一高铁牵引系统测试需求简介

　　高铁普遍采用交直交电力机车实现电力牵引，电力牵引系统的核心部件是牵引变流器和交流异步牵引电机。牵引变流器和牵引电机的性能直接决定高铁运行性能和安全性能。

　　牵引系统一个重要特点是功率密度大，通常采用低开关频率(一般低于1KHz)来降低开关损耗。低频特性和高频特性都是牵引系统的重要指标，一般要求准确测试的基波频率范围较宽，低频段低于1Hz，高频段高达100Hz以上。

　　对于低频段，由于信号周期较长，所需的交流采样运算周期也较长，并且牵引变流器输出含有较高频率的谐波，又要求较高的采样率，所以需要相关测试仪器具备较大的存储容量和较强的运算能力。

　　对于高频段，以开关频率800Hz，基波频率100Hz为例，一个PWM周波仅仅包含8个脉冲，开关频率与基波频率较为接近，造成波形畸变严重，对于同步源的同步能力是很大的挑战。并且此时校准平均值与真正的基波有效值差距较大，采用校准平均值替代基波有效值的功率分析仪不再适用。

　　测试仪器必须满足铁路高速发展的研究需求，向用户提供完整的原始测试数据，记录完整的原始数据，通过专业软件的后期二次开发可以获取更多的有价值信息，并且可以避免许多重复试验。

　　WP4000变频功率分析仪采用嵌入式高性能微处理器和高效的裁剪版麒麟操作系统，有海量存储空间和强大的运算处理能力，可实现低基波频率下的高采样率测试，记录试验过程的全部原始数据，事后可通过原始数据完全再现试验过程，从再现过程中获取希望了解的任何时刻的任何参数，全面满足了上述需求。

二典型应用

01湘电集团轨道交通交流牵引传动系统试验室

　　湘电集团有限公司是中国城市轨道交通协会副会长单位和中国城市轨道交通协会分会副主任单位，其轨道交通交流牵引传动系统试验室是国内第一家从事牵引传动系统试验的实验室，可以对地铁、城市轨道交通的牵引电机、VVVF牵引变频器进行试验、VVVF牵引变频器与电机组成的电传动系统及辅助电源(SIV)进行试验。

交流牵引传动系统测试原理框图

02中国中车株洲电机有限公司技术中心检测试验站(CNAS)

　　“中国中车株洲电机”是铁道部唯一一家和谐型大功率电力机车及高速动车组配套电机、变压器两大关键部件的国产化核心部件供应商。其检测试验站具备按国际认可准则开展检测服务的技术能力。检测试验站出具的检测数据及试验报告，将得到美国、日本、印度等70多个国家和地区机构的承认。从研发到制造，全方位把握高速动车组、大功率机车牵引系统质量关。

　　本牵引电机试验台用于牵引电机检测研究性试验，采用电能回馈结构，被试电机做电动运行，拖动陪试电机发电，陪试电机发出电能经陪试变频器回馈到拖动端，为拖动变频器和被试电机的运行提供能量，在试验台内部流动实现电能回馈，运行过程中外部电网只需要补充损耗能量，极大节约运行成本。

牵引电机试验台原理框图

03中国中车株洲电力机车研究所牵引系统实验室

　　中国中车株洲电力机车研究所牵引系统实验室是轨道交通装备牵引传动与控制系统领域的自主创新研发平台，在电力机车牵引系统的检试验中发挥了至关重要的作用，推动了我国高铁技术从引进消化吸收到自主创新，再到后来居上达到世界一流水平。

电力机车牵引系统试验原理框图

04中国中车株洲电力机车有限公司受电弓检测系统

　　电力机车受电弓运行于高压交流环境下，且高速运行时易出现拉弧等现象，电磁干扰大。常规的模拟量输出传感器传输过程中容易受到电磁干扰的影响，导致测量精度降低甚至不能正常工作，且前后端通过电缆连接的方式，容易将高压引入，导致设备和人员安全受到威胁。

　　银河电气OPC系列光纤转换器，将模拟信号转换为数字信号，通过光纤传输后再还原为模拟信号，无缝兼容原有系统，实现电气隔离，大幅提升受电弓在线检测系统电磁兼容性能。

受电弓检测系统试验原理框图

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