一種適用于蓄電池電力工程車的模塊化牽引逆變器設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)仿真研究

苗 壯 楊建宇 柏朝輝

（長(zhǎng)春市軌道交通集團(tuán)有限公司 吉林·長(zhǎng)春 130000）

0 前言

節(jié)能減排是世界發(fā)展的目標(biāo)，也是各國(guó)面臨的難題。我國(guó)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(diǎn)越來(lái)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(dòng)力供電的工程用機(jī)車，可充分發(fā)揮電—電混合動(dòng)力的綜合優(yōu)勢(shì)。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(shí)現(xiàn)電力牽引，同時(shí)向蓄電池充電，儲(chǔ)存電能；在無(wú)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(wú)電時(shí)（故障或檢修），由蓄電池電源實(shí)現(xiàn)電力牽引，并實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)能量的回收，實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用，使電能消耗低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好，實(shí)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(xiàng)指標(biāo)。本文設(shè)計(jì)了一種模塊化牽引逆變器，通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)不僅具有較好的集成性、可靠性，同時(shí)又具備良好的可維護(hù)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(dòng)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(dòng)方式 直-交

再生制動(dòng)功率 300kW

軸重 12.5t

牽引車電制動(dòng)力 80kN

最高速度 80km/h

單軸功率 100kW/75KW

機(jī)車牽引功率 400kW/300KW

總效率 ≥0.90

最高試驗(yàn)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；……