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IN地铁时刻•番外番V02B:东洋VVVF绍介① 北京地铁1号线 SFM04/04A型 列车用电机品

2021-05-10 06:17 作者:BIT0865  | 我要投稿

【内容来源】

[1] 東洋電機製造株式会社. 北京地下鉄1号線車両用電機品 [J]. 東洋電機技報, 2008, (118).

[2] 東洋電機製造株式会社. 有关北京1号线样车用辅助电源装置(SIV)的现车试验结果 [R]. 2007-10-04.

前言

2008年8月,北京市将要举办夏季奥运会,为此北京市开始努力改善交通网络,地铁新线路的开通和既有线路设施的改善成为重要课题。

从1998年到2000年,东洋为1号线(复八线部分)交付了31列 DKZ4 型的 VVVF 系统(RG644-A-M)。2007年开始,1号线开始淘汰剩余的旧车,取而代之的是20列 SFM04 型以及19列 SFM04A 型。

SFM04型G436编成

湘电东洋联合体为这两种列车交付了牵引电动机、主逆变器、辅助电源系统、驾驶室操作台设备、列车信息系统和制动系统,其中牵引电动机、滤波电抗器、制动电阻器以及各种开关盒由湘潭电机股份有限公司生产,VVVF 主逆变器和辅助电源设备由东洋电机和湘潭电机合资成立的湖南湘电东洋电气有限公司代工生产,制动操作单元则由纳博特斯克提供。

交付设备

VVVF主逆变器装置(RG698-A/B-M)

VVVF主逆变器外观
SFM04 型用 RG698-A-M(G448 编成)

VVVF 主逆变器装置、断流器、滤波电抗器、制动系统和主电动机构成了两种列车的主电路系统,每台 VVVF 主逆变器装置驱动两台主电动机,并带有统一控制的两组制动斩波器,即1C2M2群方式。

主逆变器采用不在主电动机上设置速度传感器的无速度传感器矢量控制方式,通过对列车运行速度进行快速估计,实现了空转、滑行时的高速高效扭矩控制。此外,制动斩波电路还可通过再生/电控混合控制来确保电制动器的稳定工作,这一部分根据八通线 SFM01/02 型的实际运用成果,将制动斩波的工作区域扩展到运行线路的高电压区,并对刹车时的电阻温度进行估计,充实了过热保护回路,提高了逆变-制动系统的稳定性。

进入21世纪,从直流斩波控制转换为交流变频控制的需求越来越多,东洋也因此积累了丰富的经验。对于北京地铁的情况,东洋将先前交付给 SFM04 型的 RG698-A-M 在制动整流方面稍加优化后交付给 SFM04A 型,即为 RG698-B-M。B-M 的份量比 A-M 的要略重一些。

SFM04A 型用 RG698-B-M(01 065 编成)

主电动机

(湘潭电机型号:YQ-180-4)

(东洋电机制造型号:TDK-6175-D)

主电动机为每小时额定输出功率 180 kW 的三相异步电动机,和北京10号线 DKZ15 型的 YQ-180-3(TDK-6175-C)一样采用了钢网并用重力式过滤器。同时,在轴承部附近安装温度感知用热敏电阻传感器,当温度高于预先设定的温度时,在驾驶台的监视器显示屏上会显示警告信息。

驱动装置

采用使用了TD接头的平行万向传动系统,通过斜齿轮进行单段减速。齿轮规格为:齿轮比 100/13 = 7.69,模数 6 mm,中心距 362 mm,压力角和扭转角均为 20°。另外,齿轮箱分为上下两部分,采用球墨铸铁(FCD)制造,以减少噪音和振动。

辅助电源装置(RG4046-A-M)

辅助电源及其逆变器装置外观

RG4046-A-M 由一台辅助逆变器和一台整流器组成,并内置高速断路器。由于 SFM04/04A 型提供了诸如空调和CCTV(客室监控系统)之类的服务设备,因此辅助电源单元的容量是东洋有史以来设计的最大值之一。辅助电源的输出为三相 AC 380V 180kVA(含直流),并可将 DC 750V 转换为 DC 110V(16kW)和 DC 24V(1kW)。

RG4046-A-M 的基本电路

每列车安装有两台辅助电源装置,分别位于头尾两节车厢,并且朝向相反。在主逆变器发生故障(极少数)的情况下,辅助电源可根据列车信息系统下达的指令,通过受电和馈电装置向故障单元提供扩展电源。 

RG4046-A-M 的箱体外观及控制面板

列车信息系统

列车信息系统的显示界面

列车信息系统对列车上各种运行设备的状态信息进行监视,以及对空调等服务设备进行控制。两种列车均采用 PROFIBUS 信息传输系统,传输速度为 1.5 MBit/s,同时传输系统被双重化,以提高整个系统的有效性。

头尾两节车厢配有监视传输系统的中控装置、与车上各种设备连接的数字信号及 RS485 传输 IO/IF 单元,以及用于检测传输系统异常的装置(PCH),中间车厢则搭载由 IO/IF 单元构成的监控终端设备,驾驶台还搭载有显示车辆状态等内容的监视显示器和显示控制器。

结语

SFM04 型自2007年起上线,SFM04A 型自2011年起上线,两种列车的配套电机品项目的成功,标志着东洋在北京基本站稳了脚跟,后来还有一笔更大的订单在等着它,这一点便留到后续专栏再提。

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