وبلاگ

استفاده از خازن های DC Link در قطارها و اهمیت آنها

2024.09.08

1. استفاده از خازن های DC Link در قطارها

خازن های پیوند DC نقش مهمی در مدیریت انرژی و عملکرد قطارهای الکتریکی دارند. آنها به طور معمول در سیستم های تبدیل قدرت قطارها، به ویژه در مدارهای اینورتر و مبدل استفاده می شوند. این خازن ها عملکردهایی مانند ذخیره انرژی، تثبیت ولتاژ و متعادل کردن نوسانات انرژی را ارائه می دهند.

توابع خازن های DC Link در قطارها:

- ذخیره انرژی: خازن های پیوند DC ذخیره انرژی کوتاه مدت را فراهم می کنند و می توانند به سرعت به تغییرات بار ناگهانی پاسخ دهند. این برای حفظ تعادل انرژی در هنگام شتاب و کاهش سرعت قطارها مهم است.
- تثبیت ولتاژ: خازن ها ولتاژ DC را در مدارهای اینورتر ثابت نگه می دارند و پایداری شکل موج خروجی AC را بهبود می بخشند که منجر به کارآمدتر موتور می شود.
- کاهش جریان های سرج: خازن ها تغییرات جریان ناگهانی موتورهای الکتریکی را کاهش می دهند و عمر موتور را افزایش می دهند و تلفات انرژی را کاهش می دهند.
- فیلتراسیون هارمونیک: آنها به فیلتر هارمونیک های تولید شده در طی فرآیندهای تبدیل توان کمک می کنند و کارایی و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهند.

2. اهمیت خازن های DC Link در سیستم های قطار

اهمیت خازن‌های پیوند DC در سیستم‌های قطار به دلایل مختلفی از جمله افزایش بازده انرژی، بهبود کنترل موتور و اطمینان از قابلیت اطمینان سیستم است:

ویژگی

توضیحات

بهره وری انرژی

خازن‌ها از طریق قابلیت‌های ذخیره و متعادل‌سازی انرژی، کارایی انرژی را افزایش می‌دهند.

تثبیت ولتاژ

خازن های پیوند DC ولتاژ DC پایداری را فراهم می کنند و نوسانات ولتاژ را در فرآیندهای تبدیل توان به حداقل می رساند.

عملکرد موتور

آنها موتورها را قادر می سازند تا از طریق ذخیره سازی انرژی و متعادل سازی سریعتر و موثرتر به تغییرات بار لحظه ای واکنش نشان دهند.

قابلیت اطمینان سیستم

خازن ها نویز و هارمونیک های الکتریکی را فیلتر می کنند و سیستم های الکتریکی قطارها را قابل اطمینان تر می کنند.

بهینه سازی وزن و اندازه

خازن های DC link مدرن اندازه کوچک و طراحی سبک وزن را ارائه می دهند که باعث صرفه جویی در فضا و وزن در طرح های قطار می شود.

3. اصل کار و ساختار مدار خازن های پیوند DC در قطار

استفاده معمولی از خازن های پیوند DC در قطارها را می توان با یک ساختار مدار ساده نشان داد:
1. سیستم تبدیل الکترونیک قدرت در قطار:
- انرژی گرفته شده از یک منبع تغذیه (به عنوان مثال، خطوط AC) توسط یک یکسو کننده به DC تبدیل می شود.
- ولتاژ DC متعادل است و انرژی توسط خازن پیوند DC ذخیره می شود.
- مدار اینورتر سپس این ولتاژ DC را به AC تبدیل می کند و موتورها را تغذیه می کند.
2. نمودار مدار خازن DC Link :
- یک خازن که بعد از یکسو کننده قرار می گیرد ولتاژ خط DC را تثبیت می کند.
- فیلتر هارمونیک را در ورودی مدار اینورتر فراهم می کند و نوسانات جریان را کاهش می دهد.

4. معیارهای انتخاب و طراحی خازن های پیوند DC در برنامه های قطار

معیارهای انتخاب و طراحی خازن های پیوند DC در کاربردهای قطار به شرح زیر است:

معیارها

توضیحات

مقدار ظرفیت (μF)

ظرفیت ذخیره انرژی باید بر اساس بار موتور و نیازهای تبدیل توان تعیین شود.

رتبه بندی ولتاژ (V)

درجه بندی ولتاژ خازن های پیوند DC باید بالاتر از حداکثر ولتاژ مورد نیاز سیستم باشد.

مقاومت در برابر دما

خازن هایی که می توانند تغییرات دمای بالا را در محیط قطار تحمل کنند باید انتخاب شوند.

اندازه و وزن بدنی

اندازه و وزن خازن ها باید با محدودیت فضا و وزن در طراحی قطار مطابقت داشته باشد.

قابلیت اطمینان و طول عمر

خازن های با قابلیت اطمینان بالا و طول عمر طولانی باید ترجیح داده شوند. این باعث کاهش هزینه های نگهداری می شود.

5. خلاصه

خازن های پیوند DC در قطارها اجزای حیاتی از نظر بازده انرژی، عملکرد موتور هستند. قابلیت اطمینان سیستم و فیلتر هارمونیک. با توجه به معیارهای صحیح انتخاب و طراحی می توان به حداکثر کارایی در سیستم های تبدیل توان قطارها دست یافت.