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丹佛斯變頻器滿足動(dòng)車組多種牽引電機(jī)的測(cè)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(guó)首趟時(shí)速200公里動(dòng)車組列車在上海站始發(fā)，中華大地上迎來(lái)動(dòng)車時(shí)代。十余年間，中國(guó)高鐵動(dòng)車從無(wú)到有，高鐵以超乎想象的速度呼嘯飛馳，改變著中國(guó)，震撼著世界。時(shí)至今日，其發(fā)展速度遠(yuǎn)高于汽車與傳統(tǒng)火車，已然成為人們出行的極佳選擇。無(wú)數(shù)大中小城市因高鐵動(dòng)車而串聯(lián)，人、錢、物在城市間、地區(qū)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中國(guó)城市的格局。

然而高鐵動(dòng)車組在發(fā)展過(guò)程中不僅僅是其運(yùn)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(nèi)容。動(dòng)車組就是由動(dòng)車和拖車組成或全部由若干動(dòng)車固定連掛在一起組成的車組，主要用于高速鐵路旅客運(yùn)輸。目前動(dòng)車組多數(shù)都采用電力驅(qū)動(dòng)，由外部接觸網(wǎng)供電。在動(dòng)車組中具有動(dòng)力（有牽引電機(jī)）的車稱為動(dòng)車，沒(méi)有動(dòng)力的車稱為拖車。牽引電機(jī)是直接帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，目前多采用三相交流電機(jī)。

永濟(jì)電機(jī)天作電氣有限責(zé)任公司為中車永濟(jì)電機(jī)有限公司的成員企業(yè)，對(duì)于鐵路各類電機(jī)電器、機(jī)車車輛試驗(yàn)設(shè)備具有十分豐富的設(shè)計(jì)與工程經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)動(dòng)車組牽引電機(jī)的特殊測(cè)試工況，以丹佛斯變頻器為電源核心，針對(duì)性的提供了整套變頻測(cè)試電源，滿足了北京動(dòng)車段對(duì)于多種牽引電機(jī)的測(cè)試使用需求 。

變頻測(cè)試電源的最終用戶為中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司北京動(dòng)車段，位于北京市西南大興區(qū) ，是中國(guó)鐵路最早建成的四大動(dòng)車檢修基地之一，主要覆蓋范圍包括華北及東北地區(qū)。負(fù)責(zé)高鐵動(dòng)車組檢修 ，目前具備動(dòng)車組一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)檢修能力。牽引電機(jī)作為動(dòng)車的直接動(dòng)力來(lái)源，也是檢修對(duì)象之一。由于牽引電機(jī)不同于常見(jiàn)電機(jī)，對(duì)于測(cè)試電源有著專業(yè)的要求，因此無(wú)法直接在工頻電網(wǎng)供電下完成測(cè)試。

以丹佛斯變頻器為核心的中低壓變頻電源



這個(gè)項(xiàng)目是Danfoss公司首次同天作電氣的合作項(xiàng)目；項(xiàng)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(cè)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(gòu)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(cè)試操作臺(tái)，以及為了滿足測(cè)試工藝而選用的各種傳感器，功率分析儀器等。

為被測(cè)牽引電機(jī)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(zhuǎn)換為頻率和電壓分別獨(dú)立可調(diào)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(zhuǎn)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(cè)牽引電機(jī)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(jī)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(hù)維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在不同測(cè)試工藝過(guò)程中，集成在操作臺(tái)上的自動(dòng)化系統(tǒng)將對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，并把最終結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。

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



丹佛斯變頻器適用于變頻電源系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)



與傳統(tǒng)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(shù)關(guān)系，兩者需要完全解耦。NXP系列變頻器通過(guò)特殊應(yīng)用宏的概念，可提供既基于標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)配或非標(biāo)正弦濾波器，輸出完美的符合預(yù)期的正弦電壓波形。

支持電壓閉環(huán)控制功能，有效補(bǔ)償變頻器輸出端子到電機(jī)輸入端子間的累計(jì)壓降，保證輸出到電機(jī)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(cè)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(yīng)用行業(yè)里久經(jīng)考驗(yàn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。為配合各種特殊應(yīng)用宏使用，硬件性能出眾，以便滿足不同應(yīng)用行業(yè)對(duì)于硬件參數(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)交流電源的并聯(lián)，為電源系統(tǒng)的擴(kuò)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(yù)裝電源應(yīng)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(cè)試需求的變頻電源系統(tǒng)。

通過(guò)軟件方式輕松實(shí)現(xiàn)變頻電源和變頻器功能的切換，可以完美應(yīng)用在對(duì)拖試驗(yàn)系統(tǒng)。既可實(shí)現(xiàn)變頻電源功能為被測(cè)目標(biāo)提供所需電源，亦可作為變頻器拖動(dòng)電機(jī)模擬負(fù)載加載。硬件上可提供共直流母線產(chǎn)品，包含（有源前端）整流單元、逆變單元、制動(dòng)單元，便于各類對(duì)拖測(cè)試系統(tǒng)拓?fù)涞拇罱ā?br />
深耕變頻器產(chǎn)品，服務(wù)不同領(lǐng)域客戶

本案例的成功實(shí)施，也意味著丹佛斯傳動(dòng)為我國(guó)高鐵動(dòng)車事業(yè)再次提供助力。所用產(chǎn)品基于標(biāo)準(zhǔn)變頻器硬件平臺(tái)，對(duì)熟悉變頻器產(chǎn)品的工程師友好度高，便于調(diào)試使用，節(jié)省集成商以及客戶的調(diào)試時(shí)間成本。變頻電源相較于傳統(tǒng)工藝中使用的調(diào)壓器，不僅電壓靈活可調(diào)，頻率也可依照客戶需求進(jìn)行設(shè)定，因此深得天作電氣公司的信賴。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，滿足不同客戶的使用需求，擴(kuò)展了我們的產(chǎn)品線。通過(guò)本次使用經(jīng)驗(yàn)讓也我對(duì)Danfoss的產(chǎn)品質(zhì)量充滿了信心”。而后天作電氣又將Danfoss產(chǎn)品應(yīng)用于中車唐山機(jī)車車輛有限公司交流電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)、石家莊鐵道大學(xué)地鐵模擬試驗(yàn)臺(tái)等后續(xù)項(xiàng)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(yīng)用為例，服務(wù)各種電機(jī)測(cè)試平臺(tái)、岸電以及船用電源等不同應(yīng)用場(chǎng)合。根據(jù)客戶工藝進(jìn)行非標(biāo)定制，滿足客戶的苛刻需求。



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