Силовые системы высокоскоростных электромоторов предъявляют чрезвычайно строгие требования к безопасности, стабильности и точности, отличаясь от обычного промышленного оборудования. Автомобили в сборе оснащены десятками энергопотребляющих устройств, включая тяговые системы, тормозные системы, системы кондиционирования и вентиляции, системы управления сигналами, бортовое освещение и аудиовизуальные системы, отличающиеся большими различиями в уровнях напряжения, условиях эксплуатации и характеристиках нагрузки между различными агрегатами. Во время эксплуатации автомобиля высокоскоростное движение создает непрерывную высокочастотную вибрацию; проникновение в туннель вызывает колебания давления воздуха; частое ускорение-замедление и переключение скоростей приводят к резким перепадам нагрузки; сетевое электроснабжение приводит к незначительным колебаниям напряжения и помехам. Наложенное электромагнитное излучение и помехи от плотно расположенного бортового электрооборудования легко приводят к нарушению электроснабжения.

Без специальной антивибрационной, малошумящей и электромагнитно-экранирующей конструкции промышленные трансформаторы общего назначения и реакторы, используемые на высокоскоростных ЭМУ, будут подвержены чрезмерному шуму, ослаблению катушки, чрезмерным гармоникам, помехам в сигнале и перегреву. Незначительные неисправности ухудшают нормальную работу бортового оборудования и повышают комфорт пассажиров; серьезные неисправности приводят к отказам тяговой системы и ложному срабатыванию сигнальных систем, что непосредственно ставит под угрозу безопасность вождения. Строго соблюдая технические стандарты для бортового оборудования железнодорожного транспорта, наши трансформаторы специального назначения и реакторы для высокоскоростных электроприводов оптимизированы по конструкции, электромагнитным параметрам и процессам защиты для комплексной адаптации к сложным условиям эксплуатации на борту и обеспечения стабильной работы систем электроснабжения транспортных средств.

Применение трансформаторов и реакторов в сценариях высокоскоростных ЭВС

1.1 Быстродействующий трансформатор, специфичный для EMU: прецизионное преобразование напряжения, гальваническая развязка и многоконтурное распределение мощности.

Бортовые энергопотребляющие системы высокоскоростных ЭВС подразделяются на высоковольтные тяговые силовые цепи и низковольтные управляющие и вспомогательные ресурсные цепи с большими перепадами напряжения, требующие чрезвычайно высокой точности и стабильности подачи питания. Трансформаторы специального назначения точно преобразуют высоковольтную мощность со стороны контактной сети в стандартные номинальные напряжения, требуемые системами тяги, тормозными системами, бортовым кондиционированием воздуха, системами освещения, системами обнаружения сигналов и бортовыми системами управления, чтобы обеспечить рациональное распределение мощности по всему транспортному средству. Они обеспечивают мощную гальваническую развязку между цепями большой мощности и слабой мощности, блокируя электромагнитные помехи и колебания напряжения в цепях большой мощности от вмешательства в систему точного управления сигналами и бортовое низковольтное оборудование, предотвращая нарушение сигнала, ошибки в данных и ложный запуск-остановку оборудования. Кроме того, трансформаторы оснащены защитой от перегрузки и короткого замыкания, что позволяет точно ограничить токи замыкания отдельных блоков, предотвратить распространение локальных электрических неисправностей по всей энергосистеме автомобиля, повысить электробезопасность и отказоустойчивость автомобиля и обеспечить бесперебойную стабильную работу различных бортовых устройств во время поездок.

1.2 Входной реактор тяговой системы: подавление скачка тока и очистка гармоник на стороне сети.

Во время движения высокоскоростные электромоторы часто разгоняются, замедляются и курсируют; тяговые преобразователи непрерывно динамически регулируют мощность при частых переключениях нагрузки, генерируя большие пусковые токи наряду с мощными 3-й, 5-й и 7-й гармониками. Они не только повреждают основное энергетическое оборудование, такое как тяговые преобразователи и тяговые двигатели, но и создают помехи в системах электроснабжения контактной сети и других поездах на той же линии. Входные реакторы специального назначения эффективно замедляют скорость нарастания тока, значительно подавляют переходные пусковые токи при переключении нагрузки и защищают силовые модули IGBT инверторов и основных компонентов тяговых двигателей от старения и поломок, вызванных частыми циклами запуска-остановки. Между тем, они эффективно фильтруют гармоники бортовых систем электроснабжения, улучшают качество бортовой электроэнергии, устраняют перегрев оборудования, усиление шума и ускоренный износ компонентов, вызванный гармониками, и обеспечивают устойчивую и эффективную работу систем тягового электроснабжения.

1.3 Выходной реактор тяговой системы: стабилизация напряжения и шумоподавление, защита тяговых двигателей и оптимизация плавности хода.

Высокочастотные импульсные напряжения PWM, выводимые высокоскоростными тяговыми преобразователями EMU, передаются по длинным бортовым кабелям к тяговым двигателям, легко вызывая эффекты отражения напряжения и скачкообразных скачков напряжения, которые многократно воздействуют на изоляцию обмотки двигателя и приводят к старению изоляции, утечке электроэнергии и аномальному шуму двигателя. Выходные реакторы специального назначения эффективно поглощают скачки напряжения dv / dt, сглаживают колебания выходного напряжения инвертора и уменьшают эффекты отражения напряжения, вызванные кабелем, для комплексной защиты обмоток тягового двигателя и значительного продления срока службы двигателя. Они также подавляют бортовые высокочастотные токи утечки и электромагнитный шум и снижают вибрацию при работе двигателя. Это оптимизирует плавность хода во время трогания-остановки поезда и регулирования скорости, снижает дрожание салона и значительно повышает комфорт пассажиров. Кроме того, они предотвращают воздействие высокочастотных электромагнитных помех на бортовое сигнальное и коммуникационное оборудование и гарантируют точную и стабильную передачу сигналов управления.

Основные преимущества высокоскоростных продуктов, предназначенных для ЭВС, по сравнению с промышленными продуктами общего назначения

2.1 Сверхвысокая прочность, антивибрационная и ударопрочная конструкция, адаптированная к условиям высокоскоростного движения

Высокоскоростные ЭМУ выдерживают высокочастотную вибрацию и периодические удары во время движения на высокой скорости, пересечения путей и регулировки скорости. Наши изделия специального назначения имеют интегрированную усиленную конструкцию. Железные сердечники и катушки крепятся как единое целое с помощью специальных высокопрочных приспособлений, оснащенных болтами с защитой от расшатывания, амортизирующими прокладками и методами стопорного крепления с нулевыми зазорами. Они выдерживают длительную высокочастотную вибрацию и динамические удары и устраняют неисправности, включая смещение катушки, истирание изоляции, аномальный шум, перегрев и локальное короткое замыкание, вызванные вибрацией в промышленных изделиях общего назначения, полностью адаптируясь к динамичным условиям эксплуатации на борту.

2.2 Электромагнитная конструкция со сверхнизким уровнем шума, соответствующая требованиям бортового шумоподавления

Бортовое оборудование для железнодорожных перевозок соответствует строгим стандартам шума. Промышленные трансформаторы и реакторы общего назначения имеют грубую электромагнитную конструкцию и производят сильный шум и вибрацию, вызванные магнитострикцией, что усугубляет шум в салоне и ухудшает впечатления от езды. Наши продукты отлажены с помощью точного электромагнитного моделирования. Оптимизированные технологии ламинирования сердечника и схемы расположения катушек значительно снижают магнитострикционный шум и электромагнитную вибрацию. Уровень эксплуатационного шума намного ниже отраслевых пороговых значений и идеально соответствует требованиям к сверхнизкому уровню шума для высокоскоростных отсеков EMU.

2.3 Превосходные характеристики электромагнитной совместимости Предотвращают помехи от сигнала оборудования.

Плотно упакованное бортовое электрическое, сигнальное и коммуникационное оборудование высокоскоростных ЭМУ создает сложную электромагнитную среду. Продукты специального назначения имеют экранированную конструкцию и специальные методы электромагнитного подавления для сдерживания собственного электромагнитного излучения и противодействия внешним электромагнитным помехам. Они не будут нарушать сигналы ATP поезда, передачу данных и бортовые системы управления и будут соответствовать строгим стандартам электромагнитной совместимости для железнодорожных перевозок. Промышленные изделия общего назначения не имеют экранирующей конструкции и легко вызывают помехи в сигнале и искажение данных.

2.4 Конструкция с широким диапазоном температур, устойчивая к атмосферным воздействиям для ограниченных и сложных условий эксплуатации на борту

Отсеки для оборудования в вагонах поездов ограничены по тепловыделению и должны учитывать сезонные колебания температуры в регионах с севера на юг. В нашей продукции используются специальные изоляционные материалы, устойчивые к высоким и низким температурам, а также встроенные вакуумные технологии трехслойной пропитки, обеспечивающие защиту от влаги, пыли и плесени. Они стабильно работают в широком температурном диапазоне от -40 ℃ до + 125 ℃ с не ухудшающимися характеристиками изоляции, превосходя промышленные изделия общего назначения по экологичности.

2.5 Легкая настройка для установки в ограниченном пространстве на борту

Отсеки для оборудования высокоскоростных электропоездов отличаются компактностью и имеют строгие ограничения по весу транспортного средства. Мы поставляем индивидуальные легкие компактные конструкции в соответствии с компоновкой железнодорожного оборудования, оптимизируя объем и вес, гарантируя при этом электрические характеристики. Это сокращает занимаемую площадь оборудования и собственный вес транспортного средства, а также учитывает тенденцию к интеграции и облегчению бортового оборудования для железнодорожных перевозок.

Решенные отраслевые проблемы и прикладные ценности

3.1 Снижение рисков, связанных с низким качеством бортовой электроэнергии и высокими темпами износа основного оборудования

Гармонические помехи, переходные пусковые токи и скачки напряжения являются основными причинами старения и повреждения тяговых преобразователей высокоскоростных железных дорог и тяговых двигателей. Промышленные изделия общего назначения не могут адаптироваться к динамическим условиям работы с переменной частотой на борту или эффективно улучшать качество электроэнергии. Наше комбинированное решение на основе специального продукта устраняет нарушения качества электроэнергии в источнике, стабилизирует параметры электроснабжения всего транспортного средства, значительно снижает частоту отказов основного оборудования тяговой системы, продлевает срок службы бортовых электрических компонентов и снижает частоту капитальных ремонтов и затраты на замену запасных частей для поездов.

3.2 Решение специфичных для отрасли проблем, связанных с чрезмерной вибрацией, шумом и электромагнитными помехами

Когда электротехнические изделия общего назначения используются для эксплуатации на высокоскоростных железных дорогах, они обычно создают чрезмерный эксплуатационный шум, сверхнормативное электромагнитное излучение и аномальный шум, вызванный вибрацией. Это ухудшает впечатления пассажиров и мешает сигналам водителя, создавая угрозу безопасности. Наша индивидуальная конструкция с защитой от вибрации, шумоподавления и экранирования полностью устраняет эти болевые точки и соответствует строгим стандартам качества обслуживания пассажиров и эксплуатационной безопасности железнодорожного транспорта.

3.3 Устранение рисков, связанных с недостаточной устойчивостью вождения, вызванной недостаточным оснащением, и угрозами безопасности

Высокоскоростные железные дороги требуют чрезвычайно высокой надежности оборудования. Любая неисправность электрооборудования может привести к снижению скорости движения поездов, остановке и задержке движения и даже вызвать аварийные ситуации по технике безопасности. Наши трансформаторы и реакторы специального назначения, подтвержденные специальными испытаниями на железнодорожном транспорте, испытаниями на вибрацию, высокотемпературными испытаниями и испытаниями на электромагнитную совместимость, стабильно работают круглосуточно в режиме нон-стоп. Они устраняют аномалии движения, вызванные неожиданными неисправностями электрооборудования, гарантируют безопасную, своевременную и эффективную эксплуатацию поездов и значительно снижают операционные риски для операторов железнодорожного транспорта.

Наша серия специальных трансформаторов и реакторов для высокоскоростных электроприводов, полностью соответствующих техническим требованиям железнодорожной отрасли, подходит для нескольких основных моделей электроприводов. Характеризующиеся высокой стабильностью, малыми потерями, высокой безопасностью и длительным сроком службы, они широко применяются в ключевых проектах внутреннего железнодорожного транспорта и обеспечивают основные гарантии безопасной и стабильной работы высокоскоростных энергосистем EMU.