非晶合金变压器的隔离

为了人身安全，低压系统和控制电源必须与高压电网电压系统的直流1500伏电势隔离。* * * *和* *实用的隔离方法是用非晶合金变压器进行隔离。从以上方案可以看出，有两种方式：50 Hz非晶合金变压器隔离和高频非晶合金变压器隔离。根据非晶合金变压器的基本原理，50 Hz非晶合金变压器体积和重量较大，而高频非晶合金变压器体积和重量呈指数级减小。但后者必须采用性能良好的高频内核。目前大多采用进口铁氧体磁芯或基于微晶合金的磁芯。

对于DC110 V控制电源，容量不大，所以国内外都采用了DC-DC转换和高频非晶合金变压器隔离，这也是一项比较成熟的技术。

第一节辅助逆变器的工作原理

一、辅助逆变器的原理

辅助逆变电源的基本原理框图如图2-1所示。

图2-1辅助逆变电源基本原理框图

辅助逆变电源主要由输入滤波模块、逆变模块和输出整流滤波模块三部分组成。

1.输入滤波器模块

(1)输入过滤模块的主要功能

平滑后的输入电压被提供给后续元件。

l在不切断整个逆变器电源的情况下，抑制线路电压的大尖峰。

l当线路电压有特别大且持续的峰值时，切断逆变器电源。

l为逆变器供电，以抵抗来自线路的低频干扰电流。

l限制逆变电源的启动电流。

l防止逆变器电源极性反转。

(2)保护功能

l动态电压限制保护。动态电压限制保护功率半导体元件和其他电子元件免受高电压尖峰的影响。主滤波器由扼流圈和电容组成。如果在输入端施加尖峰，电压的上升将受到扼流线圈和电容器的限制。瞬时能量储存在电容器中。如果电容器的电压高于扼流圈前的电压，特殊保护电路就会动作，触发晶闸管。瞬时能量通过阻力消耗。

l短路保护。如果输入峰值超过逆变器保护值(例如，1号线的逆变器保护值为3200伏直流)，将激活一个独立的保护电路。晶闸管会熔断输入电源，断开逆变器电源。而流经该晶闸管的电流仍然受到输入滤波扼流圈的限制。

2.逆变器模块

目前，城市轨道车辆逆变电源普遍采用采用三相逆变电路的脉宽调制逆变器。

逆变器模块通常由微处理器控制的控制模块控制、监控和调节：

控制模块从逆变器电路的元件获得电流值。这些测量值是相对于参考值的。这种控制模式确保逆变器电路即使在工作阈值改变的情况下也能正常工作。

l如果出现故障，控制模块会实时反映并激活应急功能，如关闭逆变电路，防止进一步损坏。变量值的所有测量值都反馈给监控电路。如果可变测量值超过允许范围，重启信号将立即关闭脉冲发生器。同时，逆变器模块会在被破坏前停止。一旦所有变量回到允许范围，变频器将自动再次启动。此时，控制模块也将重新启动(软启动)，以便输出电压在几毫秒后达到正常水平。 #p#分页标题#e#

l控制模块还具有测量输出电压和调节调制的功能，以保证输出电压的幅度基本不变，与DC连接电压的任何波动或输出负载的变化无关。

3.输出整流滤波模块

输出整流滤波模块主要由三相非晶合金变压器和滤波器组成。

三相非晶合金变压器将逆变器的输出电压转换为辅助系统的额定电压。同时具有隔离高压系统和辅助系统的功能。

过滤器

广州地铁1号线车辆辅助系统采用分散供电方式。共分组6辆车，每辆车有一台DC/交流逆变器，所有逆变器大小、额定值、容量相同，采用交叉供电方式，这样每辆车都不会因为自己的辅助逆变器故障而被切断电源。

接触网的1500伏DC直接输入辅助逆变器，车体上有一条1500伏的列车线专用于辅助系统，通过二极管与外部电路隔离。每个逆变器都有一组380伏三相和50赫兹输出。辅助逆变器直接或间接驱动以下交流负载：空气压缩机、空调压缩机、冷凝器风扇、蒸发器、设备通风机、汽车插座(220伏交流电)、挡风玻璃除霜器等。

系统框图如图2-2所示。

图2-2广州1号列车辅助逆变器系统框图

2.集中式供电模式的辅助逆变器

目前，广州地铁2号线和8号线的辅助系统采用集中供电。

(1)广州地铁2号线、8号线车辆辅助逆变器。广州地铁2号线列车辅助逆变器从接触网接收电力作为辅助电源，输出带中性点的三相交流电(380/220 V 50 Hz)。其输出特性为正弦电压(总谐波失真较小)，主要为列车内的风机电机、空压机、空调等所有交流负载供电。其输入和输出由非晶合金变压器隔开。2号

线列车辅助逆变器与牵引逆变器一起集成在PA箱（Propulsion and Auxiliary converter box）中，为6 辆编组列车中的一半列车供电。整列车安装了两个辅助逆变器以保证列车运行时有足够的冗余。
其系统方框图如图