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用于鐵路機車牽引變流器的電力電容獲驗證
發布者:BonChip  發布時間:2012-10-30 19:28:54  點擊:1902
中國正在實施的宏偉軌道交通建設計劃對軌道車輛產生了的巨大需求,軌道車輛使用大量電氣部件,尤其是牽引設備。牽引變流器是列車牽引電機和供電網之間的電氣設備,像列車的心臟一樣,它將電網電能轉換為列車電機動能(VVVF)和列車供電(SIV)。在所有的變流器中,都有一個中間直流回路模塊,并需要配備大功率電力電容器。針對不同類型軌道車輛的牽引應用,TDK-EPC有著完整的電力電容解決方案,并且在中國高鐵和地鐵項目上面得到了驗證。

針對高速列車,TDK-EPC的MKK油浸電容、MKP電容可以用于中間直流回路DC-link、諧振電路和交流濾波模塊。針對機車,TDK-EPC的MKK油浸電容、干式電容和MKC電容可分別用于中間直流回路DC-link、諧振電路和吸收電容。全球眾多牽引變流器設備廠商都在基于TDK-EPC的電力電容器開發系統平臺,其中包括ABB、阿爾斯通、龐巴迪、西門子和GE,以及中國本土企業如鐵科院、中國北車和中國南車等。TDK-EPC最近的成功應用案例是為中國的CRH3(西門子Velaro CN系列)高速列車提供MKK油浸電容。

不同于工業用三相驅動器,機車和列車組用牽引電機的運行需要單相交流電壓。Velaro CN的架空牽引線路電壓(25 kV,50 Hz)首先經過降壓并整流,最后借助直流鏈路電容器實現平穩。不過,由于使用單相供電,上述直流鏈路電壓還會承受相當大的、兩倍于電源頻率的紋波電壓。額外濾波和干擾抑制借助諧振電路進行,即包含電容器和扼流圈的串聯振蕩電路,調諧到雙倍電源頻率。Velaro CN諧振電路由兩個并聯的固定電容器以及一個四合一調諧電容器組成。該設計還允許諧振電路頻率在由扼流圈電感值不一致或電容老化損耗后得以正確調整。根據西門子的規格研發出基本設計后,便運用仿真模型就溫度曲線、電流和頻率響應以及高速列車預計運行周期對其進行優化,CRH3最終使用了TDK-EPC MKK DCI電力電容器,即為直流電壓運行所設計的油浸電容,該系列電容器還滿足了對有限載荷和防火的高要求。

MKK油浸電容中注滿了菜籽油,使其熱分布特性優于干鑄造材料。采用油浸法,電容器薄膜可承受高達240 V/μm的電場強度,從而在內部可形成高能量密度,實現了高度緊湊的外殼尺寸(340mm x 600mm x 165mm)。通過將該電容器焊入不銹鋼體,該產品可承受高達8300 V交流電壓峰值。MKK油浸電容十分可靠,擁有20萬小時的使用壽命,相當于可連續運行約23年,遠超出EN50155的要求。此外,MKK油浸電容具備十分穩定的電容值:在正常工作條件下,在整個運行壽命期間,其電容下降幅度也大大低于3個百分點。盡管受到列車不斷沖擊和震動,MKK DCI電容器的電氣性能也將在-40~+70℃的溫度范圍內保持不變。
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