一高鐵牽引系統(tǒng)測試需求簡介

　　高鐵普遍采用交直交電力機車實現(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。牽引變流器和牽引電機的性能直接決定高鐵運行性能和安全性能。

　　牽引系統(tǒng)一個重要特點是功率密度大，通常采用低開關(guān)頻率(一般低于1KHz)來降低開關(guān)損耗。低頻特性和高頻特性都是牽引系統(tǒng)的重要指標，一般要求準確測試的基波頻率范圍較寬，低頻段低于1Hz，高頻段高達100Hz以上。

　　對于低頻段，由于信號周期較長，所需的交流采樣運算周期也較長，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)測試儀器具備較大的存儲容量和較強的運算能力。

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

　　測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試數(shù)據(jù)，記錄完整的原始數(shù)據(jù)，通過專業(yè)軟件的后期二次開發(fā)可以獲取更多的有價值信息，并且可以避免許多重復試驗。

　　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)，有海量存儲空間和強大的運算處理能力，可實現(xiàn)低基波頻率下的高采樣率測試，記錄試驗過程的全部原始數(shù)據(jù)，事后可通過原始數(shù)據(jù)完全再現(xiàn)試驗過程，從再現(xiàn)過程中獲取希望了解的任何時刻的任何參數(shù)，全面滿足了上述需求。

二典型應用

01湘電集團軌道交通交流牽引傳動系統(tǒng)試驗室

　　湘電集團有限公司是中國城市軌道交通協(xié)會副會長單位和中國城市軌道交通協(xié)會分會副主任單位，其軌道交通交流牽引傳動系統(tǒng)試驗室是國內(nèi)第一家從事牽引傳動系統(tǒng)試驗的實驗室，可以對地鐵、城市軌道交通的牽引電機、VVVF牽引變頻器進行試驗、VVVF牽引變頻器與電機組成的電傳動系統(tǒng)及輔助電源(SIV)進行試驗。

交流牽引傳動系統(tǒng)測試原理框圖

02中國中車株洲電機有限公司技術(shù)中心檢測試驗站(CNAS)

　　“中國中車株洲電機”是鐵道部唯一一家和諧型大功率電力機車及高速動車組配套電機、變壓器兩大關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化核心部件供應商。其檢測試驗站具備按國際認可準則開展檢測服務的技術(shù)能力。檢測試驗站出具的檢測數(shù)據(jù)及試驗報告，將得到美國、日本、印度等70多個國家和地區(qū)機構(gòu)的承認。從研發(fā)到制造，全方位把握高速動車組、大功率機車牽引系統(tǒng)質(zhì)量關(guān)。

　　本牽引電機試驗臺用于牽引電機檢測研究性試驗，采用電能回饋結(jié)構(gòu)，被試電機做電動運行，拖動陪試電機發(fā)電，陪試電機發(fā)出電能經(jīng)陪試變頻器回饋到拖動端，為拖動變頻器和被試電機的運行提供能量，在試驗臺內(nèi)部流動實現(xiàn)電能回饋，運行過程中外部電網(wǎng)只需要補充損耗能量，極大節(jié)約運行成本。

牽引電機試驗臺原理框圖

03中國中車株洲電力機車研究所牽引系統(tǒng)實驗室

　　中國中車株洲電力機車研究所牽引系統(tǒng)實驗室是軌道交通裝備牽引傳動與控制系統(tǒng)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新研發(fā)平臺，在電力機車牽引系統(tǒng)的檢試驗中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，推動了我國高鐵技術(shù)從引進消化吸收到自主創(chuàng)新，再到后來居上達到世界一流水平。

電力機車牽引系統(tǒng)試驗原理框圖

04中國中車株洲電力機車有限公司受電弓檢測系統(tǒng)

　　電力機車受電弓運行于高壓交流環(huán)境下，且高速運行時易出現(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程中容易受到電磁干擾的影響，導致測量精度降低甚至不能正常工作，且前后端通過電纜連接的方式，容易將高壓引入，導致設(shè)備和人員安全受到威脅。

　　銀河電氣OPC系列光纖轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過光纖傳輸后再還原為模擬信號，無縫兼容原有系統(tǒng)，實現(xiàn)電氣隔離，大幅提升受電弓在線檢測系統(tǒng)電磁兼容性能。

受電弓檢測系統(tǒng)試驗原理框圖

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