和拖 模C板；；车车供车控其I8的接ULA车 拟接速牵串距AA；它制）3A一33收度引行离A的 信插33控11系。01起103的控接；本制一号件板4，是0统获 制 口9和组系车A是P个测（的取 系 与。统WA成3的温转量41前与 统P3提M2T81车3度处 的是U轴值供面针5个指连板辆理 故测列输速，板）令电接及 障、的量车入度根上与参，自 诊机状及U牵信信据考动 断通外N态速U号A引计 与值号参信／S度调／算 存处号I、考信转整储
地铁车辆牵引逆变器的工作原理
地铁车辆牵引逆变器的工作原理The traction inverter in a subway vehicle is a crucial component that plays a key role in converting the direct current (DC) supplied by the overhead lines or third rails into alternating current (AC) to drive the traction motors. 地铁车辆的牵引逆变器是一个至关重要的部件，它在将架空线路或第三轨提供的直流电转换为交流电以驱动牵引电机中起着关键的作用。
The working principle of a traction inverter involves several stages of conversion and control to ensure the optimal performance of the traction motors. 牵引逆变器的工作原理涉及多个转换和控制阶段，以确保牵引电机的最佳性能。
The first stage is the rectification of the incoming DC power to smooth out fluctuations and provide a steady source of input for the subsequent conversion processes. The incoming direct current is converted into a stable form to be used for further operations. 第一个阶段是将输入的直流电功率整流，以平滑波动并为随后的转换过程提供稳定的输入源。
输入的直流电被转换成稳定的形式以供进一步的操作使用。
广州地铁车辆牵引逆变器的国产化
Ｕ ４、２ １ Ｕ ４一电 流 传感 器 。
图 １ 国产 化 牵 引逆 变 器 主 电路 原 理 图
１ ３ 逆 变 模 块 冷 却 方 式 ．
摘 要 ： 绍 了广 州 地铁 一 号线 车辆 国产 化 牵 引 逆 变 器 的主 要 技 术参 数 和 性 能 介
并 与 原 牵 引逆 变器 进 行 了比较 。
关键 词 ： 铁 号 ： ２ １ ． Ｕ ３ ８ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
辆 国产 化 牵 引逆 变器 。 １ 系统 实现 １ １ 主要 技 术参 数 ． 国产化 牵 引逆 变器 是 由 Ｉ Ｔ（ ０ ／ ０ 模块 、 引控 制装 置 以 ＧＢ ３３ ０Ｖ １２ ０Ａ） 牵 及相 关 部件 组成 的两点 式 电压 型 Ｖ ＶＦ逆变 器 。其 主 要技 术参 数 如下 ： Ｖ
额 定 输 入 电 压 ： Ｃ １５ ０Ｖ； 入 电 压 变 化 范 围 ： Ｃ １０ ０ Ｖ ～１８ ０ Ｖ； Ｄ ０ 输 Ｄ ０ ０ 额定 输 出容 量 ： ２×５ ０ ｋ Ａ； 出 电 压 ： Ｃ ０～１ １０ Ｖ； 定 输 出 电 流 ： ４ Ｖ 输 Ａ １ 额 ２×
１ ２ 电路 结 构 ．
国产 化牵 引逆 变 器采 用 ２个 逆 变 单 元 ， 每个 逆 变单 元 驱 动 同一 车 不 同
转 向架 上 的 ２台牵 引 电动 机 ， ｌ台牵 引逆 变 器 驱动 ４台牵 引 电 动机 ， ｌ所 图 示 为 国产化 牵 引逆 变 器主 电路 原 理 图 。该控 制 方式 不 同于 广 卅 地 铁三 号 线 ｌ 车辆 的架控 方 式 ， 属 于车 控方 式 ， 是 该控 制 方式 已为下 一 步实 现架 控 打 仍 但
城轨车辆牵引及电制动
第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一． 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供，是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS （牵引控制单元）、牵引电机，制动电阻等组成，如图1所示。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图1：牵引系统组成示意图 列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式，将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能，其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ，最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ，幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二． 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF ：线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流（牵引） I NDMAX = 692 A最大线电流（制动） I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机（1 TB 2010 – 0GA02）：连续定额小时定额输出功率P M190 210 kW额定电压U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 （1800 min-1） 144 （1800 min-1） A额定转矩M N1008 1114 Nm最大转速n MAX3510 3510 rpm三．基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
城轨车辆牵引与电制动
第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一． 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供，是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS （牵引控制单元）、牵引电机，制动电阻等组成，如图1所示。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图1：牵引系统组成示意图 列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式，将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能，其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ，最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ，幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二． 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF ：线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流（牵引） I NDMAX = 692 A最大线电流（制动） I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机（1 TB 2010 – 0GA02）：连续定额小时定额输出功率P M190 210 kW额定电压U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 （1800 min-1） 144 （1800 min-1） A额定转矩M N1008 1114 Nm最大转速n MAX3510 3510 rpm三．基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
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滤波器箱的Ａ 区装有差动电流传感器Ｕ ４ 谐波吸 收电容Ｃ１１ Ｃ２５ 及放电电阻Ｒ１ Ｒ３ 另外 还装有模块 Ａ１０ 模块Ａ１０ 上装有网压传感器 Ａ１０ Ｕ１ 电容电压传 感器Ａ１０ Ｕ２ 网侧极性反向保护二极管Ａ１０ Ａ３ 充电 熔断器Ａ１０ Ｆ１ 充电接触器Ａ１０ Ｋ３ 放电接触器Ａ１０ Ｋ４ 充放电电阻Ａ１０ Ｒ１ Ｒ５ 支撑电容极性反向保护 二极管Ａ１０ Ａ２ 还装有可选用支撑电容Ａ３１ Ａ３２ 用 于抑制直流侧的谐振 滤波器箱的Ｂ 区 冷却风道中装有直流电抗器Ｌ１ 接触器 Ｋ １ 电流传感器Ｕ ３ 装于滤波器箱的Ｂ 区 但与逆变器冷却风道隔离
电路的电感为１３０ ｎＨ 关断电流的能力
图３ 逆变器箱Ａ ２ 电路构成
压 Ｖ１ 为极性反向保护二极管 当电压源逆变器或输出 端短路时 由于主电路中存在电感 电感中的能量将向 电容反向充电 此时Ｖ１ 导通 可保护电压源逆变器 Ｕ３ 为主电路电流传感器 直流支撑电容Ｃ １ 为１ ． ６ ５ ｍ Ｆ ＤＡＳＵ６ 型逆变器可根据实际运行情况需要选择安装４ ６ 个电容 每个电容带有一个过压开关 当电容内部压 力超限时 可通过联锁电路向控制单元提供超压信号 产生保护动作 电容上并联的电阻Ｒ １ 为电容的放电电 阻 这个１００ ｋ 的电阻可使单个电容在 ８ ｍｉｎ 内完成放 电 在逆变器脉冲封锁或最大电流时 电容短时电压可 达到２ ５５０ Ｖ 如果电容不经充电电阻突然充电 电压可 能达到３ ４５０ Ｖ 在正常情况下 电容电压被斩波模块限 制到２ １００ Ｖ
网不能接收全部再生能量 即一部分制动能量被接触
网吸收 一部分由车辆的辅助设备吸收时 逆变器工作
于动力制动方式
Ｄ Ａ Ｓ Ｕ ６ 型逆变器的主要技术参数如下
标称网压 Ｕ Ｎ 网压变化范围 Ｕ
１ ５００ Ｖ １ ０００￣１ ８００ Ｖ
输入电流Ｉｉｎ 牵引最大直流电流 Ｉｄ ｍａｘ 制动最大直流电流 Ｉｂ ｍａｘ 输出电流 Ｉ Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｏｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ Ｌｉｎｅ １ ａｒｅ ｓｅｔ ｆｏｒｔｈ． Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ， ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｉｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ．
２ ０ ０ ３ 年第 １ 期 ２００３ 年 １ 月 １０ 日
机车电传动 ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＤＲＩＶＥ ＦＯＲ ＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥＳ
１， ２００３ Ｊａｎ．１０， ２００３
城 市
广州地铁 １ 号线车辆的牵引逆变器
轨
道
胡引娥１ 程有平２
车
辆
１．广州地下铁道总公司 运营事业总部 广东 广州 ５１０３８０
３ 逆变器电路分析
逆变器电路分为滤波器箱和逆变器箱２ 大部分 滤 波电路主要完成对谐波的抑制和主电路电容的充 放 电功能 其原理图见图 ２ 差动电流传感器Ｕ ４ 用于接地 检测 差动电流传感器有１ Ａ 和５ ０ Ａ ２ 个电流差监测阀 值 如果电流差超过了对应的阀值 封锁逆变电路Ｇ Ｔ Ｏ 触发脉冲 继电器动作 如果电流差下降到阀值以下 继电器断开 如果逆变器主电路接地或电机接地 则可 产生５０ Ａ 的电流差 继电器闭合 联锁的保护信号将车 辆的高速断路器断开 起到接地保护作用 滤波电容 Ｃ２１ Ｃ２５ 和滤波电抗器Ｌ１ 形成了一个抑制谐波的滤波 电路 可以有效地吸收逆变器所产生的高频谐波 减小 对控制电路及列车通信的干扰 滤波电抗器Ｌ １ 为空心 电抗器 设计额定电流为 ８００ Ａ 当逆变器发生短路时 可短时通过８ ｋＡ 的电流 Ａ １ ０ 为滤波器箱的电阻模块 电阻Ｒ１ Ｒ５ 均为１２ 可对主电路支撑电容进行快速 充放电 直流接触器 Ｋ１ 的额定分断能力为 ８００ Ａ 其作 用是完成列车在正常情况下通断主电路功能 当逆变 器主电路或输出发生短路时 此接触器仍保持闭合 车 辆的高速断路器完成分断过电流的功能 每当主电路 电流超过１ ２００ Ａ 时 分断主电路的功能由高速断路器 完成 主电路电容充电时 Ｋ ３ 闭合 充电完成后Ｋ １ 闭 合 Ｋ３ 断开 放电时Ｋ１ Ｋ３ 断开 Ｋ４ 闭合 Ｋ１ Ｋ３ Ｋ４ 的 控制电路是联锁的
电压传感器Ｕ １ 和Ｕ ２ 用于测量网压和支撑电容电
图２ 滤波器箱Ａ １ 电路构成 ４３
机 车 电 传 动 பைடு நூலகம்００３年
４８０ Ａ ６９２ Ａ １ １７１ Ａ ７２０ Ａ
第１期 胡引娥 程有平 广州地铁１号线车辆的牵引逆变器
最大输出电流 ＩＡ ｍａｘ 最大关断电流 Ｉ ｍａｘ 输出电压 Ｕ Ａ 输出频率 ｆＡ 最大脉冲频率 ｆｐ 制动斩波脉冲频率 ｆ ｂ 风扇电源 Ｕ １ 控制电源 Ｕ ２ 冷却方式
作者简介 胡引娥 １９６５－ 女 １ ９ ８ ８ 年毕业于西南交 通大学电传动及控制专 业 工程师 现从事地铁 车辆技术管理工作
Ｔｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｆｏｒ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ Ｌｉｎｅ １
ＨＵ Ｙｉｎ－ｅ１， ＣＨＥＮＧ Ｙｏｕ－ｐｉｎｇ２ （１． Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｅｔｒｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１０３８０， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ， Ｔａｉｙｕａｎ Ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ ＆ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｓｔｏｃｋ Ｗｏｒｋｓ， Ｔａｉｙｕａｎ， Ｓｈａｎｘｉ ０３０００９， Ｃｈｉｎａ）
收稿日期 ２００２－０６－０７ 收修改稿日期 ２００２－１０－１５
４２
接转矩控制法控制Ｇ Ｔ Ｏ 的通断 即可进行牵引运行 停
车时 主电路支撑电容通过串联的５ 个充电电阻 Ｒ１ Ｒ５
可快速放电 主电路电容也可通过电容上并联的固定
电阻放电 但需耗时几分钟 当逆变器输出电压的基波
频率小于电机的转速时 逆变器将电机能量反馈到接
逆变器箱Ａ ２ Ｅ 区装有冷却风扇以及Ｇ Ｔ Ｏ 门控单元
散热器风速 Ｖ ａ
８ ｍ／ｓ
的供电电源
２ 逆变器的组成
牵引逆变器由滤波器箱 Ａ １ 和逆变器箱 Ａ ２ 组成（ 见 图１） ２ 箱端部紧靠车底 连接处对外为密封结构 冷却 风扇安装在逆变器箱内 冷却风先进入逆变器箱 通过 ２ 箱连接处进入滤波箱Ａ １ 再经过直流电抗器向下吹 出 ２ 箱连接处为柔性母线连接 通过它将直流电源从 滤波器箱传送到逆变器箱 逆变器的所有元器件安装 于滤波器箱的Ａ 和Ｂ 区及逆变器箱的Ｃ Ｄ Ｅ 区
触网 逆变器工作于再生制动方式 当所产生的能量不
能被网上其他车辆或者车载设备（ 辅助电源 风冷单元
等） 消耗时 逆变器把这部分能量反馈到电容 电容电
压上升 当电容电压达到设定的最大值时 控制单元就
触发晶闸管 Ａ１４ Ｖ１ 接通制动电阻 制动电阻把 ４ 台牵
引电机所产生的制动能量转化成热能消耗掉 当接触
逆变器由驱动控制单元（ Ｄ Ｃ Ｕ ） 和逆变器保护单元 （ＵＮＡＳ）控制 控制和保护单元安装于动车的车厢内 控 制单元和Ｇ Ｔ Ｏ 门极控制单元间的触发和反馈信号采用 光纤传输 光纤传输可提高信号抗干扰能力 又有隔离 作用 其他信号以电信号方式传输
１ 逆变器工作原理及主要技术参数
ＤＡＳＵ６ 型逆变器有牵引 再生制动 电阻制动和动 力制动４ 种工作方式 其工作原理是当列车启动时 逆 变器箱主电路电容Ａ３１ Ａ３４ 通过串联的５ 个充电电阻 Ｒ１ Ｒ５ 充电 在预充电结束后 主电路支撑电容电压达 到网压时 滤波器箱中的直流接触器 Ｋ １ 闭合 预充电 电路被Ｋ １ 短接 预充电电流接触器断开 系统通过直
逆变器箱Ａ ２ Ｃ 区装有支撑电容及 其固定放电电阻Ａ３１ Ａ３２ Ｕ 和Ｖ 相模块 Ａ１１ Ａ１２ 相模块吸收电阻Ｒ１１ Ｒ２２ 以 及吸收模块Ａ２１ Ａ２２ 每个吸收模块有 ２ 个带有测量线圈的相电感和４ 块用于 测量相电流上升的电路板 逆变器箱 Ａ ２ Ｄ 区装有支撑电容及其固定放电电 阻Ａ３３ Ａ３４ Ｗ 相模块Ａ１３ 制动斩波模
２．太原机车车辆厂 技术质量部 山西 太原 ０３０００９
摘 要 主要介绍广州地铁１号线牵引逆变器的工作原理 技术参数 构成和有关器件的作用 运 用表明该逆变器稳定可靠 性能优良
关键词 牵引逆变器 技术参数 组成 作用 中图分类号 Ｕ２６６．２ Ｕ２３１ 文献标识码 Ａ 文章编号 １０００－１２８Ｘ（２００３）０１－００４２－０３
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｎｖｅｒｔｅｒ； ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ； ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ； ｆｕｎｃｔｉｏｎ
Ｄ Ａ Ｓ Ｕ ６ 型牵引逆变器应用于广州地铁１ 号线的２ １ 型地铁列车上 该型列车从德国引进 为４ 动２ 拖形式 每节动车装有１ 台Ｄ Ａ Ｓ Ｕ ６ 型Ｖ Ｖ Ｖ Ｆ 牵引逆变器 电压型 逆变器 功率开关器件选用３ ０００ Ａ／４ ５００ Ｖ 的ＧＴＯ 元 件 牵引逆变器向每节动车的４ 台并联的牵引电机提供 电源 并可根据电网电压实现再生或电阻制动
１ ０８０ Ａ ２ ９００ Ａ ０￣１ ０５０ Ｖ ０￣１１２ Ｈｚ ４５０ Ｈｚ ２５０ Ｈｚ 三相交流３８０ Ｖ ５０ Ｈｚ 直流１１０ Ｖ 强迫风冷
块Ａ １ ４ 模块吸收电阻Ｒ ３ １ Ｒ ４ ２ 以及吸收模块Ａ ２ ３ Ａ２４ 逆变器箱Ａ２Ｄ 区还装有输出电压传感器Ｕ１ Ｕ２
Ｕ Ｖ Ｗ 相模块Ａ１１ Ａ１２ Ａ１３ 以及斩波模块Ａ１４ 中 有ＧＴＯ Ｖ１ Ｖ２ 快速恢复二极管Ｖ３ Ｖ４ 吸收二极管Ｖ５ Ｖ６ Ｖ１ Ｖ２ 的门控单元 ３ 个电容集成的吸收电容以及相 模块和制动斩波模块的输出电流传感器 Ｕ １ 每个模块 的功率器件都安装在２ 个散热器之间 并由一个卡子固 定 使冷却风从２ 侧散热器通过