3流器的電力電容器

在快車道上

TDK現(xiàn)可供應(yīng)愛(ài)普科斯專為Velaro高速列車打造的吸收電路電容器，Velaro系列由西門(mén)子為中國(guó)國(guó)有鐵路設(shè)計(jì)。相關(guān)電容器將用于牽引變流器諧振電路。

目前，中國(guó)正按計(jì)劃逐步擴(kuò)建鐵路網(wǎng)。西門(mén)子Velaro CN——截至目前速度最快的客運(yùn)列車，由國(guó)有鐵路中鐵(CR)運(yùn)營(yíng)，在2008年奧運(yùn)會(huì)前投入使用。在中國(guó)，這一基于德國(guó)ICE3制造的第四系列高速列車稱作CRH3。TDK已為1000多個(gè)牽引變流器供應(yīng)諧振電路電容器。

2005年，中鐵向西門(mén)子下單，訂購(gòu)六十多列Velaro CN系列高速列車，要求車體比ICE3寬，每排座椅可坐6名乘客?？傮w而言，Velaro CN要在總長(zhǎng)200米的8節(jié)車廂內(nèi)提供超過(guò)600個(gè)座位。每列列車重達(dá)447噸，設(shè)計(jì)運(yùn)行速度達(dá)300公里/小時(shí)，并在改造后可達(dá)350公里/小時(shí)。五列列車在2008奧運(yùn)會(huì)前已投入使用(參見(jiàn)圖1)。

圖1：Velaro的多單元理念原理

如今，60列列車已全部投入使用，在首都北京和南部港口城市天津之間來(lái)回穿梭，全程115千米，單程僅需30分鐘。除去最初的三列列車，天津唐山機(jī)車車輛廠(TLRW)現(xiàn)正打造中國(guó)版Velaro CN。

憑借新驅(qū)動(dòng)理念增加15%以上的坐席

Velaro CN驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并非位于列車前端或后端的動(dòng)力車，而是分散在列車各輪上(參見(jiàn)圖1)。32車軸中有16個(gè)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng);每列列車的4個(gè)牽引變流器配備四臺(tái)電機(jī)，這種驅(qū)動(dòng)理念使鐵路運(yùn)營(yíng)商可增加將近15%的座位空間。作為一項(xiàng)特殊賣點(diǎn)，乘客有機(jī)會(huì)在乘車時(shí)前后方的鐵軌，不過(guò)，列車底部卻裝滿了設(shè)備：除牽引變流器和驅(qū)動(dòng)器外，車底還必須為變壓器、空調(diào)設(shè)備、壓縮空氣產(chǎn)生器、馬桶水缸以及許多其它設(shè)備騰出空間。所以，為牽引變流器剩下的空間相對(duì)非常小。

電氣列車需使用諧振電路

不同于工業(yè)用三相驅(qū)動(dòng)器，機(jī)車和列車組用牽引電機(jī)的運(yùn)行需要單相交流電壓。Velaro CN的架空牽引線路電壓(25 kV，50 Hz)首先經(jīng)過(guò)降壓并整流，最后借助直流鏈路電容器實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)。

不過(guò)，由于使用單相供電，上述直流鏈路電壓還會(huì)承受相當(dāng)大的、兩倍于電源頻率的紋波電壓。額外濾波和干擾抑制借助諧振電路進(jìn)行，即包含電容器和扼流圈的串聯(lián)振蕩電路，調(diào)諧到雙倍電源頻率。

Velaro CN諧振電路由兩個(gè)并聯(lián)的固定電容器以及一個(gè)四合一調(diào)諧電容器組成。該設(shè)計(jì)還允許諧振電路頻率在由扼流圈電感值不一致或或電容老化損耗后得以正確調(diào)整。

定制解決方案

根據(jù)西門(mén)子的規(guī)格研發(fā)出基本設(shè)計(jì)后，便運(yùn)用仿真模型就溫度曲線、電流和頻率響應(yīng)以及高速列車預(yù)計(jì)運(yùn)行周期對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。作為諧振電路解決方案，最終建議使用愛(ài)普科斯MKK DCI電力電容器，即為直流電壓運(yùn)行所設(shè)計(jì)的油浸電容(參見(jiàn)圖2)。該系列電容器還滿足了對(duì)有限載荷和防火的高要求。

圖2：諧振電路電容器

MKK DCI電力電容器為油浸式，專為直流電壓運(yùn)行設(shè)計(jì)，還能滿足有限載荷和防火的高要求。