一、概述

二、發(fā)展

　　城市軌道交通車(chē)輛的牽引電動(dòng)機長(cháng)期以來(lái)都普遍采用直流旋轉電動(dòng)機。其傳動(dòng)方式有變阻控制和斬波調壓控制。變阻控制在老式城市軌道車(chē)輛上普通使用，雖然結構簡(jiǎn)單，但由于車(chē)頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)，使20%的電能消耗在電阻上，這種方式大多已被淘汰。
　　隨著(zhù)電力電子器件的迅速發(fā)展，從不控型整流管到半控型晶閘管（SCR）、80年代中后期以來(lái)的門(mén)極可關(guān)斷全控型晶閘管（GTO）、巨型晶體管GTR到絕緣門(mén)極雙極型晶體管IGBT等的研制成功，從而便研制、開(kāi)發(fā)出了功率等級不同的將驅動(dòng)、保護、自我檢測及功率輸出集于一體的變頻調速產(chǎn)品。交流變頻調速裝置一出現就以其優(yōu)秀的調速性能及明顯的節電效果迅猛發(fā)展，并逐步取代的過(guò)去的滑差調速、整流子電機調速、串級調速、中頻發(fā)電機組及直流調速裝置。因而，世界上各國都非常重視其發(fā)展。
　　在80年代后期，發(fā)展起來(lái)的使用VVVF變頻控制最新技術(shù)的城市軌道車(chē)輛已進(jìn)入實(shí)用階段。VVVF傳動(dòng)系統是將直流750V或1500V通過(guò)GTO逆變器和微機獲得一個(gè)頻率和電壓可控制的三相交流電源，使交流異步牽引電動(dòng)機的轉速可以平滑調節。由于采用了微機控制，可使系統更可靠，還可實(shí)現系統自動(dòng)檢測和故障珍斷，為車(chē)輛安全的運行、維修及保養提供了極大方便。
　　由于GTO關(guān)斷增益低、關(guān)斷損耗大、且存在二次擊穿危險等缺點(diǎn)，因此使GTO的應用前景正引起爭議。近年來(lái)兼有GTR和MOS-FET兩者優(yōu)點(diǎn)的IGBT發(fā)展很快，目前已進(jìn)入第四代產(chǎn)品，耐壓也已提高到3300～4500V,電流可達到1000A以上。IGBT器件與可關(guān)斷晶閘管GTO相比有較多優(yōu)點(diǎn)，IGBT為電壓驅動(dòng)、開(kāi)關(guān)頻率高及抗干擾與貫穿短路保護能力強，因而損耗小，性能好及工作可靠，此外大功率IGBT模塊本身絕緣，外殼不帶電，冷卻方便，系統結構簡(jiǎn)單。雖然目前IGBT耐壓不如GTO高，但可采用新型的三點(diǎn)式電壓型逆變器，其電壓不僅可用耐壓等級低一半的器件，而用還有效地減少諧波電流，抑制了電磁噪聲，IGBT的開(kāi)關(guān)時(shí)間只有GTO的1/6，開(kāi)關(guān)頻率可提高到以往約3倍的1500HZ，使三點(diǎn)式IGBT逆變器噪聲降低15DB，IGBT的門(mén)極控制功率不到GTO的1/1000，電流、電壓的安全工作區寬，所需的吸收用電容器小，因而比GTO變頻器體積和重量降低40%左右。
　　目前由高壓大電流的GTO和IGBT模塊構成的變壓變頻裝置和微機技術(shù)在車(chē)輛上的應用已取得了很大進(jìn)展。
　　由于交流變頻傳動(dòng)比直流傳動(dòng)有著(zhù)粘著(zhù)利用高，幾乎無(wú)需維護，運行可靠及節約能源等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而除干線(xiàn)鐵路外，對城市軌道交通用地鐵與輕軌列車(chē)發(fā)展交流變頻調速傳動(dòng)是當前必然的趨勢。

三、變頻器電量測量

　　變頻器輸出為PWM波，含有較多的高次諧波。變頻功率傳感器通過(guò)對輸入的電壓、電流信號進(jìn)行交流采樣，再將采樣值通過(guò)電纜、光纖等傳輸系統與數字量輸入變頻功率分析儀，數字量輸入變頻功率分析儀對電壓、電流的采樣值進(jìn)行運算，可以獲取電壓有效值、電流有效值、基波電壓、基波電流、諧波電壓、諧波電流、有功功率、基波功率、諧波功率等參數。

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