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从变阻器到逆变器控制

在电气化铁路的发展历程中，推进系统经历了很大的变化。直到十年前，牵引电机还是直流电机。电动车启动加速时，适用于直流电动机的电压必须增加使电动车提速。这是通过导电架和电机之间插入一个可变电阻来实现的。电动机产生的电压由可变电阻控制。这被称为变阻器控制。，在这个系统中，当电动车慢下来的时候，电阻消耗供应的大部分电压。电机在低电压运行，呈现出各种问题，如能源利用效率低和电阻过热产生火灾的危险。为了克服这些问题，斩波控制在20世纪70年代被开发使用。必须每秒数百次的执行开关的打开与闭合，和用于半导体闸流管。事实上， 大容量的半导体晶闸管的发展使得斩波器控制系统的商业化，由此在电动车控制中引发了一场革命，---交流电动机替代了直流电动机。

交流电机的原理是相当复杂的，并在下面讨论，重点聚焦在交流和直流电动机的差异。有几种类型的交流电动机，笼式异步电动机和描述的牵引电机一样在日本得到了广泛的应用。图6是一个直流电动机，图7展示的是异步电动机的定子和转子 相比之下， 异步电动机定子端使用的绕组提供三相电流，主要特点是转子的笼状结构（图8）不与定子交换电流。

这种类型的异步电动机的主要优点是什么？它们来自没有


换向器和电刷。首先，异步电动机是更小，更轻。其次， 换向器高速运行和向电刷提供一个大电流时地面故障发生危险 可能致使电动机外壳产生火花或者电刷产生火花。异步电动机是没事的。事实上，地面故障是牵引电机故障的主要原因。电刷需要定期检查和更换，换向器需要大修，完成这项工作花费电机维修时间和开支的一半

为理解逆转器控制系统，以下三点很重要。 1、 产生的转矩是怎样的？

2、 采用三相交流的异步电动机 是怎样产生旋转磁场的？

3、 逆变器是如何从变化的频率和电压的直流产生三相交流的？

转矩是怎么样产生的？

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