一高鐵牽引系統(tǒng)測(cè)試需求簡(jiǎn)介

　　高鐵普遍采用交直交電力機(jī)車(chē)實(shí)現(xiàn)電力牽引，電力牽引系統(tǒng)的核心部件是牽引變流器和交流異步牽引電機(jī)。牽引變流器和牽引電機(jī)的性能直接決定高鐵運(yùn)行性能和安全性能。

　　牽引系統(tǒng)一個(gè)重要特點(diǎn)是功率密度大，通常采用低開(kāi)關(guān)頻率(一般低于1KHz)來(lái)降低開(kāi)關(guān)損耗。低頻特性和高頻特性都是牽引系統(tǒng)的重要指標(biāo)，一般要求準(zhǔn)確測(cè)試的基波頻率范圍較寬，低頻段低于1Hz，高頻段高達(dá)100Hz以上。

　　對(duì)于低頻段，由于信號(hào)周期較長(zhǎng)，所需的交流采樣運(yùn)算周期也較長(zhǎng)，并且牽引變流器輸出含有較高頻率的諧波，又要求較高的采樣率，所以需要相關(guān)測(cè)試儀器具備較大的存儲(chǔ)容量和較強(qiáng)的運(yùn)算能力。

　　對(duì)于高頻段，以開(kāi)關(guān)頻率800Hz，基波頻率100Hz為例，一個(gè)PWM周波僅僅包含8個(gè)脈沖，開(kāi)關(guān)頻率與基波頻率較為接近，造成波形畸變嚴(yán)重，對(duì)于同步源的同步能力是很大的挑戰(zhàn)。并且此時(shí)校準(zhǔn)平均值與真正的基波有效值差距較大，采用校準(zhǔn)平均值替代基波有效值的功率分析儀不再適用。

　　測(cè)試儀器必須滿足鐵路高速發(fā)展的研究需求，向用戶提供完整的原始測(cè)試數(shù)據(jù)，記錄完整的原始數(shù)據(jù)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)軟件的后期二次開(kāi)發(fā)可以獲取更多的有價(jià)值信息，并且可以避免許多重復(fù)試驗(yàn)。

　　WP4000變頻功率分析儀采用嵌入式高性能微處理器和高效的裁剪版麒麟操作系統(tǒng)，有海量存儲(chǔ)空間和強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，可實(shí)現(xiàn)低基波頻率下的高采樣率測(cè)試，記錄試驗(yàn)過(guò)程的全部原始數(shù)據(jù)，事后可通過(guò)原始數(shù)據(jù)完全再現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程，從再現(xiàn)過(guò)程中獲取希望了解的任何時(shí)刻的任何參數(shù)，全面滿足了上述需求。

二典型應(yīng)用

01湘電集團(tuán)軌道交通交流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)室

　　湘電集團(tuán)有限公司是中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)單位和中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)分會(huì)副主任單位，其軌道交通交流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)室是國(guó)內(nèi)第一家從事?tīng)恳齻鲃?dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室，可以對(duì)地鐵、城市軌道交通的牽引電機(jī)、VVVF牽引變頻器進(jìn)行試驗(yàn)、VVVF牽引變頻器與電機(jī)組成的電傳動(dòng)系統(tǒng)及輔助電源(SIV)進(jìn)行試驗(yàn)。

交流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試原理框圖

02中國(guó)中車(chē)株洲電機(jī)有限公司技術(shù)中心檢測(cè)試驗(yàn)站(CNAS)

　　“中國(guó)中車(chē)株洲電機(jī)”是鐵道部唯一一家和諧型大功率電力機(jī)車(chē)及高速動(dòng)車(chē)組配套電機(jī)、變壓器兩大關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化核心部件供應(yīng)商。其檢測(cè)試驗(yàn)站具備按國(guó)際認(rèn)可準(zhǔn)則開(kāi)展檢測(cè)服務(wù)的技術(shù)能力。檢測(cè)試驗(yàn)站出具的檢測(cè)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)報(bào)告，將得到美國(guó)、日本、印度等70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)機(jī)構(gòu)的承認(rèn)。從研發(fā)到制造，全方位把握高速動(dòng)車(chē)組、大功率機(jī)車(chē)牽引系統(tǒng)質(zhì)量關(guān)。

　　本牽引電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)用于牽引電機(jī)檢測(cè)研究性試驗(yàn)，采用電能回饋結(jié)構(gòu)，被試電機(jī)做電動(dòng)運(yùn)行，拖動(dòng)陪試電機(jī)發(fā)電，陪試電機(jī)發(fā)出電能經(jīng)陪試變頻器回饋到拖動(dòng)端，為拖動(dòng)變頻器和被試電機(jī)的運(yùn)行提供能量，在試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部流動(dòng)實(shí)現(xiàn)電能回饋，運(yùn)行過(guò)程中外部電網(wǎng)只需要補(bǔ)充損耗能量，極大節(jié)約運(yùn)行成本。

牽引電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)原理框圖

03中國(guó)中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所牽引系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室

　　中國(guó)中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所牽引系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室是軌道交通裝備牽引傳動(dòng)與控制系統(tǒng)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新研發(fā)平臺(tái)，在電力機(jī)車(chē)牽引系統(tǒng)的檢試驗(yàn)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，推動(dòng)了我國(guó)高鐵技術(shù)從引進(jìn)消化吸收到自主創(chuàng)新，再到后來(lái)居上達(dá)到世界一流水平。

電力機(jī)車(chē)牽引系統(tǒng)試驗(yàn)原理框圖

04中國(guó)中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司受電弓檢測(cè)系統(tǒng)

　　電力機(jī)車(chē)受電弓運(yùn)行于高壓交流環(huán)境下，且高速運(yùn)行時(shí)易出現(xiàn)拉弧等現(xiàn)象，電磁干擾大。常規(guī)的模擬量輸出傳感器傳輸過(guò)程中容易受到電磁干擾的影響，導(dǎo)致測(cè)量精度降低甚至不能正常工作，且前后端通過(guò)電纜連接的方式，容易將高壓引入，導(dǎo)致設(shè)備和人員安全受到威脅。

　　銀河電氣OPC系列光纖轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)光纖傳輸后再還原為模擬信號(hào)，無(wú)縫兼容原有系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，大幅提升受電弓在線檢測(cè)系統(tǒng)電磁兼容性能。

受電弓檢測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)原理框圖

---