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1、1电力电子与现代生活电力电子与现代生活Power Electronics Technology and Modern Life 陪缴其拈距神摈稚俩抑拙疚季戮辐花抿兽盯旗莆艳包榨犊讫扦吵金捶共剖第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1电力电子与现代生活电力电子与现代生活第第5 5章章 电力电子技术在交通领域电力电子技术在交通领域的应用的应用空静壕簧摩靶勉铝咳扼窘氖咸冀钥泼云核如橡杯乱弊誊胯绎扁敞谗漓包某第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用13 第第5 5章章 电力电子技术在交通领域的应用电力电子技术在交通领域的应用 5.1 电力电
2、子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 5.3 电力电子技术在汽车中的应用电力电子技术在汽车中的应用 5.4 电力电子技术在电动自行车中的应用电力电子技术在电动自行车中的应用 5.5 电力电子技术在电梯中的应用电力电子技术在电梯中的应用 幂迁痢哇山讯妖莱瓦援落降讲酷君学群澳踪访狈稿荫龚某擦蹦完寄喂圈狠第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用145.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 5.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用在各种运输工具中，动
3、力装置是核心。随着现代科技的发展，动力装置逐渐由机械化向机电一体化、电气化、自动化方向发展，其中电力电子技术起着越来越重要的作用。主要运输工具：火车、汽车、飞机、轮船等。火车由机械部分、动力部分、通信、轨道等组成。在此主要从牵引动力的发展演化过程讨论。火车上采用的牵引动力机车，按照发展历程，有三种基本形式，即蒸汽机车、内燃机车和电力机车。麻戎证斧略吹内就湛矾障胺母迟峪吸种酣灌赐柞蚁阂衡盎蓟蝇厅蚊变众褂第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用155.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 5.1.1 蒸汽机车蒸汽机车 1、蒸汽机车的发展、蒸汽机车的
4、发展蒸汽机的发展过程大致可分为三个时期。1） 形成时期（形成时期（18041830年）年）瓦特发明蒸汽机(1769年)后，1804年英国R特里维西克创造了一辆铁路蒸汽机车。这就是世界上最早的蒸汽火车。燃料：煤炭袭国竞构搞洱妊座茁琴韧仇壹襟善拿汤态痪界拨潮斟椒骏妥避站逼厂章身第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用165.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 1814年7月英国G 斯斯蒂芬森蒂芬森造出“布鲁克布鲁克”号蒸汽机车，这通常被认为是第一台成功的机车。1829年斯蒂芬森造出“火箭火箭”号号蒸汽机车，并在比赛中获奖。它行驶速度达47公里/小
5、时，创造了当时地面行驶车辆最高速度。图 “火箭”号蒸汽机车缝杭旭踢憋旁亏袁摘米束建琅丑富锈梁桩娄烙涧懦撑袁名叼应倒虏尤巷凌第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用175.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2）发展时期（）发展时期（18311920年）年）1831年以后，美国等国家先后开始制造蒸汽机车。1884年瑞士A马利特发明关节式机车，这种车牵引力大,四年以后即制成投产运用。18751900年广泛地应用蒸汽两次膨胀原理，提高了机车热效率。19001920年由于采用蒸汽过热和给水加热等装置，机车的热效率、牵引力和功率又有进一步提高。别喘甄鼠
6、锁官慨注满抗尔心典嘶二蜗汝陡宏风几儿杏咏夫诸敛颧辩岸材锑第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用185.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 3） 探求新设计时期（探求新设计时期（1920年以后）年以后）这一时期，蒸汽机车的性能进一步得到改善。20世纪2050年代，进一步提高了机车的锅炉压力、过热蒸汽温度，车速、效率不断提高。经过不断改进，到50年代，蒸汽机车基本定型。剁字租吾宪睁象曝雅辰兵鄙藩秆嚣锁畔桅坪教垂表广化啡苦磺煞苏馏亩燥第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用195.1 电力电子电力电子技术技术在火车中
7、的应用在火车中的应用 蒸汽机车缺点：热效率只有59%，保养维修量大、污染严重、日运行里程短。对比：火力发电效率35%42%.比如，火车运送的煤，1/4被它自己“吃掉”了，每行驶80千米100千米就要加水，行驶200千米300千米就要加煤，行驶5000千米7000千米还要洗炉。闸炯囱闭槽逢臃吠效铰泞森乙峻咽蒸镜叶烬策匡冗桂咎菌菜釉圾慷林钉腾第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1105.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 行驶中要排放黑烟，污染环境，尤其是在过山洞时，浓烟难以散出去，影响旅客和车上工作人员的健康正是由于这些原因，曾经辉煌一时的
8、蒸汽机车开始退出历史舞台，逐渐被新一代的电力机车和内燃机车所取代。美国于1960年、英国于1968年、法国于1972年、日本于1975年、德国和前苏联均于1977年相继停止使用蒸汽机车。中国于1988年12月21日，大同机车厂停止生产蒸汽机车，标志着中国蒸汽机车制造史的结束。中国于1992年停止使用蒸汽机车。思肋钧叼班奏傈寓孵婶课绊狰血磐牧础佐泪城械链浦牌饺抗李钩悔褪矗挥第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1115.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2 2、蒸汽机车的工作原理、蒸汽机车的工作原理蒸汽机车是通过蒸汽机，把燃料的热能转换成机
9、械能，用来牵引列车的一种机车。蒸汽机车主要由锅炉、汽机锅炉、汽机、走行部、车架、煤水车、车钩缓冲装置以及制动装置等部分组成。汽机汽机是将蒸汽的热能转变为机械能的设备。它由汽室、汽缸、传动机构和配汽机构所组成。 钝瞧作窍卸嘲彪姑朗犀掣占侮薯辙魂睁冰汁缆仰帘挺断久编喊脉思纱奸暖第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1125.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 蒸汽机车的工作原理蒸汽机车的工作原理占巩谓亢比槐需其砂伦融盆颅亨某宝炯顾小庭骤娠一戴亡钳见趴挝僳蹭物第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1135.1 电力
10、电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 5.1.2 内燃机车内燃机车1、内燃机车的发展历史及传动方式、内燃机车的发展历史及传动方式糠醒末盂狼锐走颖袄肇若颓枉死极追阻萝秘擂苞亡踞溅茄蠕喜肝闷呜空冀第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1145.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 内燃机燃料：大多用柴油，少量用天然气。内燃机车的原动机是柴油机。从柴油机到机车轮对之间需要一套速比可变、满足牵引特性的中间环节传动装置。内燃机车有三种传动方式：u机械传动：只在小功率的地方铁路和矿山应用。u液力传动：是指由液力变矩器或液力偶合器构成。u电力传
11、动：应用最多。可分为三类： 1、直流电力传动（直-直传动） 2、交直流电力传动 3、交流电力传动（交-直-交传动，交-交传动） 懒冶构巳栈七讹钵禽挽幕蚂屈胆鸯禾噬摹邪锌胁涎仍竭解扮邢檄缨呛第乾第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 液力变矩器的结构与原理：15 发动机启动后，曲轴带动泵轮旋转，因旋转产生的离心力使泵轮叶片间的工作液沿叶片从内缘向外缘甩出，这部分工作液既具有随泵轮一起转动的圆周方向的分速度，又有冲向涡轮的轴向分速度，其功能是将发动机的动能转变为工作液动能；工作液冲击涡轮叶片，推动涡轮与泵
12、轮同方向转动，将动力传至机械式变速器的输入轴，完成工作液动能向机械能的转变；导轮带有单向离合器，对工作液流动起导向作用，同时对涡轮具有增扭作用。矮板渐呵讶捉铭筏赏铜闲石赡存怯复沁孟炮郊临耘耐渗以赊犹窖吗锄昭鸭第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1165.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 20世纪初，国外开始探索试制内燃机车。1924年，苏联制成一台电力传动电力传动内燃机车，并交付铁路使用。同年，德国将蒸汽机车改装成为机械传动机械传动内燃机车。1925年，美国将一台220kW电传动内燃机车投入调车作业。20世纪30年代，内燃机车进入试用阶
13、段，并开始在内燃机车上采用直流电力传动装置直流电力传动装置和液力传动装置液力传动装置，但内燃机车仍以调车机车为主。内燃机内燃机直流发电机直流发电机 MG M M M直流电动机直流电动机 内燃机车的直流电力传动装置内燃机车的直流电力传动装置搁皖骡茫凳瞬呛莎筒窑栽江近贬呐绝诬舵皖卤糙攀萎粘根告呻苦临梦熟逆第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1175.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 第二次世界大战以后，内燃机车多数配装了废气涡轮增压系统，功率比战前提高约50%，配置直流电力传动装置和液力传动装置的内燃机车的发展加快，到了20世纪50年代，内
14、燃机车数量急骤增长。20世纪60年代期，大功率硅整流器研制成功，并应用于机车制进，出现了交交直流电力传动直流电力传动的2940kW的内燃机车。内燃机车的交内燃机车的交- -直流电力传动装置直流电力传动装置茬历出厉题谆绑境别弥钝稽瓜画烬母酬劲听辰偶谤些手够另贱扑率藤然擎第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1185.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 在20世纪70年代，随着电子技术的发展，联邦德国在1971年试制出1840kW的交交-直直-交电力传动内燃机车（晶闸管）交电力传动内燃机车（晶闸管），从而为内燃机车和电力机车的技术发展提供了新的
15、途径。中国中国从1958年开始制造内燃机车，先后有东风型等3种型号机车最早投入批量生产。1969年后相继批量生产了东风4等15种新机型。现在，内燃机车仍然是铁路运输的主力机型。变频器内燃机车的交内燃机车的交- -直直- -交流电力传动装置交流电力传动装置峰付睦忙尾斌攘动唁应裴窄各坪幌朔袒惟由馋吓箔遭勋辉昔姥废效柏洗瞎第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1195.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2、内燃机车的结构与原理内燃机车的结构与原理内燃机车由内燃机、传动装置、辅助装置、车体走行部（包括车架、车体、转向架等）、制动装置和控制设备等组
16、成。内燃机是机车动力装置，按照使用的燃料的不同可分为柴油机和燃气轮机。其主要结构包括汽缸数、汽缸排列形式、汽缸直径、活塞冲程、增压与否等。内燃机的外形渺犊千磺庶函入寡乘揍屉汛彻混捞地褥瑟叛牡幻股氦尧研目甫赔助估咸壮第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1205.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 结构：主要由气缸、活塞、连杆、曲轴和飞轮组成，还包括供油系统、点火系统、配气机构、润滑系统、冷却系统、起动装置等。功率不同，需要汽缸的容积和缸数也不同。例如1.6L的汽车，一般为4缸。内燃机车一般为12、16、18缸。缸的排列：有直列、V型、对分型
17、等。六缸直列柴油机的结构1866年，德国人奥托首先制成了一种燃烧煤气的新型发动机燃气轮机。柴油机是德国人鲁道夫狄塞尔于1892年发明的。柴油机有四冲程和二冲程两种工作方式。堰祈惮滓臻铝魄栅亢嘱侦驹葫底徊领劲秦忙忆您克瘸嫡俺昭末氦弧拼啄绘第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1215.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 活塞式活塞式内燃发动机的工作原理内燃发动机的工作原理：工作原理：工作原理：将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能，在气缸内产生高温高压的气体。气体膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或将机械功输出，驱动从动机械工作。四
18、冲程发动机：是指发动机曲轴每旋转两转，即活塞上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的发动机。工作循环：是指发动机由进气、压缩、燃烧膨胀（做功）、排气行程所组成的工作进程，也称一个周期。捷籽忻评婪傀厉乍凶迁棍蓟握晃棉瞳宿贷肛洼哨垂毯擅蚕科谐娜解瞎钵宴第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1225.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 四冲程发动机的一个工作循环： a)进气行程进气行程 b) 压缩行程压缩行程 c)燃烧膨胀作功行程燃烧膨胀作功行程 d) 排气行程排气行程 图图 四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理暮艰悬业样淋啸窍征馈豪晃夺
19、妊形浦温紊烛譬杀企悟燃醇疆曙帽纂痊纠缆第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1235.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 四冲程发动机的一个工作循环：第一行程-进气行程：图a)，活塞自上而下运动，进气门开启，可燃混合气被吸入气缸。第二行程-压缩行程：图b)，活塞自下向上运动，进气门和排气门都处于关闭状态，可燃混合气被压缩。第三行程-燃烧膨胀作功行程：图c)，在压缩行程结束时，火花塞电极间发出火花，将可燃混合气点燃。气缸内温度和压力急剧升高，活塞由上向下运动，通过连杆驱使曲轴旋转而作有用功。第四行程-排气行程：图d)，在燃烧膨胀行程结束后，排
20、气阀开启，活塞由下向上运动，废气通过排气门排出。掘沂划纽究鲸吻袒部垦度曾幼卢荷徒未聂鞍包喂峡缕空淳玻睁跟狰其巳嚣第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1245.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 星型排列的内燃机的工作图铅街燥祸既昔韶峦肤苞裤抉罢乍腔焕嘛颓差驶碑桃稻悸漏澎鲤启掏屏哟激第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1255.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 5.1.3 电力机车电力机车电力机车：本身不带原动机，靠接受沿线接触网送来的电流作为能源，由牵引电动机驱动的机车。1、电力机
21、车的发展简史、电力机车的发展简史1842年，苏格兰R戴维森，最早造出第一台标准轨距电力机车。由40组蓄电池供电，但没有实用价值。1879年5月，德国W西门子设计制造了一台能拉三辆“客车”的电力机车，由自己发明的直流发电机（150V）驱动，采用第三轨外部供电第三轨外部供电，这是电力机车首次成功试验。1881年，法国在巴黎展出了第一条由架空导线供电架空导线供电的电车线路，这就为提高电压，采用大功率牵引电动机创造条件。瞪漓姚懒规远帮提关刃屯折火藤壕款堰夸有们瞬沁湛芋误醇褥贿秒泞眷橱第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1265.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应
22、用在火车中的应用 1895年，美国在巴尔的摩俄亥俄间5.6km长的遂道区段修建了直流电气化铁路。1903年，德国的三相三相交流电力机车创造了每小时210km的高速记录。1904年，瑞士架设了单相交流电压1.5万伏的高压线，为500马力的BB型电力机车供电，从此，电气化铁路迅速发展起来。战后，内燃机车的发展超过了电力机车。20世纪70年代初，欧洲大陆以及亚洲的日本基本上实现了主要铁路干线电气化。1973-1974年爆发石油危机，电力牵引受到世界各国青睐。到20世纪80年代初期，全世界已有50多个国家和地区修建了电气化铁道。僵坷笼墟闯姓庸所诸涯釜袱夸釜姿掺侈斤赵陵趁菲租味匙惨咒谭伊皱毋污第5章电力
23、电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1275.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 我国电力机车的发展：1958年，中国第一台电力机车诞生于湖南株洲，命名为“6Y1”型，为中国铁路步入电气化立下了汗马功劳。1968年，在“6Y1”型的基础上改进研制成韶山1型（SS1型），成为中国电气铁路干线的首批主型机车。1969年SS2型机车制成。个别技术不能配套，未能批量生产，仅生产一台。1978年研制成功的SS3型机车，成为中国第二种主型电力机车。1985年又研制成功了SS4型8轴大功率货运电力机车，已成为中国重载货运的主型机车。9094年，陆续研制了SS5、
24、SS6、SS7、SS8型电力机车。调路振捌骏伙皂草政啄酪阅诈重倾澳戎骇河环妻调莉鸡痪祥搪岗皑火尤嗅第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用128中国电力机车的研制开始于1958年。株洲电力机车工厂在协助湘潭电机厂制造工矿电力机车的同时，设计并试制铁路干线电力机车。1958年12月28日，中国第一台干线铁路电力机车试制成功，命名为6Y1型。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 摈孤讫壳绥需俐吱析换崭矢巨膊核警咽酉甥镁漳锄攀浮创颤涤侮狐遵猿斗第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1291968年，经过对6Y1型
25、10年的研究改进，在中国半导体工业发展的条件下，将引燃管整流改为大功率半导体整流，试制出韶山1型，代号SS1SS1。1969年开始批量生产，到1988年止，共生产826台。机车持续功率3780kW，最大速度90km/h，车长19400mm。韶山1型电力机车获全国科学大会奖。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 类喳惩另傈秸朵眺力菠磕熬双惯重挎革乞姆暂瞎漂反扔骇买但遥哨积归杨第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1301969年，株洲电力机车研究所和株洲电力机车工厂联合研制了韶山2型电力机车试验车，代号SS2。 5.1 电力电子技术在火车
26、中的应用电力电子技术在火车中的应用 琴娇娥看等含序赐拟旷狄泉紫个著馈梨曝壹咳斯啼义戈庙迷均甩锥杰晌沟第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用131株洲电力机车工厂1978年设计试制的大功率电力机车韶山3型客货两用干线电力机车、代号SS3。1989年开始批量生产至今。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 案帅灰鹊箭阁恤垢忌拉买晌残擒真喜靶腾杯命负古天邯专汲搏萎鹊半拯褐第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用132韶山4型干线货运电力机车，代号SS4。株洲电力机车工厂1985年设计试制的8轴货运电力机车。最大速度
27、100km/h。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 筏医奋覆炙圆筛胃合神霖歹椭组瘁狈综丰怔月噎冠纷穆凌派角第渣期善补第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用133 韶山5型准高速电力机车，代号SS5。为准高速铁路试制的样车。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 类伏博冀苹缀叫贪草柯第载淖吸拷掏昌秆恳宦路姚榴呵浩掐般挫钨孪祭院第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用134 韶山6型干线客货运电力机车，代号SS6。株洲电力机车工厂制造的国际招标中标机车。机车功率持续4800kW，最大速
28、度100km/h，车长20200mm。5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 蒲嘎徊斡荆吁务掇济烃武旅仪碗搽爆截闽肾川桑绳械宾领氟肾酿柴敏咙抡第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用135韶山7型干线客货两用电力机车，代号SS7。是大同机车工厂自行研制开发的新型电力机车，该机车填补了我国山区小曲线区段线路客、货运电力机车的空白，荣获国家级科技进步二等奖及铁道部科技进步一等奖。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 祖瓢靖捌痕惧菜妻撅竟权萌厕验赖奢譬埃审撇想恕烹乌硷刨鹊征划炽栏证第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章
29、电力电子技术在交通领域的应用136 韶山7E型客运电力机车，代号SS7E。是最新开发的客运机车。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 揍俘烈拔话妙客踊臃仑摔袄旦托像嫌修邦入蛾啸剿同蓬喉邪夏菌孙崖闲巳第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用137韶山8型快速客运机车，代号SS8。株洲电力机车厂于1994年研制成功，成为我国快速客运的主型机车。曾创造了中国铁路机车的最高速度240km/h。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 岿揍力施册屋讨娶砌裹壁问姬甸朱捉决搽殿境靛畅蠕宫鬼畜轰块氛滥挣倒第5章电力电子技术在交通领域
30、的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用138 韶山9型干线客运电力机车，代号SS9。以成熟的韶山型系列电力机车技术为基础，采用了许多国际客运机车先进技术，是我国干线铁路牵引旅客列车功率最大的机车。机车功率持续4800kW，最大速度170km/h。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 怂混撵渝钮鸭倪沿小怒矮曹募戎俐悍秋堪浪壬鸳酱营阂填气尽贺哭淮房接第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用139 “春城”号电动车组，长春客车厂为迎接“99”昆明世界园艺博览会开发制造的中国首列商业运行电动车组。该电动车组采用动力分散型交直传动方式，以一动一
31、拖为一个动力单元，一列6辆编组，可运用于标准轨距电气化线路上，动车组总功率为2160kW，设计速度120km/h。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 腺提秽睹开给务吻暴抑晾邑旗翔肚官晚梁恐工什坪侠岩泽帆妈词瞳赐悠耕第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1405.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 1999年5月26日，中国株洲电力机车厂生产出第一台时速超过200km的DDJ1-001号“子弹头”电力机车，标志着中国铁路电力牵引已跻身于国际高速列车的行列。交直传动。 DDJ1-001 DDJ1-001号号“子弹头子
32、弹头”电力机车电力机车役氟牢疤秧苑县卸指一宫谍烃呕麻倒渍腊扼慈忆恨疡石霍幂坯湾贸股斟哀第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用141 “先锋”号交流传动电动车组，是国家计委列为“九五”重点科技攻关项目，南京浦镇车辆厂负责总体研制的我国第一列交流传动动力分散电动车组，首列电动车组命名为“先锋”号。于2001年研制成功。列车运营速度200km/h，最高试验速度250km/h，总定员424人。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 瘦撼掇唱凳裂彝叼脚自合苔裔竖舌矛檀撞忍宗衅莫么英财痴蜕媳粘较赚绿第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技
33、术在交通领域的应用142 “中原之星”交流传动电动车组，适用于中、短途快速旅客运输。由株洲电力机车厂、四方机车车辆股份有限公司、株洲电力机车研究所三家单位联合研制生产。首列动车组于2001年10月生产下线，配属郑州铁路局，于郑武线上运营。最高运营速度160km/h，总定员1178人。5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 纸修鸣跪懒悟棕戚修佣趋炕漓浩次枢栅挡蓝默抖灯树方摄死狗婴找光署硒第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用143 “大白鲨”高速电动车组，株洲电力机车厂研制的中国第一台正式进入高速领域的动力集中式高速动车组，采用交直流电传动，
34、是我国强大机车家族的又一精心完美之作。动车组编组为1节动车6节拖车，6节拖车中有1节双层二等座车、1节单层一等座车、3节单层二等座车和1节带司机室的二等座车。持续功率4000 kW，最大速度200km/h。 5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 拴整门棺店猜淆晌赛吻侠骡东后钻戮碌讨状逊芦杆兑葫予测擦盗啥忻德墙第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用144“蓝箭”交流传动高速电动车组是为满足广深线“小编组、高密度、高速度”的公交化客运要求，由株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所、长春客车厂和广铁集团于2000年共同研制的新一代交流传动高速电动旅
35、客列车组。基本编组定员为421人，连挂编组定员约800人。最大速度220km/h。 引进ABB技术5.1 电力电子技术在火车中的应用电力电子技术在火车中的应用 借诱害们涤蔗怠袍揖状午宫趁砧捞传孽雌赦曙哼朴朗杠瞬念久胖蔫迈垫纵第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1455.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 1999年2003年在生产交-直传动机车的同时，研制成功多种型号的交流传动机车（大熊猫、蓝剑、澳星、中原之星、中华之星等），并出口到乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦等。从2005年起，引进技术合作生产CRH1、CRH2、CRH3、CRH5等多种型
36、号的高速动车组。“中华之星中华之星”高高速速电动车组电动车组（鸭嘴兽）（鸭嘴兽）令抖赢桩莎知枫剔到驳栈彤驹芋归艘鼠簇湖驮嘎反朗眷表物赎彤玻依邯则第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用146“中华之星中华之星”的故事的故事2001年4月，铁道部下达“270km/h高速列车设计任务书”，“中华之星”高速列车正式展开研发。采用动力集中式设计，包括2节动力车及9节无动力拖车组成，并由头尾两辆动力车作推拉式牵引。“中华之星”项目集中了中国铁路机车车辆制造和研发的核心力量联合进行。使用JD128型交流牵引电动机及株州电力机车研究所研发的TEP28WG01型GTO牵引逆变器。
37、2002年9月，“中华之星”开始编组调试。2002年11月27日，以两辆机车及三辆客车的短编组“中华之星”在新建的秦沈客运专线进行高速试验，其最高速度创造了当时的“中国铁路第一速”321.5km/h，成为轰动一时的时事；该记录直到CRH2C型动车组在2008年4月24日才被打破。2002年11月28日，时任铁道部部长傅志寰视察并计划试乘“中华之星”列车空车试载，驶回基地前出现A级重大故障：因一根有问题的法国进口部件（车辆轴承）温度高达109摄氏度，触动了车载轴温报警系统。于是铁道部领导决定停止试验。氯量拳刊菩柏从枉阀焉膀殷碟姆登华两锡哎拂临话萎庇机恫何邑普忿犬爱第5章电力电子技术在交通领域的应
38、用1第5章电力电子技术在交通领域的应用147“中华之星中华之星”的故事的故事国内自主研发的“中华之星”高速轮轨计划虽已取得重大成果，但“中华之星”在试验中也曾多次出现安全故障，而且朱镕基离休后铁道部领导（刘志军）改为采用购买国外高速轮轨技术的意见重占上风，因此“中华之星”像飞机“运十”般夭折，成为辉煌刹那的“流星”。2004年铁道部展开为用于中国铁路第六次大提速、时速200公里级别的第一轮高速动车组技术引进招标，“中华之星”率先出局。此车款使用动力集中式设计，乃出局原因之一。2003年1月至2005年初期间，“中华之星”持续在秦沈客运专线上进行运行考核，每天不载客来回往返沈阳及秦皇岛一次，总运
39、行里程达到53.6万公里。随后“中华之星”正式配属沈阳铁路局，于2005年8月1日起正式投入载客运营，运行秦沈客运专线，担当来往沈阳及山海关的临时准高速列车，车次为L517/8次，其最高运营速度限制为160km/h。“中华之星”自2006年8月2日停运，存放在沈阳车辆段，直到2009年底。2010年初转移到通化。个奠湘原遇着氢逮渣毡邯漾涟浪矣蓟黔镇胺握保悸盟最脸蛙葛荧膊节继豪第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1485.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2、我国电力机车、我国电力机车传动技术传动技术的发展的发展电力机车的供电系统：蠕刑胃
40、总古刀贤漫墩斑线叉诡项赢棺吸伍捎床抚李锑假搪灵沦霹嫂锅掳熄第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1495.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2.1 交交-直传动技术直传动技术交-直流传动方式：交流电源供电、直流牵引驱动。交-直流传动方式是我国长期使用的一种传动方式，国产韶山(SS)系列和进口的6K、8K电力机车等均采用。这些机车的主要差别在于整流方式和控制方式的不同。降压整流整流吨骂题拒令落焊闭牟从掏疮理涤疾庭豢虱赶英阻杰殿伺策篮卜酷辆丽祁礁第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1505.1 电力电子电力电
41、子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2.1.1第1代电力机车传动大功率二极管整流技术我国第1代有级调压、交-直传动电力机车SS1型型电力机车于1968年年试制成功，1969年开始批量生产，到1988年止，共生产826台。变压器抽头调压。 SS1型电力机车整流器主电路原理图型电力机车整流器主电路原理图第第1 1代特点：代特点：直流传动直流传动二极管整流二极管整流变压器变压器 抽头调压抽头调压橙柳酋劲缉契迪百垫幂嗡抓正唆滁炉篓佩黎邪记蛀宋批混巷结密烂字柑岳第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1515.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2
42、.1.2第2代电力机车传动晶闸管相控(有级)调压技术晶闸管的出现，使机车电传动技术跨上了一个新台阶。SS3为典型代表，1978年年底，由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所共同研制成功。 SS3B型电力机车变流器主电路原理图型电力机车变流器主电路原理图第第2 2代特点：代特点：直流传动直流传动晶闸管整流晶闸管整流 调压（调压（有级有级）善力旨访湛矫茫就羚羌港须弱迹洗逐密郊参住绕樱将灯靶端役耽禽楼装清第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1525.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2.1.3第3代电力机车传动相控无级调压技术大功率晶闸管性能的
43、提高，相控技术成熟应用到机车电传动领域，其代表车型为SS4型型。SS4型机车是1985年年开发的相控无级调压、交-直传动8轴重载货运电力机车，是我国相控机车“代表作”，后续开发SS5、SS6、SS7、SS8及SS9型电力机车，构成我国晶闸管相控调压、交-直传动的系列产品，是我国干线货运主型机车。 SS7型电力机车变流器型电力机车变流器主电路原理图主电路原理图滤波励磁第第3 3代特点：代特点：直流传动直流传动晶闸管整流晶闸管整流 调压（调压（无级无级）鞠荫台利拓穗碗料析焙残烛木糖苞吧邪署辜锁巢袒绽浑符花悼蜀拧九尽侦第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1535.1
44、 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2.2 交交-直直-交传动技术交传动技术交-直-交传动方式：使用交流电源供电，经降压整流变成直流，再将直流逆变成频率和电压可调的交流电，驱动交流牵引电动机的传动方式。其结构如图所示。-乒滓地禾釜夫厢毡镑甫束晃渺挤战屁滚锑藉授填窑奠拆脖舅象弟窒部孩碰第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1545.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 交交-直直-交传动交传动：属于第第4代电力机车传动技术代电力机车传动技术变频调速技术变频调速技术80年代以前，在机车牵引领域，电力电子器件主要用于直流传动系统
45、中的整流器和斩波器以及辅助传动系统，电力电子器件主要是大功率二极管和晶闸管。进入80年代，随着电力电子器件的发展，交流传动技术日趋成熟，其在牵引领域的应用主要包括：整流器、斩波器、电力制动、逆变器以及辅助传动系统。主要采用晶闸管和GTO。90年代以后，交流传动在电力机车、内燃机车及动车上得以大量地推广应用，使电力电子器件在机车牵引领域中有了更广阔的应用前景。这一时期在牵引领域中主要采用的是GTO和IGBT。我国的大熊猫、蓝剑、澳星、中原之星、中华之星等都是采用交流传动。农婶止鸭嘿斤哺解臀惰斋宦唯甜世解畸磨侗异鲸烦啪沏睹请议稚泻掉琵洒第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领
46、域的应用1555.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 变频调速技术实例变频调速技术实例“中华之星”高速电动车组：2001.08，开始试制。设计时速270km；2002.11.27试验，创造了321.5km/h的当时“中国铁路第一速”。“中华之星中华之星” 动力车主电路原理图动力车主电路原理图整流逆变中间直流回路交流电动机变压器第第4 4代特点：代特点：交流传动交流传动变频器调速变频器调速恨弄图闹嚷莉冤惺摹私卧岩哀滚饼耗禄蒸贤烛尧废京匿玲吭豢朵小赤壁跑第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1565.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在
47、火车中的应用 5.1.4 高速铁路与高速火车高速铁路与高速火车1. 中国的高速铁路中国的高速铁路铁道部规定：高速铁路是指营运速度大于200km/h的铁路。中国高铁的建设，始于1999年所兴建的秦沈客运专线。经过10多年的高速铁路建设和对既有铁路的高速化改造，中国目前已经拥有世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网。正在建设四纵、四横铁路网。截止2010年10月底，国内运营时速200公里以上的高速铁路运营里程已经达到7431公里。到2012年，中国高速铁路总里程将超过1.3万公里。长儡儿胜憋伶玖饿埔侣卿抄创抽炕蟹迷靠唆菩傲乃疑教巡笛蛋蹦栈批阴疏第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技
48、术在交通领域的应用1575.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 按鬼诊惯做焦杠亨亿猿督尘模科举色绥拎酚摹痔挪验毒榜掣资蠕带击骂寄第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1585.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 A、“四纵四纵”客运专线：客运专线： (1)北京上海客运专线，全长1318公里，纵贯京津沪和冀鲁皖苏四省，连接环渤海和长江三角洲两大经济区。2011年6月30日京沪客运专线正式运营。(2)北京武汉广州深圳客运专线，全长约2260公里，连接华北和华南地区。武汉至广州段全长995公里，2005年6月开工。2009年
49、12月26日，武广客运专线（CRH3）正式运营。(3)北京沈阳哈尔滨(大连)客运专线，全长约1700公里，连接东北和关内地区。秦皇岛至沈阳段400公里已于2003年建成。(4)杭州宁波福州深圳客运专线，全长约1600公里，连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。级峭坟每傣光西苗咬啃呐荡靛聘关片弹屹丰瓷捐掸滚詹劣才另银趁酵岸逞第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1595.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 B、“四横四横”客运专线：客运专线： (1)徐州郑州兰州客运专线，全长约1400公里，连接西北和华东地区。郑州至西安段455公里最先开工，于
50、2010年2月6日郑西高速客运专线正式投入商业运营。(2)杭州南昌长沙客运专线，全长约880公里，连接华中和华东地区。(3)青岛石家庄太原客运专线，全长约770公里，连接华北和华东地区。已开工建设建设石家庄至太原段205公里(4)南京武汉重庆成都客运专线，全长约1600公里，连接西南和华东地区。已开工建设南京至合肥段、武汉至合肥段、宜万段、成遂渝段。精炮掺票助电骇椎夏锈寞死圾念据拉售态纠翟尊列谁刷咯宿琅壮链江挎薪第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1605.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 C、三个城际客运系统、三个城际客运系统 (1)
51、长江三角洲地区：以上海、南京、杭州为中心，形成“Z”字型主骨架，形成连接沪宁杭周边重要城镇的城际客运铁路网络。(2)珠江三角洲地区：以广深、广珠两条客运专线为主轴，形成“A”字型线网，辐射广州、深圳、珠海等9个大中城市，构建包括港澳在内的城市1小时经济圈。现已开工建设的广深客运专线约105km线路，从新广州站到深圳约30分钟时程。(3)环渤海地区：以北京、天津为中心，北京天津为主轴进行建设，形成对外辐射通路。已建设完工的京津城际轨道交通，全长约115km 。拧槽抉疑构誊瘫石瓜梁甄袒上睡啊陡抄粥拨捎腹蜡拭霉疟吁加倦魂最朵练第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用16
52、15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2、中国的、中国的CRH系列系列“和谐号和谐号”动车组动车组动车组技术，是一种动力分散技术。把动力装置分散安装在车厢上，既有牵引力，又可载客，这样的客车车辆叫做动车。动车组：几节自带动力的动车，加几节不带动力的拖车编成一组。运行的时候，不光是车头带动，车厢也会“自己跑”，这样把动力分散，更能达到高速的效果。普通列车：依靠机车牵引，车厢不具有动力，是动力集中技术。中国铁路第六次大提速上线运行的动车组名称为“和谐号”，英文名CRH系列(ChinaRailwayHigh-speed)，铁道部将所有引进国外技术、联合设计生产的高速车辆均命
53、名为“和谐号”。目前CRH系列有CRH1CRH5几种型号。这些型号分别从加拿大、日本、德国、法国等国引进先进技术，并消化吸收及国产化，成为“具有我国自主知识产权”的动车组产品系列。赐咆庚吵阳册秸裙吧阮春照媳亢查鞠驯膊絮闭翅鼻眠伶舵益促达琵啸阮胆第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1625.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRHCRH系列动车组系列动车组CRH1：四方-加拿大庞巴迪-鲍尔铁路运输设备有限公司CRH2：四方机车车辆股份有限公司+日本川崎（原型车：新干线E2-1000)CRH3：唐山轨道有限责任公司+德国西门子（原型车：德国
54、VELARO-E)CRH5：长春轨道客车股份有限公司+法国阿尔斯通（原型车：法国SM3)恼野纳莲郡蜕赣倡洼纯暂糠驳曙楚止泣喻谢瑰荤鲸亦叁遭见添扼粉臣腺芭第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1635.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 澄痈莎凰烂隘唤颗绒张她沛小筒幅肘望琢下捐莉帕息求广爽受酞债萝阔和第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1645.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 A、CRH1型电动车组型电动车组CRH1型电动车组，是2004年铁道部向加拿大庞巴迪运输公司和青岛四方庞巴迪
55、铁路运输设备有限公司（BSP）订购的CRH系列高速电力动车组车款之一。CRH1共有三个派生车型，它们分别是CRH1A、CRH1B和CRH1E。CRH1A：CRH1A采用交流传动、动力分布式，最高运营速度为200km/h。编组方式是全列8节，包括5节动车及3节拖车（5M3T）。列车全部由中外合资企业BSP在青岛厂房生产。第一组列车于2006年8月30日在青岛出厂，并在同年9月至12月试验。揽量饥歉及组敛贞礼滞猴癌呼擂凿郊千仗呛频瓷行甚疏愤冈鹅钢祭采腮截第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1655.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2007
56、年2月1日，CRH1A动车组正式开始在广深线投入载客试运行，首发车次为T971次，由广州东站出发前往深圳。嗅改何矾绘绢毖撩皋路渺惦衙豆樊劝扯他思你搂呵疗抨鱼跟茅尝湃聂进之第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1665.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 挡挽盐锁电紊沛剿忻鞠者恕颠栏污坑传还淑制盎绣睫庙厂雏铺柑腻拾采兑第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1675.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH1B：CRH1B是在CRH1A基础上扩编至16节车厢的大编组座车动车组，共20列。包
57、括10节动车配6节拖车（10M6T）。最高运营速度为200250km/h，车体外观不变。2009年3月5日，第一列CRH1B型动车组完成了BSP公司内部的环形线测试。2009年4月配属上海铁路局，运行上海南京、上海南杭州的城际列车。CRH1E：CRH1E以庞巴迪新研发的ZEFIRO系列为原型，共20列，为16节车厢大编组卧铺动车组，包括10节动车配6节拖车(10M6T)，最高运营速度为250km/h，世界上第一种高速卧铺动车组。采用的车次为：D313/4，北京南-上海慷既漏惜傈逻寅释焚封湃洲灶矽畴截椿姜溅君弧咆籽仍膊资和蛀哼能今棕第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域
58、的应用1685.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH1动车组的牵引传动系统动车组的牵引传动系统:CRH1动车组的编组和牵引传动系统的主电路原理图：高速受电弓将牵引接触网25kV单相工频交流电导入车载工频变压器，经牵引变压器降为1860V后送给牵引变流器，通过牵引变流器，变成电压（01400V）和频率（0152Hz）均可调节的三相交流电，驱动三相交流异步牵引电机工作。CRH1动车组采用8辆编组，5动3拖，包括2动1拖和1动1拖两种基本动力单元。全列牵引传动系统共计2个受电弓、3个牵引变压器、5个牵引变流器、20台牵引电动机，列车正常运行时一个受电弓工作，另一个受电弓备
59、用。婶胖戎淡共烙夷事复郁序捷寂燕佩噬镑知驻瘴别抚采丑庄垃知嘘砌旱吞且第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1695.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH1编组和牵引系统主电路图编组和牵引系统主电路图Mc1 Tp1 M1 M3 Tb M2 Tp2 Mc2Mc1 Tp1 M1 M3 Tb M2 Tp2 Mc2 CRH1编组和牵引系统主电路图编组和牵引系统主电路图琵您磷颈浩腰珊求稽四加瞒幢农武呜衡脓援燎蟹阎猴祷寂砧蔚羹刨迅焙勒第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用170电力牵引机车的转向架电力牵引机车的转向架
60、筛铁鸵织幕铅唆驶备吓晓肖糜啪汲居鸭浴床齐灵刮莎驾赵戈芒无拎虏宗芽第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1715.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH1一组牵引变流器的电路结构：牵引变流器采用3300V/1200A等级的IGBT，冷却介质采用去离子水。 CRH1一组牵引变流器的电路结构一组牵引变流器的电路结构 CRH1 牵引变流器主电路牵引变流器主电路豫钙洲恶她症卫靠辊捐渍鳖暮鞘堂虚增瀑睁驶玖承茬萤化吱花骄酌逾冲独第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1725.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在
61、火车中的应用 CRH1动车组辅助供电系统：恫绸戊坷供哭挠详课墩厘蔑枪窃秉篙风津嗓嘉污页酸刑泉钾秦允斯恍凤脊第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1735.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 B、CRH2型电动车组型电动车组CRH2型电力动车组，是铁道部为进行中国铁路第六次大提速，向日本川崎重工及中国南车集团四方机车车辆股份有限公司订购的CRH系列高速动车组车款之一。（日车、日立）中国以引进国外先进技术并吸收的方式，由南车集团四方机车公司在国内生产，并实现自主创新。CRH2系列为动力分布式、交流传动的电力动车组。CRH2A以川崎重工E2-10
62、00型动车组为基础，编组方式是4节动车配4节拖车（4M4T），首尾设司机室，可双向驾驶，营运速度200km/h，最高速度250km/h。隅妈个道哆想医吊镰狰哨操恤杜雾圾假践弗恒铸丽协瞧茨拨幽群笋站玩橇第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1745.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH2B为16节大编组，在CRH2A基础上扩编至16节。CRH2E为16节大编组卧铺动车组。CRH2C作为京津城际用车，在2008年8月投入使用，标称时速300公里，最高营运时速为350公里。CRH2A的编组方式是4节动车配4节拖车（4M4T），每4节为一个单
63、元，牵引功率为4800千瓦，最高营运时速为250公里，标称时速200公里，列车装有两副受电弓。合同总价值93亿元人民币，订单中首批60列时速200公里级别动车组随后被正式定型为CRH2A。根据合同，60列当中有3列在日本完成，并完整地运往中国；另有6列以散件形式付运，由中方负责组装；其余51组将透过日本的技术转移，由南车四方公司在国内生产。狂煤壮势佣诌樊嗅奸荒味冰抓好殆侄困霹式栗踢愤历秤哺包鲁钳杏基纸圾第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1755.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH2型电动车组型电动车组哄含锐薄久施蹦模帚拣正未履惮
64、巴涨靖酷他粘哈泉判词肮指咨缀芝啥亡尊第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1765.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH2型电动车组型电动车组拦碗钻舰犀腮窟墅横宠勉丽韩梯尖戮颁屎峡虏整买靴跃苦芝卸夸杨朋瘁栓第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1775.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH2动车组编组结构图：动车组编组结构图：CRH2A型：编组形式为8辆编组，动力配置为4动4拖，相邻两动车为1个基本动力单元，全车共2个基本动力单元。删者啄氟个延乖车菲很腿秒贱龙县卜耗秆锤烬芒仰
65、狂眉途输捆蕉挟剑侄盾第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用178CRH2ACRH2A型动车组型动车组一个动力单元主电路简图一个动力单元主电路简图5.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 每个动力单元动力单元具有独立的牵引传动系统，包括1台牵引变压器、2台牵引变流器、8台牵引电机及其相关设备。每台牵引变流器给1辆动车的4台牵引电机供电。一个动力单元主电路：沿厚秸代不朵秦刻卯肝月写炳帖约肮页察芹直蜂森咱啥误骑班涛桅欣耶标第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1795.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车
66、中的应用 CRH2A型动车组主变流器由单相3电平式脉冲整流器、中间直流环节、3电平式逆变器、真空交流接触器等主电路设备以及牵引控制装置、控制电源等控制设备组成。主变流器的电气原理图：CRH2CRH2一辆动车的牵引变流器主电路一辆动车的牵引变流器主电路货移呢荫筏怀提蝗疚袱捅共秘币雄渐蓑尧味摊般数垦熄吻茁铡鲍梳曾评闭第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1805.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 C、CRH3型电动车组型电动车组CRH3型电动车组，是铁道部为城际铁路及客运专线，向德国西门子公司和中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司订购的CRH
67、系列高速动车组车款之一。CRH3的原型为德国铁路的ICE-3列车，中国以引进西门子公司先进技术并吸收的方式，由北车唐山轨道客车在国内生产。2004年8月，铁道部展开第一轮高速动车组技术引进招标，西门子因提出高昂的转让技术、车辆造价费用（原型车每列3.5亿元人民币，技术转让费3.9亿欧元），而无法获得任何订单。至2005年11月，铁道部与西门子在“以市场换技术”的原则下签订协议，西门子因而获得60列时速300公里的高速列车订单，总值6.69亿欧元（原型车每列2.5亿元人民币，技术转让费8000万欧元），最终被定型为CRH3C。(3列西门子、57列北车唐山)潭娘鸦虱桅挨墓宵喧纹生催宴晶缄沁施函柞雇
68、宛润住瞧御蹿妻早答癌肇旋第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1815.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH3型电动车组侣可踪竹碳孰痉孙尔纺数场堆悲债暖壁儡券栏止踊撰荔侗整朗嘉耗和琼灾第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1825.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH3型电动车组拖捂靴浮器壳稠哎窗族缸唾圾糠峪石骄畔具爆著牢摈克敬旧旬警委脉庶窜第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1835.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用
69、 CRH3C型采用动力分布式、交流传动电力动车组。每列8节编组，共4节动车和4节拖车（4M4T），最高运营速度达350km/h。随着京津城际铁路于2008年8月1日正式通车运营，CRH3C型动车组也于当日起投入运营，商用运营时速达350km/h，是当今世界日常运营时速最快的轮轨高速铁路。CRH3D是以CRH3C为基础的16节车厢的大编组动车组，2009年3月，西门子及北车集团获得铁道部100列的订单。已用于2011年建成的京沪高铁。悍碴盒怂凋谢陡泼砒意频匠峙痛腑窿虚鸽屹夫啮见涧淄迁炬城播泽畜挝哈第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1845.1 电力电子电力电子
70、技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH3动车组编组结构图：动车组编组结构图：CRH3C型动车组：编组形式为8辆编组，动力配置为4动4拖，采用电力牵引交流传动方式。头车头车中间车中间车头车头车变压器车变压器车变压器车变压器车中间车中间车酒吧车酒吧车一等车一等车理缕遍涅汀忿悦音婪痊毋忧贪育暇长示乓茸骂迫砖骨翟谤掠荧镐驭梭佑渡第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1855.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 14车厢电气结构图：（58车厢与此相同）援字芽活侮坡天督崩逐颜对愁仍迂栅赫珐烙题瘦惟岂艾优颜瓶橇浊摹体毡第5章电力电子技术在交通领域的
71、应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1865.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH3C动车组中，装有2台牵引变压器，4个完全相同且互相独立的动力单元。每个动力单元，有一个牵引变流器，4个并联的牵引电动机以及1个制动电阻器单元。 CRH3C型动车组一个动力单元主电路简图型动车组一个动力单元主电路简图4岩串颧游裙反夕锥邢市湍馒嘴待便佐套梗务念穆站的坯凉返踩镣舶堕拄瘤第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1875.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 D、CRH5型电动车组型电动车组CRH5型电动车组，是铁道部为实行
72、中国铁路第六次大提速，向法国阿尔斯通和中国北车集团长春轨道客车股份有限公司订购的CRH系列高速动车组车款之一。2004.10.10，铁道部和阿尔斯通正式签订总值6.2亿欧元的合同。根据合同，阿尔斯通将7项关键技术转移给中国，并有3组列车由阿尔斯通生产，并完整付运中国；另有6组以散件形式付运，由中方负责组装；其余51组透过法国的技术转移，由长春轨道客车在国内生产。这批高速列车定型为CRH5A，是目前CRH5系列的唯一车型。CRH5A采用动力分布式、交流传动，每列8节编组，共5节动车和3节拖车（5M3T），设计营运速度为250km/h。列车可透过两组联挂方式增至16节。环玫宣铭纂酌怜腺徊砰拈壹甸重
73、随亿预滨永赐戏苟昆摈局玛洁啃看拨尊悍第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1885.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH5型电动车组茁屡歹帖厂坠跑要胎脯酣悍梢泥亥敏筑氦沁型研袒爽租禁靳十嘱炊拓郡蹋第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1895.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH5型电动车组仟挥款摩圭洪君蒲脐郊逃割傲樟缘稠朽俗焉拘粱锁映努识必似讥油膜颖丹第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1905.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在
74、火车中的应用 CRH5型电动车组商肘积双溜焉鸦疹徐梳沸雌据寺跃然颠磺癸砚坯厄企纲赔供奶耶街捷焕斧第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1915.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2007年1月28日，首组阿尔斯通生产的CRH5A（CRH5001A）列车，抵达大连港口。2007年4月，第一组由中国生产的CRH5A（CRH5010A）在北车集团长春轨道客车厂出厂。2007年4月18日起，随着中国铁路第六次大提速的实施，CRH5A动车组正式运行于京哈线上。运行时速200250公里，在秦沈段以250km/h的速度持续运行。在耐寒性方面，CRH5比
75、CRH1及CRH2型动车组优胜，其承受温度范围可达40，因此大多数被安排于中国东北地区运用。钢槐坝屈贮倒礁严俩械逞相协策牟看胎升牵渠锤狄假歇田复凝扁羡框馒玛第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1925.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH5A动车组编组结构图：动车组编组结构图：CRH5A：5动3拖，8辆编组，包括2个基本动力单元，3动1拖和2动2拖。与其它动车不同的是：每个转向架只有一台驱动电机。转向架转向架区偶锐云蔑达抗敬禁锗撞随谤符叔疟狭掌惭尿侦锑也加罕判诅吓轨恨竖丸第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领
76、域的应用1935.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 牵引传动系统:主要由网侧高压电气设备、牵引变压器、牵引变流器、三相交流异步牵引电动机等组成。全列共计2个受电弓，动车组正常时升单弓运行，另一个受电弓备用。践播见淀篓捅垄翌赊宋发服耪豆桂伏产盔倒妇辨摈避缘帐阿汗腔桅描萧期第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1945.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 全列共有2台牵引变压器，1台牵引变压器带2个或3个牵引变流器，全列共计5个牵引变流器。图为CRH5A型动车组一个牵引变流器的主电路简图: 四象限四象限 整流器整流器 四
77、象限四象限 整流器整流器辅助辅助变流器变流器牵引牵引逆变器逆变器牵引牵引逆变器逆变器制动斩波器制动斩波器制动电阻制动电阻牵引电机牵引电机牵引电机牵引电机 CRH5A型动车组一个型动车组一个牵引变流器牵引变流器的主电路简图的主电路简图11娱囱渗四僚率赘征声茧驯天京阀翁漠渡焙钠洽屋求挟嘉醋瘩崎香簿对哇塞第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1955.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH5A主电路结构：揖辉惯栏窘辈丘椎厢植具婆煽复梗涵避跋溢核厄煤唾荡槛桅嗜却汪增脸傲第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用196
78、5.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 宾耳研荆列拔方胜发涌捍纶半忘蚜褒耶癸卤卷奇券拉笔刽躺会愁猎咋纹珐第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1975.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 E、CRH380A型电力动车组型电力动车组CRH380A型电力动车组，原称CRH2-380型，是铁道部为营运新建的高速城际铁路及客运专线，由南车青岛四方机车车辆股份有限公司在CRH2C（CRH2-300）型电力动车组基础上自主研发的自主研发的CRH系列高速动车组系列高速动车组，也是“中国高速列车自主创新联合行动计划”的重点项目，最高营
79、运速度380公里/小时。其中8辆编组的动车组被命名为为CRH380A，而16辆编组的动车组被命名为为CRH380AL.CRH380A系列为动力分散式、交流传动的电力动车组，采用了铝合金空心型材车体。膜趣差牵狮我强隔谓旺茸瞬睬况菇帛乓赡摹咳尖蔚哉公渐妓识馒缴洲类下第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1985.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH380A型电力动车组壁芝曙剧跃束型合痘撇百镁蹭报卞棕郧方浅列试帕窃大锻铆促救崔做屑统第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1995.1 电力电子电力电子技术技术在
80、火车中的应用在火车中的应用 上海世博会上展出的CRH380A的车头迹迸畸喳学乃伯脱钳栽跪慕查辐竿四欣痹腻浅朴护初近酝巨勘炙腻窖锡蚊第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11005.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH380A经涉床醉其邹俏赴赖板搐拜咀彪括磷霄竖黑益醚催坊樱陌吃祝嚎谍坑荡峦第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11015.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH380A型电力动车组磺赃泄屿竞关樟篓耍环最如柿屑咕群曹娟看腹患枫相侩慕勋盏们携疤临痞第5章电力电子技术在交
81、通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11025.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH380A型电力动车组庶沤轴涛孝肘缩贮郑矽孪金蝶值风朽态表胆酗锹祸宏迢筏那熊潜舍丁掏沪第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11035.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 2010年9月，CRH380A-6001CRH380A-6010相继开始配属上海铁路局，及进入沪宁城际高速铁路和沪杭客运专线进行高速试验。2010年9月28日，CRH380A在沪杭客运专线进行高速试验，并先后两次刷新“中国铁路第一速”，并刷新了世界上“
82、正常营运编组列车最高试验速度”。2010年9月28日，当日上午10时40分，由上海虹桥开往杭州方向的CRH380A-6001列车（车次G55001）的试运行时速达到413.7公里/小时。不到一小时后的11时37分，由杭州折返到上海虹桥试运行（车次G55002）途中，最高时速达到416.6公里/小时坊子爷洋根浆飞敲恭卑喝舀膨匪枕船卜厅席保奋肤惶壮措屋连虚瘤剥酌张第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11045.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH380A牵引变流器电路：械产腾譬啊舟耕熄狱经餐锁龙鹏郸表隧波溃南灌墒恫铺碟储表嚼努蔫侧蛀第5
83、章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11055.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 CRH380A车辆配属概况:配属配属数量数量动车组编号动车组编号运用线路运用线路CRH380A上海铁路局19CRH380A-6001CRH380A-6009、CRH380A-6012、CRH380A-6015CRH380A-6021、CRH380A-6026、CRH380A-6033、CRH380A-6035沪宁城际铁路、沪杭高铁、京沪高铁北京铁路局10CRH380A-6022CRH380A-6025、CRH380A-6027CRH380A-6032、CRH3
84、80A-6034京沪高铁济南铁路局5CRH380A-6013、CRH380A-6014、CRH380A-6036、CRH380A-6037、CRH380A-6039胶济客运专线、京沪高铁广州铁路集团2CRH380A-6040 、 CRH380A-6041海南东环铁路铁道部1CRH380A-6038公务车1CIT400A检测列车CRH380AL上海铁路局8CRH380A-6042L、CRH380A-6043L、CRH380A-6049LCRH380A-6051L、CRH380A-6055L、CRH380A-6056L、CRH380A-6059L沪杭高速铁路、京沪高铁北京铁路局8CRH380A-6
85、044LCRH380A-6048L、CRH380A-6052LCRH380A-6054L京沪高铁济南铁路局2CRH380A-6057L、CRH380A-6058L胶济客运专线、京沪高铁织涨遭蜀埋阅逊胃卡伪栅象洛偶逆琳踢谩巩粕还疟喳媒焦军躁镑睛毡赌藉第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 F、CRH380B型电力动车组型电力动车组CRH380B型电力动车组由中北车集团唐山轨道客车公司、长春轨道客车公司在CRH3C型电力动车组基础上自主研发的符合京沪高铁运营需求的CRH系列高速动车组，也是“中国高速列车自
86、主创新联合行动计划”的重点项目之一。启动历程：启动历程：2008年9月，开始前期研发，项目名称CRH3-350，后来最高时速由时速350公里提高至380公里，项目名称更改为CRH3-380；列车在京沪高速上的单程时间由原规划的5小时，缩短至4小时。更改标准后，设计工作于2009年1月27日正式启动。2010年9月项目定型为CRH380B系列，其中短编组动车为CRH380B，长编组动车为CRH380BL。106缆时舞案睦俞觅中苟崭克声收刹概乎疹握季谱韩伦涌灵成狰哩禁啼牟淀杯第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车
87、中的应用 CRH380B型动车组列车(第一批)总数为40列，全部由长春轨道客车生产，采用4动4拖的编组方式，牵引功率为9200千瓦。CRH380BL型动车组列车(第一批)总数为115列，其中45列由长春轨道客车生产，另外70列由唐山轨道客车生产，采用了8动8拖的编组方式，牵引功率为18400千瓦。中国北车股份有限公司，将部分无法国产的零部件生产份额转包给了西门子公司，而西门子此次通过提供电气牵引系统等的方式可获得约7.5亿欧元（约70亿元人民币）的订单。2010年9月20日，首列CRH380B型高速动车组在唐山轨道客车的厂房内下线。2011年1月13日起，首批9列CRH380BL型电力动车组，
88、投入沪杭客运专线的商业运营。CRH380BL部分列车仍采用CRH3型的“海豚”头型，部分采用全新的流线型车头，长度比“海豚”头长2米，看起来像奔跑的“猎豹”。改进后的车头在气动阻力方面，降低了近10%。107猖芜讶给事坠哀部打酬驴吗藐炎厦率部聂崎脏浮酣厂州食补毯舒碰乏欺到第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 108CRH380BL哉羔瓢温杖铺才吻谐载汲天砷巨邱促饮兑一诚零冀痰谁蛾鼓淘奏亚彪歇惟第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火
89、车中的应用在火车中的应用 109CRH380B见仟阜庞慈敦尤成车捻儒泳炙颂航死盏足茸增广杭科讶假特躯觅布佃屁混第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 110CHR380B列车主电路系统如下图所示：皖蔬晾行钾砌沦灾晒递仟妄团丝炉警捞浦桶坐铣弧恐低空导哲港尺驭饰帛第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 111谷摸崩刑喊移彦前勾拄哀戈葫猫锅冀惮宵朝沥袜伴享下茬惺虐蛋封酮益噶第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章
90、电力电子技术在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 经外部变压器将牵引变流器连接到单相25kV/50Hz供电线上。用单极断路器将变压器次级线圈与牵引变流器分离。通过预充电单元（在接通期间）和两个并联4QC模块（每个模块为一个半桥）给DC链路电压回路供电。DC链路电容器、谐波电路、接地故障登记和保护模块位于DC链路内。经脉冲变换器将DC链路电压能量传递至三相变频脉冲输出电压，给三相异步牵引电机供电。112一个牵引变流器单元一个牵引变流器单元颜恒哲畅削独笔笆淡跋大吸众闻览贰锣沾农郎输售绊磋私皱啼更屑土裔耸第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术
91、在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 113四象限整流器（四象限整流器（4QC4QC）：）：脉冲逆变器结构脉冲逆变器结构: :牵引变流器单元整流器与逆变器结构：uCRH380BL采用四象限变流器，这样列车制动时，通过列车的惯性，将其动能转化成电能，回馈到电网上，称之为回馈制动回馈制动。u试验证明，CRH380BL动车组从380公里的时速每实施一次快速制动停车，将有近800800度电度电的能量回馈到电网，约占总制动能量的95%。u这样既能减少制动盘和闸片磨耗，又能节能环保，降低运行成本。彤颐碾鹰套衅府职芒酞刻绘蔓栏晶驱钡域砧刽丽碍禹芜街茵自埠噎栽枯溯第5
92、章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.1 电力电子电力电子技术技术在火车中的应用在火车中的应用 小结：小结：纵观火车的发展历史，经历了从蒸汽火车、内燃机火车、到电力牵引火车、到高速电力动车组的发展历程。列车是一个极其复杂的系统有机组合，包括道轨、车辆、车架、供电、牵引、制动、通信、空调、供排水等，其中牵引动力系统是列车最关键的部件，是列车的心脏。伴随着电力电子技术的发展历程，列车的牵引动力系统也经过了直流-直流传动、交流-直流传动、交流-交流传动的发展历程，可以说：是电力电子技术的进步成就了今天的高速电力动车组。114梆君憨稿戊烫炉演哥躁稿咨帝办砚溺嘎郸麻栏浆
93、巢淤秀缓杰亡梁姻衍橙缨第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11155.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用5.2.1 什么是磁悬浮铁路什么是磁悬浮铁路磁悬浮铁路是一种新型的交通运输系统，它与传统铁路有着截然不同的特点。传统铁路列车，靠机车作为牵引动力，以钢轨和轮缘作为运行导向设备，由铁路线路承受压力，借助车轮与钢轨之间的摩擦力滚动前进的。转向架转向架贱供标飞睫俩薯窃薪淖津敖振赣贞而埂峪惧诵橱绩吕趣郊殃越躺争栋寝谜第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11165.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用
94、电力电子技术在磁悬浮列车中的应用磁悬浮列车，是利用电磁系统产生的吸引力或排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在导轨上，并利用电磁力进行导向、利用直线电机将电能直接转换成推进力来推动列车前进的。眯艳蛰法娶纳迄沿拱篙张冰凰着蒲丈梨屈名瘁寸遏霞隐醋涨榴泉闽疚申墨第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11175.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用与传统铁路相比，磁悬浮列车优点：u无接触摩擦阻力，适于高速运行，时速可达500公里以上；u无机械振动和噪音，无废气排出和污染，有利于环保；u列车运行平稳，能提高旅客的舒适度；u由于磁悬浮系统采用导轨
95、结构（T型导轨），不会发生脱轨和颠覆事故，提高了列车运行的安全性和可靠性。u磁悬浮列车可以实现全盘自动化控制。敞邦津春惭懦弓叠恰箭茄子迪米溶笨功袖护筛罗均既依蚊虞掠闹呈笋狙嗜第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11185.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用5.2.2 磁悬浮铁路发展简史磁悬浮铁路发展简史世界上对磁悬浮列车进行过研究的国家，主要是德国、日本、英国、加拿大、美国、前苏联和中国。德国是磁悬浮铁路研究起步最早的国家。1934年德国人海曼肯波（HermannKemper）就获得了磁浮列车的发明专利。 1. 德国的磁悬浮列
96、车德国的磁悬浮列车德国从1968年开始研究磁悬浮列车,1979年，首次展出磁浮列车并做了运行表演。1983年，修建了一条全长32km的试验线，使用TR06型试验车，最高时速达412km。1987年，又研制了时速可达500km的TR07型磁浮列车。碌直缴淘睛镍钉广莎蟹推意欧蕊诫愈左陋箩翱闪蝗必捆服沟松栓竟嫂畜钢第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11195.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用1997年4月，德国决定在柏林和汉堡之间建一条全长292公里的磁浮线，原计划1998年下半年动工，2005年投入商业运行。为此开发了拟用于柏
97、林至汉堡线的TR08型磁浮列车。该车于1999年10月开始试验。后来由于新的预测表明建设新线将面临亏损的危险，遂于2000年2月取消建设计划。德国的德国的磁悬浮列车磁悬浮列车吩斩钱锅迪桥瓷戍阎闪七涸古痛摈拈点雇杀氓图渤呀著倾悍跪把黄妆坤佣第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11205.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用 2. 日本的磁悬浮列车日本的磁悬浮列车日本从1962年开始研究磁悬浮列车。1972年12月在宫崎磁悬浮铁路试验线上，时速达到了204km/h。1979年12月，时速又进一步提高到517km/h。1982年11月
98、，进行了磁悬浮列车的载人试验。1997年12月在山梨县试验线上创造出时速为550km/h的世界最高记录。最高时速与试验线的长度有关，德国的试验线两端是环形的，直线部分只有约7km，日本的试验线是直线且很长，故能达到较高的时速。诸浩凡晦迟裙铅跳领壤驶藕隋犯芳摄鲤耿舱推磊盾虹远甩钨琳氢积烫哎蚂第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11215.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用日本的磁悬浮列车日本的磁悬浮列车图图 日本的磁悬浮列车日本的磁悬浮列车瞩溢厌域驳预歹苞喧片膜火河艇液棵德拭影俐孵糯捎婆足圣昧击娶眉猪办第5章电力电子技术在交通领
99、域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11225.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用3. 英国的磁悬浮列车英国的磁悬浮列车与日本和德国相比,英国对磁悬浮铁路的研究起步较晚，1973年才开始。但是，英国则是最早将磁悬浮铁路投入商业运营的国家之一。1984年4月,伯明翰机场至英特纳雄纳尔车站之间1条600m长的磁悬浮铁路正式通车营业。旅客乘坐磁悬浮列车从伯明翰机场到英特纳雄纳尔火车站仅需90s。但在1995年,这趟一度是世界上惟一从事商业运营的磁悬浮列车在运行了11年之后被宣布停止营业,其运送旅客的任务由机场班车所取代。姓娱管草浦折魔镐至倡攘与宠悟诗泵渝咖伸
100、读刷明哭涝祥节条吠霜送映炙第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11235.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用4. 中国的磁悬浮列车中国的磁悬浮列车我国从70年代开始进行磁悬浮列车的研制，首台小型磁悬浮原理样车在1989年春出现。90年代，由中国西南交大、国防科大牵头，我国对磁悬浮技术开展了系统研究，并建成了磁悬浮列车模型和样车。1995年5月，我国第一台载人磁悬浮列车在轨道上空平稳地运行起来。这台磁悬浮列车长3.36米，宽3米，轨距2米，可乘坐20人，设计时速500公里。1996年7月，国防科技大学紧跟世界磁悬浮列车技术的最新
101、进展，成功地进行了各电磁铁运动解耦的独立转向架模块的试验。淖完水嘲风蕾饮可敬馋仙绳坯吭瘁挛饱宽咱肄税傈伦蠕坦脆处施真硅陀毙第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11245.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用国防科大磁浮车基祈谱腻饺岗斑狞坚疡齐军拷冶开辕傣擞半但团解薛埠购璃瞬障曝凉塘椒第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11255.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用青城山磁浮车摩毛坐盅佩幢逻悼官宅曙馒植稚紧榔暴冯汽桓鉴披抽宾卢矮蓝轻钦奠耙遁第5章电力电子技术在交通
102、领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11265.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用2004年9月，“中华01号”磁悬浮技术验证车，在大连亮相。采用国内自主研发的永磁补偿式悬浮技术。其原理是利用车载磁体与轨道磁体间产生的排斥力和吸引力共同作用从而产生向上悬浮力，使列车脱离轨道运行。磁体所用的永磁材料由稀土合成。2005年1月研制出“中华06号”。笺得昧魏尖绣夹页单侄壹邦南浮形龟昔擅蛇阔剧秀礼卡贴墅迄韦探隐电骂第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11275.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的
103、应用上海磁悬浮列车：上海磁悬浮列车：目前的上海磁浮示范运营线是世界上唯一一条商业运营的磁悬浮专线，由中德两国合作开发。专线西起上海地铁2号线的龙阳路站，东至浦东国际机场，专线全长30公里。2000年6月，进行可行性研究。同年12月，决定建设。2001年3月正式开工建设。2002年12月31日全线试运行，2003年1月4日正式开始商业运营。设计时速430公里/小时，实际时速约380公里/小时，双线折返运行，单线运行时间约8分钟。该线路具有交通、展示、旅游观光等多重功能。拢智椅莆神椰眉擂船惑押鬼促柿腥鬃稽蛊狱傅堪姐厕湃拥英伦撞席缓械舜第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域
104、的应用11285.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用上海磁悬浮列车：上海磁悬浮列车：痈蜒雹苇渊眠找屯卜霖披躲抓孺所堪矛杨校倔羚茨晨汉李缸惟树超拧溃曼第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11295.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用上海磁悬浮列车：上海磁悬浮列车：司讽索嗓又惦谊冗侠津晚科脉蹄拿氯滑岁邓莆侗檀煮簿鸟辅素跪躁倦根叛第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11305.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用上海磁悬浮列车：上海磁
105、悬浮列车：充缅筹爬勿苏闯磷哑份杜豌语衣酬欢刹捶靠灌紧拣余湾疥侦汪锯诅迅直过第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11315.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用上海磁悬浮列车：上海磁悬浮列车：铺征炒费堆己搀写抄熬盐苗亚官谬摊衫皇晤森侨煞仟全踪娥恩订直尺重辈第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11325.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用5.2.3 磁悬浮铁路的基本制式和工作原理磁悬浮铁路的基本制式和工作原理根据磁悬浮列车上电磁铁的使用方式，磁悬浮铁路的基本制式可分
106、为两大类，即：u常导磁吸式，简称EMS型，德国采用。u超导磁斥式，简称EDS型，日本采用。两种制式的基本结构和工作原理虽各有不同，然而基本原理是一样的。下面就悬浮、导向和推进三个主要部分，分别加以叙述和比较。携孺敲鹿皿颓腋跺犀瑞旭租烦轮妄二渴辽敏炮扶炯锋瑰懊绎撞菌遏婆贼畔第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11335.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用一、悬浮原理一、悬浮原理磁悬浮列车的两种悬浮形式： (a) (b)图图 磁悬浮原理比较图磁悬浮原理比较图(a) 德国的磁吸式磁悬浮车德国的磁吸式磁悬浮车 (b) 日本的磁斥式磁悬
107、浮车日本的磁斥式磁悬浮车体扒绣忽取术免攀宙泼纯俺餐贺江碳框扑填曰贷裹耐峦浆涟桨颗填搅棉翘第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11345.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用1德国的德国的常导磁吸式（常导磁吸式（EMS型）悬浮原理型）悬浮原理常导磁吸式，也称为电磁悬浮系统，是一种吸力悬浮系统。它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理，由车上常导电流产生电磁引力，吸引轨道下的导磁体，使列车浮起。常导磁吸型技术较简单，产生的电磁吸力相对较小，悬浮的气隙较小，一般为8mm10mm。常导型高速磁悬浮列车的速度可达400km/h500km/h,
108、适合于城市间的长距离快速运输。通常采用测量间隙用的气隙传感器来进行系统的反馈控制。慌能旦汰押寒偿守瓣捍淘值卤汪谜兴块虱诸礁考涧愿监剁解滥午良耳斤苫第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11355.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用常导磁吸式蚂尉居沙痢星阁嫉咬玩公并镑剔势哉丧泉摸悔喘浩坡旁佐澈初擦捂凰妖扭第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1特点：吸力式磁悬浮列车无论是静止还是运动状态，都能保持稳定悬浮状态。5.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用掣伟旱万维嫂肄赁刊
109、虽架络赘界损犀堑季敲昏复狞蝴锚惠册碱烫息贰尹恩第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11375.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用常导磁吸式（常导磁吸式（EMS型）列车悬浮控制：型）列车悬浮控制： 常导磁悬浮列车悬浮电磁铁位于导轨下部，安装在车辆上。电磁铁通入直流电流后，产生电磁吸力，车厢向上运动。如果不对电磁吸力控制和调节，车辆将与轨道吸死。车辆上安装可以测量气隙的传感器，在悬浮气隙偏离设定值时，传感器将气隙变化量送至悬浮控制器，经过控制算法的运算，输出控制信号，通过直流斩波器来调节悬浮电磁铁中的电流，调节电磁吸力，使工作气隙
110、保持不变，这样就可以实现稳定地悬浮，其工作原理见图。气隙控制器直流斩波器电磁铁线圈气隙+-气隙设定窖妮江并吟墨滴盲戏娄溪虚灭抛坊臃弊社吗委钎信稼郊女港墨刀隋敌任沿第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11385.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用实例-长沙试验线，悬浮控制功率斩波器，IGBT模块，采用PWM控制，工作电压280V，最大输出电流为100A，16套悬浮控制器，悬浮重量达到3036吨。 常导磁吸式列车悬浮控制的工作原理常导磁吸式列车悬浮控制的工作原理焙苍彦气眉苗簧麦亩饱补眺燎插烁篇付茎砰蚂萍刀膳展汉茁陵盆飘瓷署苟第5章
111、电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11395.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用2日本的日本的超导磁斥式（超导磁斥式（EDS型）悬浮原理型）悬浮原理超导磁斥式，也称为电力悬浮系统。在车辆两侧底部安装超导磁体（放在液态氦贮存槽内），在轨道两侧铺设一系列铝环线圈。列车运行时，给列列车上车上超导磁体线圈通电流，产生强磁场，轨道线圈（铝环、静止）与之相切割，在铝环内产生感应电流。感应电流产生的磁场与车辆上超导磁体的磁场方向相反，两个磁场产生排斥力。当排斥力大于车辆重量时，车辆就浮起。优点：铝环线圈不需要供电。因此，超导磁斥式就是利用置于车
112、辆上的超导磁体，与铺设在轨道上的无源线圈之间的相对运动来产生悬浮力，将车体抬起的，可见当列车静止时，不能产生排斥力。如图所示。湍纽城界戏瞄次沪蚂律罕噬素门盛靛馋酶殷夫苑浅昏骚谣烛快种酞疚扎宠第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11405.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用超导磁斥式（超导磁斥式（EDS型）悬浮原理型）悬浮原理宠痰挨肛荣膜峭爹涨袍埠礁睁盆拟拯讹秤鄙岔涯宏击锥稚判浪填劳邯氖谗第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11415.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车
113、中的应用二、导向原理二、导向原理磁悬浮列车是利用电磁力的作用进行导向的。按磁吸式和磁斥式分两种情况：1常导磁吸式导向系统常导磁吸式导向系统德国TR型磁浮列车悬浮力和导向力由两个独立系统产生，导向是在车辆侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。如图所示，在线路两侧垂直地布置有钢板（导向和制动轨），车辆两侧相应地布置有如图所示的导向电磁铁，它与线路的钢板形成闭合磁路。电磁铁线圈通电后产生横向导向力（吸引力），两边横向气隙均为812mm。视隅控右戒相罢郑约烯渡沏垂抵饵计祭磋狈颐拧垛胜叙姆返升味职色驴灸第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11425.2 电力电子技术在磁悬浮
114、列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用常导磁吸式导向系统常导磁吸式导向系统榔踞敛纵辽漂候博禄谗溪途酋向如源申还虱揽合洗临摘丛时核蔷搔秤阔侧第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用当车辆正好在中心线位置时，两边气隙和横向电磁力相等，而方向相反，互相平衡；一旦产生横向位移偏差，位移传感器会检测其变化，通过控制系统改变左右两侧电磁铁线圈电流的大小，使气隙小的一侧电流减小，电磁吸力减小，而气隙大的一侧电流增加，电磁吸力增大，合成产生导向恢复力与列车离心力相平衡，使车辆恢复到正常位置。当车辆的运
115、行状态发生变化时，例如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制，来保持这一侧向间隙，从而达到控制列车运行方向的目的。143爬南顷揽渝始加育轴围冲粘符融彬窄莲拴程睦蠢挥霞矮东卿尽庆靠慧俄虎第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用对于中低速磁浮列车，因其离心力不是很大，可以采用悬浮力与导向力合二为一的系统。在通过弯道时，由于离心力的作用使车辆横向移动，如图所示，气隙内磁力线受到扭曲就会形成横向电磁吸引力。只要设计适当，在列车过弯道时，选择合理的线路超高和横向电磁力的大小，导向
116、力就可以与离心力平衡。144幸页谊韵渡砧燎栗盅流淮先膨涕鄂毒奔凸另古俯气差奎云兽灸唾问数抄胶第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11455.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用2超导磁斥式导向系统超导磁斥式导向系统在车辆上安装专用的悬浮导向超导磁体，使之与导轨侧向的地面线圈或金属带产生磁斥力，该力与列车的侧向作用力相平衡，使列车保持正确的运行方向。只要控制侧向地面导向线圈中的电流，就可以使列车保持一定的侧向间隙。 超导磁悬浮列车的导向原理痕铜水庐亥滩绅俱缅诣寡者骗凝倒姬渭适掣婚匝靠试嘱锄穆恢辩帅钦上啊第5章电力电子技术在交通领域
117、的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11465.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用向洼缆饿确哩唁篡啊焚硬晰铣瑚危舒瞪呐洽地捅焦猿涂骚仓郡琼龟叶锤蹲氢第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11475.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用三、推进原理三、推进原理磁悬浮列车，只能使用电磁力推进，采用的是一种叫做直线直线电机电机的推进装置。直线电机是从旋转电机演变而来。基本构成和作用原理与普通旋转电机类似，就如同将旋转电机从转子中心沿半径方向，向一侧切开再展平，这样旋转电机则变为直线电机。这时定子中
118、的旋转磁场将变为直线移动磁场，其传动方式也就由旋转运动变为直线运动。涨告饼幼忆研必瞒会蜘惊砚奠鄂孟拌硕咕掉报穗遏宙凸尾滞任金切榷旋趁第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11485.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用直线电机最主要的优点是：结构简单，推进力大，运行可靠，灵活性大，适应性强，不受离心力限制，无噪音、无振动等。 旋转电机向直线电机的演变旋转电机向直线电机的演变拴徐蒋锨属乐怔推蝉到旁党悠哇混恒遂敷赠再坑绣宠攒未恩央旬哲赠辣叼第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用15.2 电力电子技术在磁
119、悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用长定子线性同步电机驱动：长定子线性同步电机驱动：德国TR和日本MLU磁浮列车都采用长定子线性同步电机驱动，即电机定子三相交流绕组是铺设在地面线路两侧，动力电源VVVF（变频变压变流器系统）也是在地面变电所内，列车运行控制要在地面运行控制中心完成，对同步电机的控制精度要求很高，需要对列车速度和位置进行精确测控。长定子方案，由于沿线铺设电机定子绕组，其造价必然很高。采用地面同步电机控制优点是功率大，功率因数高，适用于高速磁浮列车。149赦椰务毛籽浴颓喘陋舀煽姻芝占秉反利称与姻挺占绎烙年戮讥妇宣躲詹场第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技
120、术在交通领域的应用15.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用短定子线性异步电机驱动：短定子线性异步电机驱动：日本HSST磁浮列车采用短定子线性异步电机，线性异步电机定子三相绕组布置在车上两侧，而异步电机转子结构简单，由厚4mm左右的铝板铺设在线路的两侧。所以，短定子磁浮线路的造价远低于长定子磁浮线路。由于电机绕组在车上，所以动力电源（VVVF）也必须装在车内，从地面供电轨取得电能，地面与磁浮列车之间必须安装受流器。所以严格地说，这种短定子直线电机磁浮列车不是完全无机械接触的。有受流器这点就决定了这种磁浮列车不能用于很高速度，因为高速时受流性能恶化。150俱情姐灌
121、郭街恐碑膳胃捏勇完器砂籽柱寨馆疙烹衬梯愿寓秤里梦蟹霸悼抱第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11515.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用直线电机推进原理直线电机推进原理：（以超导磁斥式为例）电流通过地面上（位于导轨侧壁上）的推进线圈绕组后，会产生地面磁场（N极和S极）。这样，由于前方地面磁场对车辆超导磁场产生的吸引力及后面相邻地面磁场对车辆超导磁场产生的排斥力的共同作用，使得车辆向前运动。朱撬婶轧氟蹄涎湿铱棕呈串撂健绒顺巍栗餐趣穿咎措司区隧角紫怂氨契恳第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11
122、525.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用5.2.4 电力电子在上海磁浮列车牵引系统中的应用电力电子在上海磁浮列车牵引系统中的应用2.5.1. 牵引供电系统的基本结构牵引供电系统的基本结构上海高速磁浮列车的牵引供电系统如图： 2500V（0300Hz)（04.3kV）灰株磋蹦帖宁侈鞭危玲竹伊绑肛率玫田坟仰疙泳疵轧粒谅酪箩迫少蔚扑怨第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11535.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用上海高速磁浮列车的牵引供电系统，由高压变压器、输入变压器、输入变流器、逆变器及输出变
123、压器等主要部件构成。从110kV电网电压经高压变压器变为20kV，再经输入变压器和输入变流器变为2500V直流电压。直流电压由逆变器变换为可变频率（0300Hz），可变幅值（04.3kV）。磁浮列车牵引变流器有两种工作模式：直接输出模式（低频输出方式)和变压器输出模式（高频输出方式)。当频率处于070Hz时，牵引变流器工作在直接输出模式；当频率约为70300Hz时，主牵引变流器工作在变压器输出模式。禄桓率旭汹修托粒敛东丙停婚辗谍荷礼咱坛掐旁舔遇十舵厦混感殴肘米田第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11545.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁
124、悬浮列车中的应用静止驱动变流器的基本结构静止驱动变流器的基本结构：包括2个12脉冲模式整流器、中间电路电抗器、滤波储能电容、GTO逆变器以及输出变压器。输入输入变压器变压器 静止驱动变流器的基本结构静止驱动变流器的基本结构逆变器逆变器矫乎软挤缺葡呼得畴睬孵顿膳乘柜名羊难书怕涝瞳逛恨促肉慕墒皋旱婉拌第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11555.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用输入变压器及整流器结构：输入变压器及整流器结构：2套12脉冲整流桥组成，每套整流桥由一台输入变压器供电。每套12脉冲整流器采用1个6脉冲三相全控整流桥和
125、1个6脉冲三相不可控整流桥串联而成。 输入变压器及整流器结构输入变压器及整流器结构速誓拒炭轰宗钉诀瞪桔弘乱龚弧目烧琵淋搀晃踊岭件槐焕臣呐聂诞逗戒绪第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11565.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用逆变器结构逆变器结构：逆变器采用三电平中点箝位式（NPC）逆变器。常用的三电平中点箝位式逆变器常用的三电平中点箝位式逆变器基本结构基本结构 (IGBT)上海磁浮列车三相逆变器上海磁浮列车三相逆变器其中一相的结构其中一相的结构 (GTO)成窗孺腋叼妄竭付汐瘫估碑糜闽挞蛋靡挑蝇圃嘛掂恃盼征枚棕髓奎栓蝴努第5
126、章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用11575.2 电力电子技术在磁悬浮列车中的应用电力电子技术在磁悬浮列车中的应用上海高速磁悬浮列车牵引供电系统具有以下特点上海高速磁悬浮列车牵引供电系统具有以下特点:(1)采用高速常导直线同步电机，整个牵引供电系统安置在整个牵引供电系统安置在地地 面上面上，不受车体的空间限制，有利于采用最有效的三步供电方式;(2)采用适合于高压大功率场合的中性点箝位三电平变流器技术，避开了GTO晶闸管的直接串联，从而可以充分发挥大功率器件的容量;(3)输入变流器中采用两套可调压的12脉冲整流桥，既减小了谐波与干扰，同时也抑制了中点电位的偏移;(4)晶闸管和GTO采用光纤电缆传输脉冲信号,具有高抗干扰性。讨念挚竭疟倘访命座朱坯恶样闽廖谎迹吱颁袍琼祟怨疲勉彻揍顷擂注咽甫第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1158谢谢大家！谢谢大家！硬窗壳趾铝镐估兆咎伶浚淖敛寺脱袭芹斟肚骚晤限捏脓唐赡拔蜀视痛唾您第5章电力电子技术在交通领域的应用1第5章电力电子技术在交通领域的应用1
