本實用新型涉及城市軌道交通再生制動技術領域,具體為一種再生能量逆變回饋的小功率驗證平臺。
背景技術:
交通運輸在我國經濟發展過程中承擔著舉足輕重的角色。其中,城市軌道交通擁有其獨特的優勢。然而,城軌列車啟停十分頻繁,使列車大部分動能浪費,造成能量的利用率大大降低。為此,采用電制動方式來減輕機械制動對列車裝置的磨損,并將動能轉化為電能加以再利用。
目前國內再生制動能量吸收裝置主要包括電阻能耗型、電容儲能型、飛輪儲能型、再生能量型。電阻吸收設備簡單且成本低,但其電制動能量全部消耗在電阻上,未得到利用。電容和飛輪儲能型設備節能效果好,但成本高且不便于安裝。再生能量型裝置目前還處于研究階段,而現有的再生能量型裝置并未有統一的結構,且存在裝置配置不完整、順序不合理、測量裝置不完善等問題,如部分結構圖只標注了變流裝置卻未標注電動機,部分結構圖沒有電壓測量裝置。這些問題都會給相關研究的進展造成阻礙。
技術實現要素:
針對上述問題,本實用新型的目的在于提供一種可模擬城市軌道牽引供電系統的再生能量逆變回饋的小功率驗證平臺,可以得到較為準確的模擬列車制動時逆變回饋的情況。技術方案如下:
一種再生能量逆變回饋的小功率驗證平臺,包括整流變壓器T1、整流器RCT、變流裝置N、電動機M、逆變回饋裝置NH和隔離變壓器T2;整流變壓器T1連接到交流母線,用于將電壓升高,升壓后的交流電壓通過整流器RCT轉換為直流電壓,并連接到直流母線,使直流電壓通過變流裝置N給電動機M供電;逆變回饋裝置NH也連接到直流母線,在直流母線電壓升高至預設閾值時,將直流電逆變并通過隔離變壓器T2輸送至交流母線。
進一步的,所述電動機M還連接到發電機G,發電機G并入交流母線。
本實用新型有益效果是:本實用新型可模擬城市軌道牽引供電系統,便于研究、改進和優化其控制系統;能夠利用小功率設備,得到較為準確的模擬列車制動時逆變回饋的情況,可通過并網電流波形、能量利用率、直流母線電壓變化幅度速率等直觀反映出再生能量逆變反饋效果;且設備成本較小,便于改進擴展;結構上較為完善,較其他模型可更具體的展示逆變回饋效果。
附圖說明
圖1為本實用新型再生能量逆變回饋的小功率驗證平臺的結構示意圖。
具體實施方式
下面根據附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。如圖1所示,一種再生能量逆變回饋的小功率驗證平臺,包括整流變壓器T1、整流器RCT、變流裝置N、電動機M、逆變回饋裝置NH和隔離變壓器T2;整流變壓器T1連接到交流母線,用于將電壓升高,升壓后的交流電壓通過整流器RCT轉換為直流電壓,并連接到直流母線,使直流電壓通過變流裝置N給電動機M供電;逆變回饋裝置NH也連接到直流母線,在直流母線電壓升高至預設閾值時,將直流電逆變并通過隔離變壓器T2輸送至交流母線。
本實施例中整流變壓器T1采用小功率12脈波或24脈波變壓器,將母線電壓升壓至1180V,整流器RCT采用小功率硅整流器將電壓整流為直流1500V,再通過IGBT等電子開關管組成的變流裝置N將1500V直流電逆變為交流給小型電動機M供電,通過矢量控制可以根據模擬不同列車運行工況下電動機M的運行狀態。
模擬列車正常運行時,變流裝置N處于逆變狀態,電動機M正常工作,小型發電機G作電動機M負載,以避免電動機空載運行,發電機G并入交流380V母線,逆變回饋裝置NH不投入工作。逆變回饋裝置NH中的監測系統,可用于對直流電壓實時監測,可動態監測直流電壓Vdc變化,并為再生制動逆變回饋做準備。
模擬列車制動時,電動機M作發電機,機械能轉化為電能,產生的再生制動能量流向1500V直流母線導致母線電壓Vdc升高。電壓監測系統檢測到母線電壓Vdc升高,當母線電壓Vdc抬升到預設閾值時,通過雙閉環控制原理,軟件控制系統的預設程序輸出控制信號,控制信號由接口輸入,驅動由電力電子開關管組成的小型兩電平三相逆變回饋實物裝置NH工作。逆變回饋裝置NH將直流側堆積的再生制動能量通過小型隔離變壓器T2回饋到380V交流電網側,實現能量的再生利用和安全隔離,也使得網壓恢復正常水平。同時使直流母線電壓穩定在正常范圍,并達到再生能量利用的目的。可通過觀察逆變回饋裝置NH并網電流波形以及能量利用率的評估驗證其工作效果。