一種適用于蓄電池電力工程車的模塊化牽引逆變器設計及結構仿真研究

苗 壯 楊建宇 柏朝輝

（長春市軌道交通集團有限公司 吉林·長春 130000）

0 前言

節(jié)能減排是世界發(fā)展的目標，也是各國面臨的難題。我國內(nèi)地城市軌道交通得到了快速發(fā)展，蓄電池電力工程車由于其綠色清潔、低噪聲、節(jié)能環(huán)保的特點越來越受到各地鐵公司的青睞。

蓄電池工程車是一種可由接觸網(wǎng)/軌和車載蓄電池雙動力供電的工程用機車，可充分發(fā)揮電—電混合動力的綜合優(yōu)勢。在有接觸網(wǎng)/軌供電的電氣化區(qū)段，采用接觸網(wǎng)/軌供電實現(xiàn)電力牽引，同時向蓄電池充電，儲存電能；在無供電接觸網(wǎng)/軌的非電氣化區(qū)段或在供電接觸網(wǎng)/軌無電時（故障或檢修），由蓄電池電源實現(xiàn)電力牽引，并實現(xiàn)再生制動能量的回收，實現(xiàn)能量循環(huán)利用，使電能消耗低，技術經(jīng)濟性好，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。

由于蓄電池電力工程車特殊的工況，車輛的牽引逆變器性能的優(yōu)劣直接影響到工程車的各項指標。本文設計了一種模塊化牽引逆變器，通過模塊化設計不僅具有較好的集成性、可靠性，同時又具備良好的可維護性能。

1 工程車總體特性

1.1 工程車主要參數(shù)

軸式Bo-Bo

起動牽引力 100kN

速度范圍 14.4～80km/h（接觸網(wǎng)）

10.8～40km/h（蓄電池）

電傳動方式 直-交

再生制動功率 300kW

軸重 12.5t

牽引車電制動力 80kN

最高速度 80km/h

單軸功率 100kW/75KW

機車牽引功率 400kW/300KW

總效率 ≥0.90

最高試驗速度（新輪） 88km/h

1.2 網(wǎng)壓功率發(fā)揮曲線

接觸網(wǎng)供電：牽引車可以保證網(wǎng)壓在 DC1000V～DC1800V間，按額定功率400kW發(fā)揮。牽引蓄電池供電：牽引車可以在電壓DC750V～DC921V間，按額定功率300kW發(fā)揮。

電壓DC750V～DC652V間，功率線性下降到250kW；……