關(guān)鍵詞：城市軌道交通; 車輛照明; 功率因數(shù)校正; 整流電路;
urban mass transit; vehicle lighting; power factor correction; rectifier circuit;

摘   要：上海軌道交通1號(hào)線DC01型列車受當(dāng)時(shí)電力電子技術(shù)水平發(fā)展所限,其照明電路整流環(huán)節(jié)采用了以二極管為整流元件的橋式不控整流電路。由于該電路的固有缺點(diǎn),其鎮(zhèn)流器供電不可避免地帶來功率因數(shù)低下和諧波干擾問題,導(dǎo)致供電不連續(xù)、電能浪費(fèi)、低壓控制電路受到諧波干擾。針對(duì)不控整流電路進(jìn)行了分析研究,在不控整流器和電容之間接入直-直開關(guān)變換器,使原電路中增加了有源功率因數(shù)校正環(huán)節(jié),并對(duì)控制電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過此項(xiàng)設(shè)計(jì)提高原整流電路的功率因數(shù),以實(shí)現(xiàn)高效率、高性能、具有諧波抑制能力的電子照明回路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明功率因數(shù)可由原0.65左右提高到0.99左右,達(dá)到了預(yù)期的目的。
The DC 01 trains of Shanghai metro,constrained by the former technological level of power electronics,used a diode-based uncontrolled bridge rectifier as the AC/DC converter.Because of the intrinsic shortcoming of this direct output circuit design,the output voltage of the rectifier cannot be controlled and fit in with the requirements of the lighting loads.In addition,the direct uncontrolLED rectifier-based power supply inevitably bring about problems like the lower power factor(PF),the harmonics interfere...

　　上海軌道交通1 號(hào)線DC01 型列車照明回路采用220V 單相交流供電,經(jīng)電子鎮(zhèn)流器裝置限流后供熒光燈使用。列車的照明電子整流電路受其生產(chǎn)年代的電力電子技術(shù)水平所限,其整流電路均采用了以二極管為整流元件的橋式不控整流電路。由于采用220 V 單相交流整流后直接給半橋逆變級(jí)供電,會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的高次諧波干擾,降低交流電輸入側(cè)的功率因數(shù),并降低電源供電效率。采用這種電路的高頻交流電子鎮(zhèn)流器大量使用時(shí),會(huì)造成三相四線供電電網(wǎng)的地電位偏移,因而造成用電設(shè)備的損壞;由于半橋逆變級(jí)工作在高頻開關(guān)逆變狀態(tài),所以產(chǎn)生的高次諧波會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁輻射干擾,影響其它用電設(shè)備的正常工作。

針對(duì)DC01 型車電子鎮(zhèn)流器電路存在的以上缺陷,本文擬在原電子整流器基礎(chǔ)上增加一級(jí)有源功率因數(shù)校正(APFC) 電路,用以進(jìn)行交流電輸入整流濾波的功率因數(shù)校正,并限制高次諧波成分,從而達(dá)到減小電磁輻射干擾,提高輸入側(cè)功率因數(shù)的目的。
此外,由于APFC 還有預(yù)穩(wěn)壓的作用,同時(shí)還可以調(diào)光(調(diào)節(jié)APFC 電路輸出電壓) ,這樣將可克服由二極管不控整流電路帶來的輸出直流電壓的平均值不能調(diào)節(jié)、控制的固有缺點(diǎn)。所以,在DC01 型列車車載照明電路中使用該項(xiàng)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)無頻閃、效率高、節(jié)能性好的照明光源,這是個(gè)非常值得嘗試和研究的方案。

1 輔助逆變器的主電路結(jié)構(gòu)

上海軌道交通1 號(hào)線電動(dòng)列車為6 節(jié)編組,每3 節(jié)車輛(兩動(dòng)一拖) 組成一個(gè)單元。每節(jié)車輛配置1 臺(tái)輔助逆變器,其中拖車上的輔助逆變器中包含DC 110 V 蓄電池充電器。輔助逆變器主電路原理如圖1 所示》》