近年來，隨著經(jīng)濟迅速發(fā)展，我國城市現(xiàn)代化軌道交通進入一個高速發(fā)展時期，全國許多大中城市爭相發(fā)展城市軌道交通以緩解日益嚴重的交通擁堵問題。在城市軌道交通車輛電力牽引系統(tǒng)中，交流傳動技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，早已取代傳統(tǒng)的直流傳動技術(shù)成為當今的發(fā)展趨勢。
檢測與保護電路是交流傳動控制系統(tǒng)重要組成部分，為了滿足控制過程的需要并保證系統(tǒng)的安全可靠，檢測和保護電路的設(shè)計顯得尤為重要。本文主要是針對交流傳動控制系統(tǒng)的需要，給出交流傳動主電路的檢測與保護電路設(shè)計方法。這個設(shè)計主要選取了適當?shù)膫鞲衅鲗ο嚓P(guān)信號進行檢測，通過軟、硬件結(jié)合的方法，在危險情況下采取保護措施，從而保證傳動控制系統(tǒng)的安全工作。
地鐵車輛交流傳動系統(tǒng)
地鐵車輛傳動系統(tǒng)可以分為直流傳動和交流傳動兩種。隨著半導體技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，地鐵車輛的電傳動系統(tǒng)已經(jīng)由早期的凸輪調(diào)阻、斬波調(diào)壓的直流牽引傳動方式發(fā)展為交流傳動方式。我國近年投入使用的地鐵車輛基本上幾乎都采用三相交流傳動的牽引方式，先前的一些直流方式也已經(jīng)改造成交流傳動方式，如上海軌道交通1號線。
一般，地鐵車輛主電路為變壓變頻(VVVF)逆變器控制的交流傳動系統(tǒng)，如圖1所示。
圖1 地鐵車輛交流傳動主電路示意圖
列車通過受電弓從直流1500V電網(wǎng)受流，經(jīng)受電弓、主保險絲、高速斷路器、主熔斷器、主開關(guān)、濾波電抗器等設(shè)備送入到逆變器，經(jīng)逆變器逆變后輸出電壓頻率可調(diào)的三相交流電，給交流牽引電機供電，最終通過接地電刷經(jīng)由車體、轉(zhuǎn)向架形成電流回路。整個交流傳動系統(tǒng)的牽引控制單元一般采用微機控制，其優(yōu)點是可靠性高，并能實現(xiàn)系統(tǒng)的自動檢測與故障診斷，同時也為車輛的安全運行、維護檢修以及保養(yǎng)提供了極大便利。檢測與保護電路設(shè)計
作為一個完備的控制系統(tǒng)，檢測和保護電路是必不可少的。因為傳動系統(tǒng)控制的需要，必須對系統(tǒng)中的一些參數(shù)進行檢測，通過這些量值來控制各設(shè)備的工作狀態(tài)，并且在非正常情況下對主電路關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供各種保護動作，以確保列車的正常運行，提高列車的安全性。為了保證交流傳動系統(tǒng)正常工作以及判別系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)，系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)值的監(jiān)控是最重要的任務(wù)。
在列車運行過程中，系統(tǒng)中可能存在各種過電壓、過電流、過熱等故障及危險，如逆變單元、牽引電機輸入過壓、過流，IGBT過熱、電機定子過熱等。如果對這些危險情況聽之任之，將造成嚴重的后果，因此必須采用相應(yīng)的監(jiān)測和保護措施。一般對傳動系統(tǒng)的檢測包括：直流側(cè)線路電壓、線路電流，逆變器功率器件（多為IGBT）結(jié)溫，牽引電機電流、電壓、溫度等多個方面。在檢測中，使用適當靈敏度與精度的傳感器等來進行實時、連續(xù)監(jiān)控，由檢測信號來進行相關(guān)的保護或者控制。
