地铁工程维护车斩波电抗器研制

卢冬华 1985.4.3 男 汉 吉林 南车株洲电机有限公司 助工 学士学位

研究方向：电气工程

摘要：本文章针对对一种应用在地铁工程维护车上斩波电抗器的研制背景、技术指标及其结构特点进行了介绍，为满足总体技术参数及工作环境等要求，该电抗器设计成干式、自冷、铁心式结构，该电抗器具有结构紧凑、质量轻等特点，样机通过型式试验和实际运行考核，验证了斩波电抗器能满足设计要求。

关键词：地铁工程维护车；斩波电抗器；结构强度

中图分类号：TM47文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（a）-0000-00

1 研制背景

随着我国城市轨道交通的迅速发展，越来越多的城市争先进入“地铁时代”，地铁行业的发展前景非常可观。而与此同时也为地铁工程维护车的发展提供了有利条件，工程维护车的应用也非常广泛，对线路进行压道，对地铁隧道、接触网进行检查，牵引地铁车辆进行冷、热滑，将被检修的车辆牵引到指定的检修线上，运送维修设备和进行事故救援，同时也需要定期对线路及接触网进行检查及维护等等。因此，每一条地铁线路都需要配备一定数量的地铁工程维护车及检测车辆。地铁工程维护车和其他城市轨道交通车辆一样，通常也是从直流供电网中（接触网或者第三轨）获得直流电压，经过牵引逆变器和辅助逆变器变换后输出不同的交流电压值，给列车上的设备供电。

斩波电抗器与牵引蓄电池斩波充电模块配合使用，用于降压斩波电路续流，降低电流纹波因数。属于直流滤波电路（LC）的一部分，主要用来限制直流侧滤波单元的电压、电流波动，滤除高次谐波，阻止供电的瞬时突变，保护电气设备。主电路原理图见图1。

图1 主电路原理图

以下重点针对地铁工程维护车斩波电抗器进行介绍。

2 技术参数

额定电压（V） 900（DC）

额定电流（A） 98A（DC）

电感值（mH） 20

绝缘等级 H级

冷却方式 车辆走行风冷却

结构形式 干式、铁心

安装方式 车下吊挂安装

质量（kg） 220

3 结构特点

该电抗器为铁心、干式、自冷、直流电抗器，主要部件为铁心、线圈、电抗器柜、接线盒等。斩波电抗器线圈方形结构，两柱线圈并联，电抗器柜外罩设有通风孔，通过车辆走行风冷却线圈。

根据设计要求，电抗器在纵向、横向与垂向分别能够承受5g、3g与3g的振动冲击。通过强度分析可知：纵向、横向、垂向安全系数能满足设计要求。在大负荷情况下，强度与刚度性能能满足要求。该产品通过了IEC 61373-1999产品冲击和振动试验，满足车辆强度要求。

图2 冲击试验曲线（正向）

该电抗器的结构具备以下特点：

1） 轻量化设计，结构紧凑，质量小；

2） 电抗器柜结构刚性好，应力集中点少；

3） 载荷条件下，结构无明显的位移变形。

4 电抗器电感计算

电感值为电抗器的重要性能参数，铁心电抗器的电感主要有主电感和漏电感两部分组成；

主电感： ； 漏电感： ；

总电感：

根据经验公式计算电抗器总电感L=19.2mH；

有限元仿真计算电抗器电感：L=22.5mH；

通过实际测量电抗器电感值，在经验公式和仿真计算值之间：L=19.8mH，满足技术要求。

5 结论

地铁工程维护车斩波电抗器采用真空压力浸漆型结构，产品具有、质量小、结构紧凑、防水性能好、维护方便等特点。目前，该产品已成功应用在广州地铁、北京地铁、上海地铁等工程维护车上，运行状态良好。

参考文献

[1] 电抗器理论与计算/路长柏 主编-沈阳：沈阳出版社.

[2] 崔立君.特种变压器理论与设计[M].北京：科学技术文献出版社，1995.

[3] EN60310，牵引变压器电抗器试验[S].