单—三相逆变电源装置的研制
陈均瑞，李学山，赵建平
(大同铁路供电段)
摘 要：本文针对一些偏远地区无三相动力电源的不方便现实，以逆变技术为核心，研制了单一三相逆变电源装置，并成功运用于现场。
关键词：单一三相，逆变；电源；研制
中图分类号：TM16 文献标识码：B
Development for Single—three Phase Inverter Device
CHEN Jun—rui,LI Xu—shan,ZHAO Jian—ping
(Datong Power Supply Section of Railway Board，Datong 037005，China)
Abstract：The paper points at the fact that some remote areas have no three phase power sapply，centre on inverter technology，develop singe—three phase Invereter device and apply successfully to site．
Key words：single—thee phase;inverter；power sapply;development
1 概述
铁路电气化开通以来给许多偏远地区带来了很多方便，但个别站区由于条件所限，没有三相电源，存在诸多不便。
为解决这个问题，我单位最早使用的单相变三相电源装置是电机劈相装置，随后在个别车站使用了由保定铁道变压器厂生产的电容劈相装置，此两种装置由于负荷电机启动电流大，三相电压不平衡，经常造成电容烧损，电缆过热烧损等故障，影响着车站的生产、生活用电。
针对这一现状，我们认为近年来新兴的逆变技术可以应用在铁路电气化区段，研制成功单一三相逆变电源装置。将电气化铁道接触网27.5kV电源经单相变压器变为220V单相电源，再将单相220V交流电源经过单—三相整流逆变电源装置变为380V三相交流电源，然后供给三相动力设备使用。此项技术适用于只有220V单相电源但又需要三相动力电源的站区或其它场合。
2 装置的构成和工作原理
本装置根据整流逆变原理，采用IGBT技术，将220V单相交流电源逆变为我们所需要的三相交流电源，具有三相电压平衡，谐波含量小的特点。电机应用变频软启动方式，可以降低启动电流，对于过负荷、过电压具有保护作用。
2.1 装置的组成
本电源变换装置由稳压整流、滤波及谐波抑制，三相正弦波逆变器及交流配电部分组成。原理框图如图1。
图1
2.2 三相正弦波逆变器
(1)该逆变器输入为直流，逆变装置将输入直流电变换为稳频稳压交流电供给电机负载。
(2)线端子、空气开关位于门电气板下部，开门可见。输入输出连线从柜体底部进入。
2.3 原理图
原理图见图2。
图2
3 系统的主要功能与技术指标
本电源装置机柜采用JP—13/G1—6型户外机柜，具有防雨、防尘、抗腐蚀、抗电磁干扰以及隔热、防寒、防凝露功能，防护等级可以达到IP54级，前后门采用双层结构，外层壳采用度铝锌板，内层壳体采用不锈钢或耐指级板，具有很强的抗大气侵蚀、抗太阳照射，机柜内装有温度、湿度自动控制装置，前门夹层装有轴流风机，机柜下部装有加热器，可使该电源装置在－20℃～50℃的环境中正常运行，适用于室内外安装，安装工艺相对较为简单。
3.1 技术指标
3.1.1 液晶面板采用20 2字符型液晶屏和6位触摸式控制按键。
3.1.2 状态指示灯包括交流供电、直流供电、交流过压、交流欠压、直流欠压、装置过流、装置过载、装置过热。
3.1.3 系统输出：额定频率50Hz、输出电压三相380V、电压稳定精度2％、频率稳定精度0.1％、频率变化率0.1Hz/s、总谐波含量<5％(阻性负载测试)、动态电压超调<8％(负载0～100％变化时)、稳定时间<0.1s
3.1.4 数字变频软启动：0～50Hz。
3.1.5 装置过载能力：120％ 10分钟．
3.1.6 总效率>80％(在满载和cosφ=0.8情况下)．
3.1.7 保护包括：输入过欠压报警、输出过流、输出过载、内部过温．
3.1.8 噪声水平：≤50dB．
3.1.9 环境温度：－5～40℃、相对湿度≤90％(25℃)．
4 应用效果
本装置适用于不具备三相交流电的场合驱动三相负载。它可将单相220V50/60HZ的交流电源转换为三相380V(无零线)50/60Hz电源，并具备电机变频软启动的功能，用于驱动水泵、风机类电动机。
本装置在部分地区投入使用后，给车站的生产、生活带来了很大的便利，且运行稳定，对于电气化铁道开通后，山区小站解决无三相动力电源问题有了办法。此项技术可以应用在多方面，比如铁路列车用的空调车就可用该项技术，比起燃油又节省资金而且环保，前景是非常广阔的。
作者简介：陈均瑞，大同铁路分局大同西供电段，助理工程师.
李学山，大同铁路分局大同西供电段，助理工程师.
赵建平，大同铁路分局大同西供电段，工程师.
沪公网安备31010802001143号
