高铁牵引变为什么用单相，我国高铁为什么用的是交流牵引电机
2023-10-06 11:04:43 作者：网友推荐 评论：275阅读(9)
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1，我国高铁为什么用的是交流牵引电机
我没看过专门介绍高铁的资料，但是好像直流电机无法有这么好的性能吧。直流有电刷的非常不适合大功率，电刷的老化太快，效率也低。直流无刷的本质还是交流，只不过是方波输入，电流、功率和转矩的高次谐波比较多，电磁环境较差。而且，直流无刷的最广应用还是在电脑风扇上，做高铁恐怕功率也不够。就目前看来，还是交流电机的特性最好，三相正弦波电流叠加的结果是一个不变的常数，没有谐波污染。交流电机中异步机的设计已经很完善，鲁棒性好，控制简单，是交流电机中的绝对主导。同步机的话新型的永磁体电机也很好了，主要应用是高精度数码机床、混合电动车，只不过有一些保护方面的措施还研究的不是特别到位，有过热退磁的现象发生。同步励磁电机的话装置比较多比较烦，一般用于火力、水利发电厂。可以说，这个世界上的较大功率电机（1MW以上），基本都是交流的。发电基本是同步，电动机基本是异步。另外我给你一个数据，这个世界大约70%的电力是电机消耗的，这里面还有70%是异步电机。付费内容限时免费查看回答直流电机无法有这么好的性能吧。直流有电刷的非常不适合大功率，电刷的老化太快，效率也低。直流无刷的本质还是交流，只不过是方波输入，电流、功率和转矩的高次谐波比较多，电磁环境较差。而且，直流无刷的最广应用还是在电脑风扇上，做高铁恐怕功率也不够。就目前看来，还是交流电机的特性最好，三相正弦波电流叠加的结果是一个不变的常数，没有谐波污染。交流电机中异步机的设计已经很完善，鲁棒性好，控制简单，是交流电机中的绝对主导。同步机的话新型的永磁体电机也很好了，主要应用是高精度数码机床、混合电动车，只不过有一些保护方面的措施还研究的不是特别到位，有过热退磁的现象发生。同步励磁电机的话装置比较多比较烦，一般用于火力、水利发电厂。可以说，这个世界上的较大功率电机（1MW以上），基本都是交流的。发电基本是同步，电动机基本是异步。另外我给你一个数据，这个世界大约70%的电力是电机消耗的，这里面还有70%是异步电机。
2，为什么铁路用单相电
首先我们先了解什么是单相电?单相电即单根火线和一根零线构成的电能输送形式，必要时会有第三根线（地线）。能产生幅值相等、频率相等、相位互差120°电势的发电机称为三相发电机；以三相发电机作为电源，称为三相电源；以三相电源供电的电路，称为三相电路。U、V、W称为三相，相与相之间的电压是线电压，电压为380V。相与中心线之间称为相电压，电压是220V。使用单相电为了不降低机车的电机输出功率考虑到接触网及其供电设备的建设成本问题。我国铁路供电一般是采用特殊的变压器供电的，并非简单的单相供电。而我国电气化铁路干线是交流单相25KV供电。
3，高铁用的什么电
用的是交流电。一、高铁的供电模式：国内电气化铁路供电制式为工频单相交流式，牵引网额定电压为27.5kv，与动车组额定电压相符。为保证向动车组提供合格的电压，同时减少电气化铁路对邻近通信线路的干扰影响，高速铁路牵引网一般采用带负馈线的直接供电方式和AT供电方式。国内的既有线包括既有线改造后提速至200km/h的线路大量采用的均是带负馈线的直接供电方式，新建的250km/h及其以上的高速铁路普遍采用AT供电方式，供电臂长度一般为30--40km，设2--3个AT区段。二、高铁变电系统：通过变压器将地方110kv或220kv三相高压电变为1个或2个单相27.5kv工频变流电，并向铁路上下行 牵引网供电，主要有牵引变压器、牵引变电所、AT所、分区所、开闭所等设备支撑。三、变频系统：动车组通过受电弓接受来自接触网的27.5kv高压交流电，输送给牵引变压器降压，降压后的交流电再输入牵引变流器，从而完成单相交流--直流--三相交流的变化（也就是俗说的交直交变化），以保证动车组的运行。动车组一般有2-3个相对独立的牵引传动系统，正常情况下同时工作；当一个牵引系统故障时可以自动切断，列车可以继续降功率运行。四、电力分配：电力从地方引入两路10kv电源通过车站综合所、电力箱变供沿线车站各类设备、以及通信信号设备用电，包括现在使用的道岔融雪装置设备。
4，火车上面接触的电线为什么只有一根工作原理是什么
高铁供电系统釆用单相2.7万伏是出于供电系统可靠性，经济性要求来考虑的。一根线一根横向受电弓，这样导线的横向架设时的横摆尺寸精度要求比较低，显然比三相四线制供电的跟踪精度（横向）要求要低得多！其次是电网简单，高铁电负荷并不是很大，利用大地做回路使供电造价进一步降低。采用交流供电时信令系统简单可靠，便于线路状态的分区间管理，比如利用线路对地电容值的变化来管理线路对地垂直距离变化量，对线路故障发现处理在蒙牙期间，确保供电网络的正常稳定运行，发现问题及时处理。在车上为什么要采用交流到直流的转换呢？1 交流转换成直流后，可以利用车载储能系统（电池组，电容柜等）对供电电压进行滤波，稳压。以保证列车运行中对电源稳定性要求，克服因电网转换，受电弓接触跳动等短时间供电间断造成的电压波动。同时也保护了受电弓接触瞬间电流不会因为接触不良而出很大的峰值，延长设备使用寿命。2 功率因数补偿，在交变直的过程中釆用PFC（功率因素校正） 技术，降低供电系统无功功率损耗，提高供电效率。3 EMC（电磁兼容）设计要求。交流电转换为直流电的过程中，通过电路抑制（共摸，差横，高频旁路等），将电网导入干扰比较好的消除。车载供电系统为什么要将直流电源再次逆変成三相交流电？这是因为列车供电需要而提出的。比如：驱动电机，车载用电系统，如：灯，空调等应用比较多的电压等级。三相交流电路通过变压器就很容易满足不同的电压要求。高铁供电系统釆用单相2.7万伏是出于供电系统可靠性，经济性要求来考虑的。一根线一根横向受电弓，这样导线的横向架设时的横摆尺寸精度要求比较低，显然比三相四线制供电的跟踪精度（横向）要求要低得多！其次是电网简单，高铁电负荷并不是很大，利用大地做回路使供电造价进一步降低。采用交流供电时信令系统简单可靠，便于线路状态的分区间管理，比如利用线路对地电容值的变化来管理线路对地垂直距离变化量，对线路故障发现处理在蒙牙期间，确保供电网络的正常稳定运行，发现问题及时处理。在车上为什么要采用交流到直流的转换呢？1 交流转换成直流后，可以利用车载储能系统（电池组，电容柜等）对供电电压进行滤波，稳压。以保证列车运行中对电源稳定性要求，克服因电网转换，受电弓接触跳动等短时间供电间断造成的电压波动。同时也保护了受电弓接触瞬间电流不会因为接触不良而出很大的峰值，延长设备使用寿命。2 功率因数补偿，在交变直的过程中釆用PFC（功率因素校正） 技术，降低供电系统无功功率损耗，提高供电效率。3 EMC（电磁兼容）设计要求。交流电转换为直流电的过程中，通过电路抑制（共摸，差横，高频旁路等），将电网导入干扰比较好的消除。车载供电系统为什么要将直流电源再次逆変成三相交流电？这是因为列车供电需要而提出的。比如：驱动电机，车载用电系统，如：灯，空调等应用比较多的电压等级。三相交流电路通过变压器就很容易满足不同的电压要求。髙铁，原本就是两根线，一根热端高铁供电系统釆用单相2.7万伏是出于供电系统可靠性，经济性要求来考虑的。一根线一根横向受电弓，这样导线的横向架设时的横摆尺寸精度要求比较低，显然比三相四线制供电的跟踪精度（横向）要求要低得多！其次是电网简单，高铁电负荷并不是很大，利用大地做回路使供电造价进一步降低。采用交流供电时信令系统简单可靠，便于线路状态的分区间管理，比如利用线路对地电容值的变化来管理线路对地垂直距离变化量，对线路故障发现处理在蒙牙期间，确保供电网络的正常稳定运行，发现问题及时处理。在车上为什么要采用交流到直流的转换呢？1 交流转换成直流后，可以利用车载储能系统（电池组，电容柜等）对供电电压进行滤波，稳压。以保证列车运行中对电源稳定性要求，克服因电网转换，受电弓接触跳动等短时间供电间断造成的电压波动。同时也保护了受电弓接触瞬间电流不会因为接触不良而出很大的峰值，延长设备使用寿命。2 功率因数补偿，在交变直的过程中釆用PFC（功率因素校正） 技术，降低供电系统无功功率损耗，提高供电效率。3 EMC（电磁兼容）设计要求。交流电转换为直流电的过程中，通过电路抑制（共摸，差横，高频旁路等），将电网导入干扰比较好的消除。车载供电系统为什么要将直流电源再次逆変成三相交流电？这是因为列车供电需要而提出的。比如：驱动电机，车载用电系统，如：灯，空调等应用比较多的电压等级。三相交流电路通过变压器就很容易满足不同的电压要求。髙铁，原本就是两根线，一根热端火车受电弓是火线，轨道是零线回路，每一个车厢都有独立的动力辅助，不单纯是火车头牵引，控制器采用变频的方式供电，通过改变频率的方式控制电动机转速。由于受电弓接触电线存在火花，0.几秒的断电是有的，所以，控制器上安装有电容器装置，电容有充放电功能，等同于在楼顶装上一个水箱，目的是稳定电流。配上大型并联的晶闸开关晶体管，通过电源管理CPU芯片对控制器进行伺服供电，提供舒适的运动状态，值得欢喜的是，这个管理CPU还是是我国自行研发的啊！当然，这里所说的只描述了其中一些功能，其实，它就像一台汽车电脑类似。高铁仍采用2万七千五百伏特高压供电，基于线路小且长，为了将损耗降到最低，保护线路，高压低电流输电是最完美的策略。高铁供电变压器与民用电力变压器是不同的，与电焊机类似却正好相反，电焊机采用低电压大电流，这是摸焊钳却电不到人的原因。高铁受电弓是高压低电流。
5，火车用的是直流25000V电吗为什么有人说它是单相交流电
电气化火车是25000V单相交流供电的（其实从电气化变电站的变压器输出额定电压是27500V)。他从机车上面的供电馈线(接触网）取到交流电，铁轨是他的地线。电气化火车上的用电主要有两种：1、一种是供动力的，一般电压比较高，这是用电量的大头。特别是现在的动车组上。他通过整流有：交-直系统（直流电机好调速）。现在多数是交-直-交系统（调速用变频技术）。2、另一种是供照明、空调，通风系统用电。他在机车里自成一个系统（不是电气化火车还不是要照明的嘛）。铁轨就是最好的接地，不会“电”着人的。放心吧！这是机供车的供电方式，像25G，25K一类的车底是KD供电的，KD的发电机本身发的就是3相工频交流电，十分稳定，自然空调不用逆变器，可机供车是靠机车供电的，电源来自25KV接触网，机车主变压器上有额外的供电绕组为车底提供电源，本身接触网提供的就是单相交流电，提供到车底自然也是单相，因为接触网供电品质不好，所以车底供电要经过整流，滤波，用直流供电能稍微稳定一点。（机车牵引电机也是先将接触网25KV降压成1kV左右，整流成直流，再逆变成三相交流）机车供电容量是DC600V，2X400KW，如果机车逆变输出交流，800KW的逆变器不仅体积，成本要求很高，关键是一旦出现故障，整列车将失去供电，所以电源都是分散逆变的。这是机供车的供电方式，像25G，25K一类的车底是KD供电的，KD的发电机本身发的就是3相工频交流电，十分稳定，自然空调不用逆变器，可机供车是靠机车供电的，电源来自25KV接触网，机车主变压器上有额外的供电绕组为车底提供电源，本身接触网提供的就是单相交流电，提供到车底自然也是单相，因为接触网供电品质不好，所以车底供电要经过整流，滤波，用直流供电能稍微稳定一点。（机车牵引电机也是先将接触网25KV降压成1kV左右，整流成直流，再逆变成三相交流）机车供电容量是DC600V，2X400KW，如果机车逆变输出交流，800KW的逆变器不仅体积，成本要求很高，关键是一旦出现故障，整列车将失去供电，所以电源都是分散逆变的。这是25T客车车底逆变器的参数TGF23型（株洲）25T客车逆变器主要技术参数？ 输入电压 ： 额定 DC 600V最高 DC 660V 最低 DC 500V 纹波脉动系数 15％(2)、 逆变器额定容量 2x35 kVA其中变压器额定输出容量 12 kVA（TGF23、TGF23A/B/C）其中变压器额定输出容量 15 kVA（TGF23D）(3)、 逆变器额定输出特性 基波有效值 3 AC ?380V 谐波含量 10%波动范围 ? 5％频率 50?1 Hz尖峰电压 ?1000V电压上升斜率 du/dt?500V/?s(4)、 控制电压额定值 DC 110V最低值 DC 77V 最高值 DC 137.5V纹波 峰峰值?10V(5)、 外形尺寸（长X宽X高） 2100X940X710(6)、 重量 650kg（TGF23、TGF23A/B/C）、680 kg（TGF23D）(7)、 冷却方式 自冷(8)、 效率 90?(9)、 保护 系统具有贯穿短路、过压、欠压、过流、散热器过热保护。
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