一、概述

二、發展

　　城市軌道交通車輛的牽引電動機長期以來都普遍采用直流旋轉電動機。其傳動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輛上普通使用，雖然結構簡單，但由于車頻繁啟動和制動，使20%的電能消耗在電阻上，這種方式大多已被淘汰。
　　隨著電力電子器件的迅速發展，從不控型整流管到半控型晶閘管（SCR）、80年代中后期以來的門極可關斷全控型晶閘管（GTO）、巨型晶體管GTR到絕緣門極雙極型晶體管IGBT等的研制成功，從而便研制、開發出了功率等級不同的將驅動、保護、自我檢測及功率輸出集于一體的變頻調速產品。交流變頻調速裝置一出現就以其優秀的調速性能及明顯的節電效果迅猛發展，并逐步取代的過去的滑差調速、整流子電機調速、串級調速、中頻發電機組及直流調速裝置。因而，世界上各國都非常重視其發展。
　　在80年代后期，發展起來的使用VVVF變頻控制最新技術的城市軌道車輛已進入實用階段。VVVF傳動系統是將直流750V或1500V通過GTO逆變器和微機獲得一個頻率和電壓可控制的三相交流電源，使交流異步牽引電動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，還可實現系統自動檢測和故障珍斷，為車輛安全的運行、維修及保養提供了極大方便。
　　由于GTO關斷增益低、關斷損耗大、且存在二次擊穿危險等缺點，因此使GTO的應用前景正引起爭議。近年來兼有GTR和MOS-FET兩者優點的IGBT發展很快，目前已進入第四代產品，耐壓也已提高到3300～4500V,電流可達到1000A以上。IGBT器件與可關斷晶閘管GTO相比有較多優點，IGBT為電壓驅動、開關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，系統結構簡單。雖然目前IGBT耐壓不如GTO高，但可采用新型的三點式電壓型逆變器，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的開關時間只有GTO的1/6，開關頻率可提高到以往約3倍的1500HZ，使三點式IGBT逆變器噪聲降低15DB，IGBT的門極控制功率不到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在車輛上的應用已取得了很大進展。
　　由于交流變頻傳動比直流傳動有著粘著利用高，幾乎無需維護，運行可靠及節約能源等一系列優點，因而除干線鐵路外，對城市軌道交通用地鐵與輕軌列車發展交流變頻調速傳動是當前必然的趨勢。

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對輸入的電壓、電流信號進行交流采樣，再將采樣值通過電纜、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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