單—三相逆變電源裝置的研制
陳均瑞，李學(xué)山，趙建平
(大同鐵路供電段)
摘 要：本文針對一些偏遠地區無(wú)三相動(dòng)力電源的不方便現實(shí)，以逆變技術(shù)為核心，研制了單一三相逆變電源裝置，并成功運用于現場(chǎng)。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)我蝗�，逆變；電源；研�?br />
中圖分類(lèi)號：TM16 文獻標識碼：B
Development for Single—three Phase Inverter Device
CHEN Jun—rui,LI Xu—shan,ZHAO Jian—ping
(Datong Power Supply Section of Railway Board，Datong 037005，China)
Abstract：The paper points at the fact that some remote areas have no three phase power sapply，centre on inverter technology，develop singe—three phase Invereter device and apply successfully to site．
Key words：single—thee phase;inverter；power sapply;development
1 概述
鐵路電氣化開(kāi)通以來(lái)給許多偏遠地區帶來(lái)了很多方便，但個(gè)別站區由于條件所限，沒(méi)有三相電源，存在諸多不便。
為解決這個(gè)問(wèn)題，我單位最早使用的單相變三相電源裝置是電機劈相裝置，隨后在個(gè)別車(chē)站使用了由保定鐵道變壓器廠(chǎng)生產(chǎn)的電容劈相裝置，此兩種裝置由于負荷電機啟動(dòng)電流大，三相電壓不平衡，經(jīng)常造成電容燒損，電纜過(guò)熱燒損等故障，影響著(zhù)車(chē)站的生產(chǎn)、生活用電。
針對這一現狀，我們認為近年來(lái)新興的逆變技術(shù)可以應用在鐵路電氣化區段，研制成功單一三相逆變電源裝置。將電氣化鐵道接觸網(wǎng)27.5kV電源經(jīng)單相變壓器變?yōu)?20V單相電源，再將單相220V交流電源經(jīng)過(guò)單—三相整流逆變電源裝置變?yōu)?80V三相交流電源，然后供給三相動(dòng)力設備使用。此項技術(shù)適用于只有220V單相電源但又需要三相動(dòng)力電源的站區或其它場(chǎng)合。
2 裝置的構成和工作原理
本裝置根據整流逆變原理，采用IGBT技術(shù)，將220V單相交流電源逆變?yōu)槲覀兯枰娜嘟涣麟娫�，具有三相電壓平衡，諧波含量小的特點(diǎn)。電機應用變頻軟啟動(dòng)方式，可以降低啟動(dòng)電流，對于過(guò)負荷、過(guò)電壓具有保護作用。
2.1 裝置的組成
本電源變換裝置由穩壓整流、濾波及諧波抑制，三相正弦波逆變器及交流配電部分組成。原理框圖如圖1。
圖1
2.2 三相正弦波逆變器
(1)該逆變器輸入為直流，逆變裝置將輸入直流電變換為穩頻穩壓交流電供給電機負載。
(2)線(xiàn)端子、空氣開(kāi)關(guān)位于門(mén)電氣板下部，開(kāi)門(mén)可見(jiàn)。輸入輸出連線(xiàn)從柜體底部進(jìn)入。
2.3 原理圖
原理圖見(jiàn)圖2。
圖2
3 系統的主要功能與技術(shù)指標
本電源裝置機柜采用JP—13/G1—6型戶(hù)外機柜，具有防雨、防塵、抗腐蝕、抗電磁干擾以及隔熱、防寒、防凝露功能，防護等級可以達到IP54級，前后門(mén)采用雙層結構，外層殼采用度鋁鋅板，內層殼體采用不銹鋼或耐指級板，具有很強的抗大氣侵蝕、抗太陽(yáng)照射，機柜內裝有溫度、濕度自動(dòng)控制裝置，前門(mén)夾層裝有軸流風(fēng)機，機柜下部裝有加熱器，可使該電源裝置在－20℃～50℃的環(huán)境中正常運行，適用于室內外安裝，安裝工藝相對較為簡(jiǎn)單。
3.1 技術(shù)指標
3.1.1 液晶面板采用20 2字符型液晶屏和6位觸摸式控制按鍵。
3.1.2 狀態(tài)指示燈包括交流供電、直流供電、交流過(guò)壓、交流欠壓、直流欠壓、裝置過(guò)流、裝置過(guò)載、裝置過(guò)熱。
3.1.3 系統輸出：額定頻率50Hz、輸出電壓三相380V、電壓穩定精度2％、頻率穩定精度0.1％、頻率變化率0.1Hz/s、總諧波含量<5％(阻性負載測試)、動(dòng)態(tài)電壓超調<8％(負載0～100％變化時(shí))、穩定時(shí)間<0.1s
3.1.4 數字變頻軟啟動(dòng)：0～50Hz。
3.1.5 裝置過(guò)載能力：120％ 10分鐘．
3.1.6 總效率>80％(在滿(mǎn)載和cosφ=0.8情況下)．
3.1.7 保護包括：輸入過(guò)欠壓報警、輸出過(guò)流、輸出過(guò)載、內部過(guò)溫．
3.1.8 噪聲水平：≤50dB．
3.1.9 環(huán)境溫度：－5～40℃、相對濕度≤90％(25℃)．
4 應用效果
本裝置適用于不具備三相交流電的場(chǎng)合驅動(dòng)三相負載。它可將單相220V50/60HZ的交流電源轉換為三相380V(無(wú)零線(xiàn))50/60Hz電源，并具備電機變頻軟啟動(dòng)的功能，用于驅動(dòng)水泵、風(fēng)機類(lèi)電動(dòng)機。
本裝置在部分地區投入使用后，給車(chē)站的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了很大的便利，且運行穩定，對于電氣化鐵道開(kāi)通后，山區小站解決無(wú)三相動(dòng)力電源問(wèn)題有了辦法。此項技術(shù)可以應用在多方面，比如鐵路列車(chē)用的空調車(chē)就可用該項技術(shù)，比起燃油又節省資金而且環(huán)保，前景是非常廣闊的。
作者簡(jiǎn)介：陳均瑞，大同鐵路分局大同西供電段，助理工程師.
李學(xué)山，大同鐵路分局大同西供電段，助理工程師.
趙建平，大同鐵路分局大同西供電段，工程師.
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
