一、概述

二、發(fā)展

　　城市軌道交通車輛的牽引電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期以來(lái)都普遍采用直流旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。其傳動(dòng)方式有變阻控制和斬波調(diào)壓控制。變阻控制在老式城市軌道車輛上普通使用，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于車頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)，使20%的電能消耗在電阻上，這種方式大多已被淘汰。
　　隨著電力電子器件的迅速發(fā)展，從不控型整流管到半控型晶閘管（SCR）、80年代中后期以來(lái)的門極可關(guān)斷全控型晶閘管（GTO）、巨型晶體管GTR到絕緣門極雙極型晶體管IGBT等的研制成功，從而便研制、開(kāi)發(fā)出了功率等級(jí)不同的將驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、自我檢測(cè)及功率輸出集于一體的變頻調(diào)速產(chǎn)品。交流變頻調(diào)速裝置一出現(xiàn)就以其優(yōu)秀的調(diào)速性能及明顯的節(jié)電效果迅猛發(fā)展，并逐步取代的過(guò)去的滑差調(diào)速、整流子電機(jī)調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、中頻發(fā)電機(jī)組及直流調(diào)速裝置。因而，世界上各國(guó)都非常重視其發(fā)展。
　　在80年代后期，發(fā)展起來(lái)的使用VVVF變頻控制最新技術(shù)的城市軌道車輛已進(jìn)入實(shí)用階段。VVVF傳動(dòng)系統(tǒng)是將直流750V或1500V通過(guò)GTO逆變器和微機(jī)獲得一個(gè)頻率和電壓可控制的三相交流電源，使交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以平滑調(diào)節(jié)。由于采用了微機(jī)控制，可使系統(tǒng)更可靠，還可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)和故障珍斷，為車輛安全的運(yùn)行、維修及保養(yǎng)提供了極大方便。
　　由于GTO關(guān)斷增益低、關(guān)斷損耗大、且存在二次擊穿危險(xiǎn)等缺點(diǎn)，因此使GTO的應(yīng)用前景正引起爭(zhēng)議。近年來(lái)兼有GTR和MOS-FET兩者優(yōu)點(diǎn)的IGBT發(fā)展很快，目前已進(jìn)入第四代產(chǎn)品，耐壓也已提高到3300～4500V,電流可達(dá)到1000A以上。IGBT器件與可關(guān)斷晶閘管GTO相比有較多優(yōu)點(diǎn)，IGBT為電壓驅(qū)動(dòng)、開(kāi)關(guān)頻率高及抗干擾與貫穿短路保護(hù)能力強(qiáng)，因而損耗小，性能好及工作可靠，此外大功率IGBT模塊本身絕緣，外殼不帶電，冷卻方便，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。雖然目前IGBT耐壓不如GTO高，但可采用新型的三點(diǎn)式電壓型逆變器，其電壓不僅可用耐壓等級(jí)低一半的器件，而用還有效地減少諧波電流，抑制了電磁噪聲，IGBT的開(kāi)關(guān)時(shí)間只有GTO的1/6，開(kāi)關(guān)頻率可提高到以往約3倍的1500HZ，使三點(diǎn)式IGBT逆變器噪聲降低15DB，IGBT的門極控制功率不到GTO的1/1000，電流、電壓的安全工作區(qū)寬，所需的吸收用電容器小，因而比GTO變頻器體積和重量降低40%左右。
　　目前由高壓大電流的GTO和IGBT模塊構(gòu)成的變壓變頻裝置和微機(jī)技術(shù)在車輛上的應(yīng)用已取得了很大進(jìn)展。
　　由于交流變頻傳動(dòng)比直流傳動(dòng)有著粘著利用高，幾乎無(wú)需維護(hù)，運(yùn)行可靠及節(jié)約能源等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而除干線鐵路外，對(duì)城市軌道交通用地鐵與輕軌列車發(fā)展交流變頻調(diào)速傳動(dòng)是當(dāng)前必然的趨勢(shì)。

三、變頻器電量測(cè)量

　　變頻器輸出為PWM波，含有較多的高次諧波。變頻功率傳感器通過(guò)對(duì)輸入的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行交流采樣，再將采樣值通過(guò)電纜、光纖等傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入變頻功率分析儀，數(shù)字量輸入變頻功率分析儀對(duì)電壓、電流的采樣值進(jìn)行運(yùn)算，可以獲取電壓有效值、電流有效值、基波電壓、基波電流、諧波電壓、諧波電流、有功功率、基波功率、諧波功率等參數(shù)。

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