1984年7月至1986年8月在山東礦業(yè)學院會計系任團總支副書記,1986年9月至1988年7月在石油大學學習,1988年7月至2001年7月在山東礦院先后任化工系團總支書記,學生處副處長,團委副書記、書記,黨總支書記,2001年7月至今在山東科技大學化學與環(huán)境工程學院任黨委書記。
主要論著:主編《公共關系學》、《共青團工作概論》、《走向新世紀》,發(fā)表論文40余篇。
日本多摩跨座式單軌車電傳動系統(tǒng)
——高永軍在《都市快軌交通》理事會2004年會上的報告
在《都市快軌交通》理事會2004年會上,中國北車集團永濟電機廠高級工程師高永軍作了“日本多摩跨座式單軌車電傳動系統(tǒng)”的報告。
該報告主要有以下內容:
一、前言
跨座式單軌交通是城市軌道交通的一種新型式,與地鐵系統(tǒng)比較單軌交通方式線路結構簡單、造價便宜、建設速度快,處于街中心的高架結構體量不大,對城市景觀影響小,列車走行系統(tǒng)采用膠輪,噪聲振動小。日本多摩都市單軌交通所使用的車輛電傳動系統(tǒng),系日本日立公司生產的交流傳動系統(tǒng),由制造商根據與用戶商定的技術規(guī)格書的要求設計制造。該車優(yōu)良的性能和質量指標體現了當今國際上單軌交通車輛的先進水平。整列車初期由兩個單元車組成,一個單元車由MC1、M2組成,兩個司機室分別位于前后兩端的半動車上,單元列車之間通過棒狀車鉤進行機械、電源電路、主風管、控制及信息線路的連接,本文著重對電傳動系統(tǒng)作一分析介紹。
二、電傳動系統(tǒng)組成
VVVF逆變器牽引控制裝置
交流異步牽引電動機
輔助電源裝置
列車無線電裝置、列車信息處理裝置、列車自動控制檢測裝置(ATC∕TD〕、自動列車運行裝置(ATO〕
三、主牽引系統(tǒng)
1.系統(tǒng)組成
集電裝置(受流器)
主熔斷器
斷流器(包括線路斷路器LB1、LB2、LB3、高速斷路器HB〕
限流、充電、過壓電阻器
濾波電抗器、中間電容器
主電路、控制裝置
牽引電動機
2.VVVF逆變器控制
(1)電路結構及控制原理
為了提高逆變器系統(tǒng)的性能,減小輸出電壓的諧波含量,獲取正弦性好的電流波形,同時降低功率開關器件的關斷電壓,主電路結構采用了12個IGBT功率開關器件,6個鉗位二極管的三電平逆變器電路結構。
(2)PWM波調制
對VVVF調速控制系統(tǒng)來說,理想的PWM波形策略是:在定子頻率的低頻段采取異步調制,以避免采用同步調制法帶來的頻段間的頻繁切換,在中頻段采取同步調制法以改善輸出波形的特性;而在高頻段采取優(yōu)化調制法,以最大限度地消除低次諧波的影響。但在該三電平逆變器的PWM波控制中,為了降低牽引電機在運行中產生的噪音,在0-44Hz區(qū)域內均采用異步調制方式。異步調制SPWM波的調制方式,即調制頻率f1變化時載波頻率fC(開關頻率fS〕固定不變。程序中通過實時計算對調制波的采樣角θ,完成脈沖作用時間的計算,該運算可通過數字信號處理器DSP快速完成起動低速頻段采用雙極性調制和部分雙極性調制;中速頻段采用單極性調制;高速頻段采用過調制和單脈沖波調制。
3.逆變器主要技術參數
輸入電壓:DC1500V
輸出電壓:3ФAC0~1100V
輸出頻率:0~100Hz
額定輸出容量:300KVA
額定輸出電流:180A
功率半導體器件:IGBT2KV/600A
開關頻率:1.5KHz
控制方式:矢量控制
牽引電動機聯(lián)接:1C2M
四、輔助電源系統(tǒng)
1.系統(tǒng)組成
日本多摩都市單軌交通電動車組由兩個動力單元組成,每個動力單元裝有一套輔助電源系統(tǒng),單元內的輔助電路形式、結構完全相同。整個輔助電路由直流電網直接供電,經輔助逆變器變?yōu)槿?00V交流電供給空調、通風機、空壓機及其它交流用電設備。三相200V的交流電經變壓器、整流器,再次得到直流100V、直流24V電源,供蓄電池及其它直流負載。此外,另一路經單相變壓器得到單相100V的交流電。主要由下列部分組成:
輸入濾波電抗器
斬波穩(wěn)壓器
逆變器
輸出濾波電抗器
隔離變壓器
DC100V電源(變壓器、整流器)
DC24V電源(變壓器、整流器)
單相AC100V電源(變壓器)
2.電路結構及其控制方法
通常在地鐵、城市軌道交通車輛DC1500V電網供電的輔助逆變器中,電路結構主要有以下幾種方式:斬波逆變、二電平逆變、三電平逆變、十二脈沖逆變等。這幾種方式在電路組成、工作性能、制造成本、現場應用等方面各有優(yōu)劣。本輔助電源中逆變器采用兩個IGBT逆變器串聯(lián)而成接觸網電壓DC1500V經過濾波斬波穩(wěn)壓加到輸入濾波電容兩端,由輸入濾波電容將輸入電壓均分成1∕2(網壓),再送入兩個逆變器。兩個逆變器的輸出錯開30°角,輸出的高頻脈沖交流電壓,經由三相變壓器IVTR耦合得到接近正弦的十二階梯波,經過三相濾波器的濾波可得到低諧波含量的準正弦電壓波形。由于采用兩個逆變器串聯(lián)工作12脈波逆變器的準正弦輸出電壓采用PWM閉環(huán)控制。
3.輔助電源主要技術參數
輸入電壓:DC1500V
額定容量:85KVA
三相輸出電壓(包括中性點):三相交流200VRMS±5%
頻率:60Hz±1Hz
輸出波形:準正弦波
功率半導體器件:IGBT1700V∕300A
二次電源:單相交流100VDC100VDC24V
五、結束語
經過分析其車輛電傳動系統(tǒng)中,VVVF逆變器及輔助電源具有以下特點:
1.VVVF逆變器采用三電平逆變器電路結構較二電平逆變器具有波形好,脈沖頻率低、噪音小,主功率開關器件耐壓降低一半等優(yōu)點。同時逆變器控制電機方式采用架控方式,大大提高了車輛運行的可靠性。
2.輔助電源中的SIV采用直流分壓串聯(lián)式逆變器,經變壓器耦合濾波得到準正弦波電壓的電路結構,既降低了功率開關器件的關斷電壓,又減少了PWM調制的復雜性。低壓直流電源經變壓整流獲取,從裝置的結構上大大降低了控制難度,提高了整個輔助系統(tǒng)的可靠性。
3.我國重慶市也將采用單軌車輛的交通方式,日本多摩都1000系單軌電動車組的電傳動系統(tǒng)對我國重慶市來說,一定會有很重要的借鑒意義。此外,車輛能拐小彎、爬大坡,對于重慶特有的山城線路及其它與重慶具有相同特點的城市很適用。