丹佛斯变频器满足动车组多种牵引电机的测试电源需求案例

自从2007年4月18日我国首趟时速200公里动车组列车在上海站始发，中华大地上迎来动车时代。十余年间，中国高铁动车从无到有，高铁以超乎想象的速度呼啸飞驰，改变着中国，震撼着世界。时至今日，其发展速度远高于汽车与传统火车，已然成为人们出行的极佳选择。无数大中小城市因高铁动车而串联，人、钱、物在城市间、地区间的流向更加便捷和高效，高铁网络正以前所未有的速度改变着中国城市的格局。

然而高铁动车组在发展过程中不仅仅是其运行的过程，它的售后服务与日常检修服务也是其发展的重要内容。动车组就是由动车和拖车组成或全部由若干动车固定连挂在一起组成的车组，主要用于高速铁路旅客运输。目前动车组多数都采用电力驱动，由外部接触网供电。在动车组中具有动力（有牵引电机）的车称为动车，没有动力的车称为拖车。牵引电机是直接带动车轮旋转的电机，目前多采用三相交流电机。

永济电机天作电气有限责任公司为中车永济电机有限公司的成员企业，对于铁路各类电机电器、机车车辆试验设备具有十分丰富的设计与工程经验。针对动车组牵引电机的特殊测试工况，以丹佛斯变频器为电源核心，针对性的提供了整套变频测试电源，满足了北京动车段对于多种牵引电机的测试使用需求。

变频测试电源的最终用户为中国铁路北京局集团有限公司北京动车段，位于北京市西南大兴区，是中国铁路最早建成的四大动车检修基地之一，主要覆盖范围包括华北及东北地区。负责高铁动车组检修，目前具备动车组一级、二级、三级、四级检修能力。牵引电机作为动车的直接动力来源，也是检修对象之一。由于牵引电机不同于常见电机，对于测试电源有着专业的要求，因此无法直接在工频电网供电下完成测试。

以丹佛斯变频器为核心的中低压变频电源

这个项目是Danfoss公司首次同天作电气的合作项目；项目中采用了以丹佛斯公司VACON® NX系列变频器为电源核心的测试电源解决方案。单元+逆变单元+制动单元）、正弦滤波器、升压变压器、制动电阻以及输出电压切换开关构成。可以提供最高至2250V的正弦电压输出。天作电气成柜。另外包含测试操作台，以及为了满足测试工艺而选用的各种传感器，功率分析仪器等。

为被测牵引电机提供电源时，NXP变频器首先将频率与电压恒定的工频电网电源转换为频率和电压分别独立可调的PWM波电压进行输出；PWM波电压经过正弦滤波器滤波处理后转换为正弦波；可再由升压变压器进行必要的升压处理，最终输出被测牵引电机所需的特定频率/电压的电源波形。需要受控的速度突降时，制动单元与制动电阻共同工作，将电机发电馈回到变频器直流链路的再生能量以能耗制动的方式消耗掉，保护维持系统的正常运行。在不同测试工艺过程中，集成在操作台上的自动化系统将对采集到的信号进行处理，并把最终结果呈现给用户。

变频电源工作时的输出频率与输出电压的调整均由操作台发出指令，通过上位机与变频器间的Profibus DP总线传递该指令给变频器，变频器依此执行。

丹佛斯变频器适用于变频电源系统的特点与优势

与传统变频器相比，变频电源输出的频率与电压之间没有特定的函数关系，两者需要完全解耦。NXP系列变频器通过特殊应用宏的概念，可提供既基于标准变频器硬件且又具有频率与电压分离的软件功能的产品。配合丹佛斯标配或非标正弦滤波器，输出完美的符合预期的正弦电压波形。

支持电压闭环控制功能，有效补偿变频器输出端子到电机输入端子间的累计压降，保证输出到电机端电压的恒定。可以选用丹佛斯提供的OPT-D7选件卡作为电压测量反馈器件，也支持第三方电压传感器（0-10v/4-20mA均可）。

NXP系列产品投入市场多年，在众多的应用行业里久经考验，质量稳定可靠。为配合各种特殊应用宏使用，硬件性能出众，以便满足不同应用行业对于硬件参数的要求。支持风冷和液冷的散热方式。可以提供低压大功率产品，标准产品最高功率可超5MW。

通过丹佛斯特有的DriveSynch技术可以轻易实现交流电源的并联，为电源系统的扩容，冗余提供了技术保证；为大功率电源一拆为多的灵活使用提供了可能性。

预装电源应用宏软件的NX产品支持叠频波形的输出。适用于有叠频测试需求的变频电源系统。

通过软件方式轻松实现变频电源和变频器功能的切换，可以完美应用在对拖试验系统。既可实现变频电源功能为被测目标提供所需电源，亦可作为变频器拖动电机模拟负载加载。硬件上可提供共直流母线产品，包含（有源前端）整流单元、逆变单元、制动单元，便于各类对拖测试系统拓扑的搭建。

深耕变频器产品，服务不同领域客户

本案例的成功实施，也意味着丹佛斯传动为我国高铁动车事业再次提供助力。所用产品基于标准变频器硬件平台，对熟悉变频器产品的工程师友好度高，便于调试使用，节省集成商以及客户的调试时间成本。变频电源相较于传统工艺中使用的调压器，不仅电压灵活可调，频率也可依照客户需求进行设定，因此深得天作电气公司的信赖。天作公司曹总表示，“借助Danfoss的变频电源产品，我们能够提供更灵活的电源形式，满足不同客户的使用需求，扩展了我们的产品线。通过本次使用经验让也我对Danfoss的产品质量充满了信心”。而后天作电气又将Danfoss产品应用于中车唐山机车车辆有限公司交流电机试验台、石家庄铁道大学地铁模拟试验台等后续项目上。

鉴于丹佛斯NXP产品软件功能的灵活性，多年来为不同的行业提供了多种特殊产品解决方案。以变频电源应用为例，服务各种电机测试平台、岸电以及船用电源等不同应用场合。根据客户工艺进行非标定制，满足客户的苛刻需求。

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