Kondenzátory stejnosměrného meziobvodu hrají klíčovou roli v řízení energie a výkonu elektrických vlaků. Obvykle se používají v systémech přeměny výkonu vlaků, zejména v obvodech měničů a měničů. Tyto kondenzátory zajišťují funkce, jako je ukládání energie, stabilizace napětí a vyrovnávání kolísání energie.
- Skladování energie: Kondenzátory stejnosměrného meziobvodu poskytují krátkodobé ukládání energie a mohou rychle reagovat na náhlé změny zátěže. To je důležité pro udržení energetické bilance při zrychlování a zpomalování vlaků.
- Stabilizace napětí: Kondenzátory udržují stabilní stejnosměrné napětí v invertorových obvodech, čímž zlepšují stabilitu střídavého výstupního tvaru vlny, což vede k efektivnějšímu provozu motoru.
- Snížení rázových proudů: Kondenzátory tlumí náhlé změny proudu v elektromotorech, prodlužují životnost motoru a snižují energetické ztráty.
- Harmonická filtrace: Pomáhají odfiltrovat harmonické generované během procesů přeměny energie, čímž zvyšují účinnost a spolehlivost systému.
Význam stejnosměrných kondenzátorů ve vlakových systémech je založen na několika důvodech, jako je zvýšení energetické účinnosti, zlepšení řízení motoru a zajištění spolehlivosti systému:
Funkce | Popis |
Energetická účinnost | Kondenzátory zvyšují energetickou účinnost díky svým schopnostem akumulace energie a vyvažování. |
Stabilizace napětí | Kondenzátory stejnosměrného meziobvodu poskytují stabilní stejnosměrné napětí a minimalizují kolísání napětí v procesech přeměny energie. |
Výkon motoru | Umožňují motorům rychleji a efektivněji reagovat na okamžité změny zatížení prostřednictvím akumulace energie a vyvažování. |
Spolehlivost systému | Kondenzátory filtrují elektrický šum a harmonické, díky čemuž jsou elektrické systémy vlaků spolehlivější. |
Optimalizace hmotnosti a velikosti | Moderní kondenzátory stejnosměrného meziobvodu nabízejí malé rozměry a nízkou hmotnost, což šetří místo a hmotnost v konstrukcích vlaků. |
Typické použití stejnosměrných kondenzátorů ve vlacích lze ilustrovat jednoduchou strukturou obvodu:
1. Systém převodu výkonové elektroniky ve vlacích:
- Energie odebraná ze zdroje energie (např. AC vedení) je přeměněna na stejnosměrný usměrňovač.
- Stejnosměrné napětí je vyváženo a energie je ukládána kondenzátorem stejnosměrného meziobvodu.
- Obvod měniče pak převádí toto stejnosměrné napětí zpět na střídavé a napájí motory.
2. Schéma zapojení DC Link kondenzátor :
- Kondenzátor umístěný za usměrňovačem stabilizuje stejnosměrné síťové napětí.
- Poskytuje harmonické filtrování na vstupu invertorového obvodu a snižuje kolísání proudu.
Kritéria výběru a návrhu pro kondenzátory stejnosměrného meziobvodu ve vlakových aplikacích jsou následující:
Kritéria | Popis |
Hodnota kapacity (μF) | Kapacita akumulace energie by měla být určena na základě zatížení motoru a požadavků na přeměnu výkonu. |
Jmenovité napětí (V) | Jmenovité napětí kondenzátorů stejnosměrného meziobvodu by mělo být nad maximálními požadavky na napětí systému. |
Teplotní odolnost | Měly by být vybrány kondenzátory, které vydrží vysoké teplotní změny v prostředí vlaku. |
Fyzická velikost a hmotnost | Velikost a hmotnost kondenzátorů by měla odpovídat prostorovým a hmotnostním omezením v konstrukci vlaku. |
Spolehlivost a životnost | Měly by být preferovány kondenzátory s vysokou spolehlivostí a dlouhou životností; tím se snižují náklady na údržbu. |
Kondenzátory stejnosměrného meziobvodu ve vlacích jsou kritickými součástmi z hlediska energetické účinnosti, výkonu motoru, spolehlivost systému a harmonické filtrování. Věnováním pozornosti správnému výběru a kritériím návrhu lze v systémech převodu výkonu vlaků dosáhnout maximálního výkonu.