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丹佛斯變頻器滿(mǎn)足動(dòng)車(chē)組多種牽引電機的測試電源需求案例

時(shí)間：2021-09-08    作者：津信變頻    點(diǎn)擊：次
自從2007年4月18日我國首趟時(shí)速200公里動(dòng)車(chē)組列車(chē)在上海站始發(fā)，中華大地上迎來(lái)動(dòng)車(chē)時(shí)代。十余年間，中國高鐵動(dòng)車(chē)從無(wú)到有，高鐵以超乎想象的速度呼嘯飛馳，改變著(zhù)中國，震撼著(zhù)世界。時(shí)至今日，其發(fā)展速度遠高于汽車(chē)與傳統火車(chē)，已然成為人們出行的極佳選擇。無(wú)數大中小城市因高鐵動(dòng)車(chē)而串聯(lián)，人、錢(qián)、物在城市間、地區間的流向更加便捷和高效，高鐵網(wǎng)絡(luò )正以前所未有的速度改變著(zhù)中國城市的格局。

然而高鐵動(dòng)車(chē)組在發(fā)展過(guò)程中不僅僅是其運行的過(guò)程，它的售后服務(wù)與日常檢修服務(wù)也是其發(fā)展的重要內容。動(dòng)車(chē)組就是由動(dòng)車(chē)和拖車(chē)組成或全部由若干動(dòng)車(chē)固定連掛在一起組成的車(chē)組，主要用于高速鐵路旅客運輸。目前動(dòng)車(chē)組多數都采用電力驅動(dòng)，由外部接觸網(wǎng)供電。在動(dòng)車(chē)組中具有動(dòng)力（有牽引電機）的車(chē)稱(chēng)為動(dòng)車(chē)，沒(méi)有動(dòng)力的車(chē)稱(chēng)為拖車(chē)。牽引電機是直接帶動(dòng)車(chē)輪旋轉的電機，目前多采用三相交流電機。

永濟電機天作電氣有限責任公司為中車(chē)永濟電機有限公司的成員企業(yè)，對于鐵路各類(lèi)電機電器、機車(chē)車(chē)輛試驗設備具有十分豐富的設計與工程經(jīng)驗。針對動(dòng)車(chē)組牽引電機的特殊測試工況，以丹佛斯變頻器為電源核心，針對性的提供了整套變頻測試電源，滿(mǎn)足了北京動(dòng)車(chē)段對于多種牽引電機的測試使用需求 。

變頻測試電源的最終用戶(hù)為中國鐵路北京局集團有限公司北京動(dòng)車(chē)段，位于北京市西南大興區 ，是中國鐵路最早建成的四大動(dòng)車(chē)檢修基地之一，主要覆蓋范圍包括華北及東北地區。負責高鐵動(dòng)車(chē)組檢修 ，目前具備動(dòng)車(chē)組一級、二級、三級、四級檢修能力。牽引電機作為動(dòng)車(chē)的直接動(dòng)力來(lái)源，也是檢修對象之一。由于牽引電機不同于常見(jiàn)電機，對于測試電源有著(zhù)專(zhuān)業(yè)的要求，因此無(wú)法直接在工頻電網(wǎng)供電下完成測試。

以丹佛斯變頻器為核心的中低壓變頻電源



這個(gè)項目是Danfoss公司首次同天作電氣的合作項目；項目中采 用了以丹佛斯公司VACON® NX系列變頻器為電源核心的測試電源解決方案。單元+逆變單元+制動(dòng)單元）、正弦濾波器、升壓變壓器、制動(dòng)電阻以及輸出電壓切換開(kāi)關(guān)構成?？梢蕴峁┳罡咧?250V的正弦電壓輸出。天作電氣成柜。另外包含測試操作臺，以及為了滿(mǎn)足測試工藝而選用的各種傳感器，功率分析儀器等。

為被測牽引電機提供電源時(shí)，NXP變頻器首先將頻率與電壓恒定的工頻電網(wǎng)電源轉換為頻率和電壓分別獨立可調的PWM波電壓進(jìn)行輸出；PWM波電壓經(jīng)過(guò)正弦濾波器濾波處理后轉換為正弦波；可再由升壓變壓器進(jìn)行必要的升壓處理，最終輸出被測牽引電機所需的特定頻率/電壓的電源波形。需要受控的速度突降時(shí)，制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻共同工作，將電機發(fā)電饋回到變頻器直流鏈路的再生能量以能耗制動(dòng)的方式消耗掉，保護維持系統的正常運行。在不同測試工藝過(guò)程中，集成在操作臺上的自動(dòng)化系統將對采集到的信號進(jìn)行處理，并把最終結果呈現給用戶(hù)。

變頻電源工作時(shí)的輸出頻率與輸出電壓的調整均由操作臺發(fā)出指令，通過(guò)上位機與變頻器間的Profibus DP總線(xiàn)傳遞該指令給變頻器，變頻器依此執行。



丹佛斯變頻器適用于變頻電源系統的特點(diǎn)與優(yōu)勢



與傳統變頻器相比，變頻電源輸出的頻率與電壓之間沒(méi)有特定的函數關(guān)系，兩者需要完全解耦。NXP系列變頻器通過(guò)特殊應用宏的概念，可提供既基于標準變頻器硬件且又具有頻率與電壓分離的軟件功能的產(chǎn)品。配合丹佛斯標配或非標正弦濾波器，輸出完美的符合預期的正弦電壓波形。

支持電壓閉環(huán)控制功能，有效補償變頻器輸出端子到電機輸入端子間的累計壓降，保證輸出到電機端電壓的恒定?？梢赃x用丹佛斯提供的OPT-D7選件卡作為電壓測量反饋器件，也支持第三方電壓傳感器（0-10v/4-20mA均可）。

NXP系列產(chǎn)品投入市場(chǎng)多年，在眾多的應用行業(yè)里久經(jīng)考驗，質(zhì)量穩定可靠。為配合各種特殊應用宏使用，硬件性能出眾，以便滿(mǎn)足不同應用行業(yè)對于硬件參數的要求。支持風(fēng)冷和液冷的散熱方式?？梢蕴峁┑蛪捍蠊β十a(chǎn)品，標準產(chǎn)品最高功率可超5MW。

通過(guò)丹佛斯特有的DriveSynch技術(shù)可以輕易實(shí)現交流電源的并聯(lián)，為電源系統的擴容，冗余提供了技術(shù)保證；為大功率電源一拆為多的靈活使用提供了可能性。

預裝電源應用宏軟件的NX產(chǎn)品支持疊頻波形的輸出。適用于有疊頻測試需求的變頻電源系統。

通過(guò)軟件方式輕松實(shí)現變頻電源和變頻器功能的切換，可以完美應用在對拖試驗系統。既可實(shí)現變頻電源功能為被測目標提供所需電源，亦可作為變頻器拖動(dòng)電機模擬負載加載。硬件上可提供共直流母線(xiàn)產(chǎn)品，包含（有源前端）整流單元、逆變單元、制動(dòng)單元，便于各類(lèi)對拖測試系統拓撲的搭建。

深耕變頻器產(chǎn)品，服務(wù)不同領(lǐng)域客戶(hù)

本案例的成功實(shí)施，也意味著(zhù)丹佛斯傳動(dòng)為我國高鐵動(dòng)車(chē)事業(yè)再次提供助力。所用產(chǎn)品基于標準變頻器硬件平臺，對熟悉變頻器產(chǎn)品的工程師友好度高，便于調試使用，節省集成商以及客戶(hù)的調試時(shí)間成本。變頻電源相較于傳統工藝中使用的調壓器，不僅電壓靈活可調，頻率也可依照客戶(hù)需求進(jìn)行設定，因此深得天作電氣公司的信賴(lài)。天作公司曹總表示，“借助Danfoss的變頻電源產(chǎn)品，我們能夠提供更靈活的電源形式，滿(mǎn)足不同客戶(hù)的使用需求，擴展了我們的產(chǎn)品線(xiàn)。通過(guò)本次使用經(jīng)驗讓也我對Danfoss的產(chǎn)品質(zhì)量充滿(mǎn)了信心”。而后天作電氣又將Danfoss產(chǎn)品應用于中車(chē)唐山機車(chē)車(chē)輛有限公司交流電機試驗臺、石家莊鐵道大學(xué)地鐵模擬試驗臺等后續項目上。

鑒于丹佛斯NXP產(chǎn)品軟件功能的靈活性，多年來(lái)為不同的行業(yè)提供了多種特殊產(chǎn)品解決方案。以變頻電源應用為例，服務(wù)各種電機測試平臺、岸電以及船用電源等不同應用場(chǎng)合。根據客戶(hù)工藝進(jìn)行非標定制，滿(mǎn)足客戶(hù)的苛刻需求。



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