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丹佛斯變頻器滿足動車組多種牽引電機的測試電源需求案例

時間：2021-09-08    作者：津信變頻    點擊：次
自從2007年4月18日我國首趟時速200公里動車組列車在上海站始發，中華大地上迎來動車時代。十余年間，中國高鐵動車從無到有，高鐵以超乎想象的速度呼嘯飛馳，改變著中國，震撼著世界。時至今日，其發展速度遠高于汽車與傳統火車，已然成為人們出行的極佳選擇。無數大中小城市因高鐵動車而串聯，人、錢、物在城市間、地區間的流向更加便捷和高效，高鐵網絡正以前所未有的速度改變著中國城市的格局。

然而高鐵動車組在發展過程中不僅僅是其運行的過程，它的售后服務與日常檢修服務也是其發展的重要內容。動車組就是由動車和拖車組成或全部由若干動車固定連掛在一起組成的車組，主要用于高速鐵路旅客運輸。目前動車組多數都采用電力驅動，由外部接觸網供電。在動車組中具有動力（有牽引電機）的車稱為動車，沒有動力的車稱為拖車。牽引電機是直接帶動車輪旋轉的電機，目前多采用三相交流電機。

永濟電機天作電氣有限責任公司為中車永濟電機有限公司的成員企業，對于鐵路各類電機電器、機車車輛試驗設備具有十分豐富的設計與工程經驗。針對動車組牽引電機的特殊測試工況，以丹佛斯變頻器為電源核心，針對性的提供了整套變頻測試電源，滿足了北京動車段對于多種牽引電機的測試使用需求 。

變頻測試電源的最終用戶為中國鐵路北京局集團有限公司北京動車段，位于北京市西南大興區 ，是中國鐵路最早建成的四大動車檢修基地之一，主要覆蓋范圍包括華北及東北地區。負責高鐵動車組檢修 ，目前具備動車組一級、二級、三級、四級檢修能力。牽引電機作為動車的直接動力來源，也是檢修對象之一。由于牽引電機不同于常見電機，對于測試電源有著專業的要求，因此無法直接在工頻電網供電下完成測試。

以丹佛斯變頻器為核心的中低壓變頻電源



這個項目是Danfoss公司首次同天作電氣的合作項目；項目中采 用了以丹佛斯公司VACON® NX系列變頻器為電源核心的測試電源解決方案。單元+逆變單元+制動單元）、正弦濾波器、升壓變壓器、制動電阻以及輸出電壓切換開關構成?？梢蕴峁┳罡咧?250V的正弦電壓輸出。天作電氣成柜。另外包含測試操作臺，以及為了滿足測試工藝而選用的各種傳感器，功率分析儀器等。

為被測牽引電機提供電源時，NXP變頻器首先將頻率與電壓恒定的工頻電網電源轉換為頻率和電壓分別獨立可調的PWM波電壓進行輸出；PWM波電壓經過正弦濾波器濾波處理后轉換為正弦波；可再由升壓變壓器進行必要的升壓處理，最終輸出被測牽引電機所需的特定頻率/電壓的電源波形。需要受控的速度突降時，制動單元與制動電阻共同工作，將電機發電饋回到變頻器直流鏈路的再生能量以能耗制動的方式消耗掉，保護維持系統的正常運行。在不同測試工藝過程中，集成在操作臺上的自動化系統將對采集到的信號進行處理，并把最終結果呈現給用戶。

變頻電源工作時的輸出頻率與輸出電壓的調整均由操作臺發出指令，通過上位機與變頻器間的Profibus DP總線傳遞該指令給變頻器，變頻器依此執行。



丹佛斯變頻器適用于變頻電源系統的特點與優勢



與傳統變頻器相比，變頻電源輸出的頻率與電壓之間沒有特定的函數關系，兩者需要完全解耦。NXP系列變頻器通過特殊應用宏的概念，可提供既基于標準變頻器硬件且又具有頻率與電壓分離的軟件功能的產品。配合丹佛斯標配或非標正弦濾波器，輸出完美的符合預期的正弦電壓波形。

支持電壓閉環控制功能，有效補償變頻器輸出端子到電機輸入端子間的累計壓降，保證輸出到電機端電壓的恒定。可以選用丹佛斯提供的OPT-D7選件卡作為電壓測量反饋器件，也支持第三方電壓傳感器（0-10v/4-20mA均可）。

NXP系列產品投入市場多年，在眾多的應用行業里久經考驗，質量穩定可靠。為配合各種特殊應用宏使用，硬件性能出眾，以便滿足不同應用行業對于硬件參數的要求。支持風冷和液冷的散熱方式?？梢蕴峁┑蛪捍蠊β十a品，標準產品最高功率可超5MW。

通過丹佛斯特有的DriveSynch技術可以輕易實現交流電源的并聯，為電源系統的擴容，冗余提供了技術保證；為大功率電源一拆為多的靈活使用提供了可能性。

預裝電源應用宏軟件的NX產品支持疊頻波形的輸出。適用于有疊頻測試需求的變頻電源系統。

通過軟件方式輕松實現變頻電源和變頻器功能的切換，可以完美應用在對拖試驗系統。既可實現變頻電源功能為被測目標提供所需電源，亦可作為變頻器拖動電機模擬負載加載。硬件上可提供共直流母線產品，包含（有源前端）整流單元、逆變單元、制動單元，便于各類對拖測試系統拓撲的搭建。

深耕變頻器產品，服務不同領域客戶

本案例的成功實施，也意味著丹佛斯傳動為我國高鐵動車事業再次提供助力。所用產品基于標準變頻器硬件平臺，對熟悉變頻器產品的工程師友好度高，便于調試使用，節省集成商以及客戶的調試時間成本。變頻電源相較于傳統工藝中使用的調壓器，不僅電壓靈活可調，頻率也可依照客戶需求進行設定，因此深得天作電氣公司的信賴。天作公司曹總表示，“借助Danfoss的變頻電源產品，我們能夠提供更靈活的電源形式，滿足不同客戶的使用需求，擴展了我們的產品線。通過本次使用經驗讓也我對Danfoss的產品質量充滿了信心”。而后天作電氣又將Danfoss產品應用于中車唐山機車車輛有限公司交流電機試驗臺、石家莊鐵道大學地鐵模擬試驗臺等后續項目上。

鑒于丹佛斯NXP產品軟件功能的靈活性，多年來為不同的行業提供了多種特殊產品解決方案。以變頻電源應用為例，服務各種電機測試平臺、岸電以及船用電源等不同應用場合。根據客戶工藝進行非標定制，滿足客戶的苛刻需求。



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