【正文】 包括輔助電源供電設(shè)備以及微機(jī)控制與診斷系統(tǒng)，全部由國外西門子公司、阿爾斯通公司、龐巴迪公司和東芝公司等提供產(chǎn)品與軟件。簡單地說，變頻技術(shù)就是把直流電逆變成不同頻率的交流電，或是把交流電變成直流電再逆變成不同頻率的交流電，或是把直流電變成交流電再把交流電變成直流電等技術(shù)的總稱。主要應(yīng)用于大功率、低速度的場合。另外，其機(jī)械特性終究沒有直流電動機(jī)硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速技術(shù)。它不需要將交流電動機(jī)轉(zhuǎn)化成等效直流電動機(jī)，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計算，它不需要模仿直流機(jī)的控制，也不需要為耦而簡化交流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速起動、制動性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其他許多優(yōu)點而初國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。上個世紀(jì)變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變得很容易，從而造就了一個龐大的電力行業(yè)。 變頻技術(shù)的發(fā)展方向交流變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合、機(jī)電一體的綜合性技術(shù)，即要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術(shù)必定分成功率和控制兩大部分。 ④高速度的數(shù)字控制以32位高速微處理為基礎(chǔ)的數(shù)字控制模塊有足夠的能力實現(xiàn)各種控制算法，Windows操作系統(tǒng)的引入使得軟件設(shè)計更便捷。眾所周知，風(fēng)機(jī)和泵改用調(diào)速傳動后能有效節(jié)約電能。變頻器輸出電壓的大小通過改變輸出脈沖的占空比來進(jìn)行調(diào)制。由于在這種控制方式或必須同時控制異步電動機(jī)定子電流的幅值和相位，即定子電流的矢量，因此這種控制方式被稱為矢量控制方式。（4）按變換環(huán)節(jié)分類①交－交變頻器把頻率固定的交流電源直接變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電源。目前迅速普及應(yīng)用的主要是這種變頻器。由式（）可知，要保持Φm不變，當(dāng)頻率f1從額定值f1N向下調(diào)時，必須降低E1，使E1/f1＝常數(shù)，即采用電動勢與頻率這比恒定的控制方式。 基頻以上調(diào)速時的機(jī)械特性 VVVF傳動技術(shù)最新發(fā)展的交流牽引電動機(jī)采用變頻變壓控制（VVVF）的調(diào)速方式，它使用逆變器將直流換成為交流，以電壓和頻率的變化來控制交流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)已被公認(rèn)為在調(diào)速性能和節(jié)能上是最為先進(jìn)的調(diào)速方式，它與交流電機(jī)配合，無換向部分，運行可靠，過載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，幾乎不須維修，現(xiàn)已在德國、日本等國已經(jīng)得到了應(yīng)用。l輛動車上有2臺VVVF牽引逆變器，分別驅(qū)動2個轉(zhuǎn)向架上的牽引電機(jī)，當(dāng)一個逆變器出現(xiàn)故障時，可通過接觸器切除故障逆變器，并且不影響另一個逆變器的正常工作。電制動與空氣制動隨時自動配合、平滑轉(zhuǎn)換，使列車不至產(chǎn)生過大的沖動。圖4為IGBT的開、關(guān)順序。 PWM逆變原理PWM控制方式是通過改變電力晶體等VTVT4和VTVT3交替導(dǎo)通的時間，從而改變逆變器輸出波形的頻率；通過改變每半周內(nèi)VTVT4和VTVT3開關(guān)器件的通、斷時間比，即改變脈沖寬度，來改變逆變器輸出電壓幅值的大小。SPWM逆變器輸出的基波電壓的大小和頻率均由參考電壓ur來控制。PSWM雙極性調(diào)制和單極性調(diào)制一樣，輸出基波大小和頻率也是通過改變正弦參考信號的幅值和頻率而改變的。③輸出容量SN（kVA）：SN與UN和IN的關(guān)系為SN=√3UNIN④配用電動機(jī)容量PN（KW）：變頻器規(guī)定的配用電動機(jī)容量，適用于長期連續(xù)負(fù)載運行。是指在10℃+15℃環(huán)境下通過參數(shù)設(shè)定所能達(dá)到的最高頻率精度。設(shè)電源的線壓有效值為UL，那么三相全波整流平均直流電壓UD的大小是：UD＝。過大的沖擊電流能使三相整流橋損壞。這是變頻器實現(xiàn)變頻的執(zhí)行環(huán)節(jié)，是變頻器的核心部分。不同型號的變頻器，緩沖電路的結(jié)構(gòu)也不盡相同，它由C01C06，R01R06及VD01VD06構(gòu)成，其功能如下：逆變管VT1VT6每次由導(dǎo)通狀態(tài)切換成截止?fàn)顟B(tài)的關(guān)斷瞬間，集電極和發(fā)射極間的電壓UCE由近乎0V迅速上升至直流電壓值UD，這過高的電壓增值長率將導(dǎo)致逆變管的損壞。電動機(jī)工作頻率下降過程中，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過此時的同步轉(zhuǎn)速時，處于再生制動狀態(tài)，拖動系統(tǒng)的動能要反饋到直流電路中，使直流電壓UD不斷上升，甚至達(dá)到危險地步。我國鐵路系統(tǒng)于1996年研制成功了AC4000型交流傳動電力機(jī)車原型車。東洋公司從1986年到1990年底止，就已為23種車型提供了GTO變頻器。根據(jù)他們對200臺新型變頻車與200臺舊車一年的耗電量比較計算，新型車的耗電約減少24%。目前在規(guī)劃的上海地鐵二號線和新建的廣州地鐵一號線都選擇了三相異步電機(jī)交流變頻傳動方案。在此向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。最后祝大家身體健康，精神愉快、萬事如意！我曾認(rèn)為，人生的某個階段只是一個過渡，是為了到達(dá)另一個階段。上海，同濟(jì)大學(xué)出版社，2003[9] 周順華，城市軌道交通結(jié)構(gòu)工程【M】。北京，水利水電出版社，2001。北京，中國鐵道出版社，2005[11] 毛保華，城市軌道交通信號規(guī)劃與設(shè)計【M】。最后，“天將降大任于斯人也，必先苦其心志，勞其筋骨，餓其體膚，空乏其身，行拂亂其所為，所以動心忍性，曾益其所不能”。在論文即將完成之際，向我的同學(xué)、朋友給了我無言，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!論文終于完成了，并未感到輕松。 最新發(fā)展的交流牽引電動機(jī)采用變頻變壓控制（VVVF）的調(diào)速方式，它使用逆變器將直流換成為交流，以電壓和頻率的變化來控制交流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)已被公認(rèn)為在調(diào)速性能和節(jié)能上是最為先進(jìn)的調(diào)速方式，它與交流電機(jī)配合，無換向部分，運行可靠，過載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，幾乎不須維修，現(xiàn)已在德國、日本等國已經(jīng)得到了應(yīng)用。因此，我國電子工業(yè)部在電子工業(yè)早在“九五”規(guī)劃中就將以變頻牽引裝置為代表的節(jié)能技術(shù)列為發(fā)展的重點。1993年德國就已經(jīng)有成千臺用此方案構(gòu)成的IGBT三點式逆變器用于輕軌電車上。目前世界上德、日等發(fā)達(dá)國家研制的地鐵和輕軌車輛幾乎全部采用交流變頻調(diào)速牽引技術(shù)。制動電阻RB就是用來消耗這部分能量的。VT1VT6放電，此放電電流的初始值是很大的，并且將疊加到負(fù)載電流上，導(dǎo)致VT1VT6損壞。②續(xù)流二級管VD7VD12。當(dāng)濾波電容CF充電到一定程度時，令SL接通，將RL短接，在有些變頻器里，SL用晶閘管代替。②濾波電容CF。一般分為模擬設(shè)定分辨率和數(shù)字設(shè)定分辨率。大多數(shù)變頻規(guī)定為150%IN、60S、180%IN、。由于是雙極性調(diào)制，所以不必像單極性調(diào)制那樣增加倒向控制信號。但正弦波最大幅值必須小于三角形幅值，否則輸出電壓的大小和頻率就將失去所要求的同步關(guān)系。并使每個矩形波電壓下的面積接近于對應(yīng)正弦波電壓下的面積，則逆變器輸出脈沖次數(shù)增多，即使輸出低頻時，輸出波形也是較為理想的。圖4的載波比N=3,載波比越大，逆變器輸出的諧波分量越小。正弦波與等幅矩形脈沖序列波等效；把正弦波的半波作i（這里取6）等分，將正弦曲線每一等分所包含的面積都用一個與其相等的等幅矩形脈沖來代替（），同樣對于正弦波的負(fù)半周來說是用極性為負(fù)的矩形脈沖來代替。與牽引逆變器配套配置的制動斬波器負(fù)責(zé)控制制動電阻的投入與切除，同樣由IGBT模塊及其控制、傳感器、保護(hù)等組成。（1）交流電機(jī)車輛牽引傳動的特點與斬波器─直流電機(jī)斬波調(diào)壓電氣傳動系統(tǒng)相比，調(diào)壓調(diào)頻（VVVF）逆變器─交流電機(jī)的系統(tǒng)主電路變得十分簡單,少了電阻發(fā)熱的危害。如果電動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都具有額定電流，則電動機(jī)都能在溫升允許的條件下長期運行，這時轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化。電流源型變頻器：當(dāng)交－直－交變頻器裝置中的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波時，輸出交流電流是矩形波或階梯波，這類變頻裝置稱為電流源型變頻器。主要用于容量大、低速的場合。（3）按用途分類①通用變頻器通常指沒有特殊功能、要求不高的變頻器。（2）按工作原理分類①v/f控制的變頻器v/f控制的基本特點是對變頻器輸出的電壓和頻率同時進(jìn)行控制，通過使v/f（電壓和頻率的比）的值保持一定而得到所需的轉(zhuǎn)矩特性。研究經(jīng)濟(jì)合理的高壓電動機(jī)調(diào)速方法是當(dāng)今的重大課題。模