หลักการทำงานของระบบการชาร์จรถไฟใต้ดินและบทบาทของแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วน

1. บทนำ

1.1 ความเป็นมา: ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับระบบการชาร์จรถไฟใต้ดิน

ระบบการขนส่งทางรถไฟในเมืองกำลังขยายตัวทั่วโลกอย่างรวดเร็ว ด้วยการใช้โครงสร้างพื้นฐานอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มขึ้น—เช่นการเฝ้าระวังแสงการสื่อสารและการจองตั๋ว—มีความต้องการที่แข็งแกร่งสำหรับความมั่นคงและมีประสิทธิภาพ โมดูลการชาร์จ ภายในสภาพแวดล้อมรถไฟใต้ดิน ระบบเหล่านี้มีความสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานอย่างต่อเนื่องในระดับสูง-ความหนาแน่น ระบบรถไฟ-

1.2 ความสำคัญของพลังงานที่มั่นคงในระบบรถไฟ

การหยุดชะงักของพลังงานในระบบรถไฟใต้ดินสามารถนำไปสู่การหยุดชะงักอย่างรุนแรงในการปฏิบัติการรถไฟระบบความปลอดภัยและบริการผู้โดยสาร แหล่งจ่ายไฟที่มั่นคงและควบคุมเป็นสิ่งสำคัญและ แหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วน ระบบได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมเนื่องจากความน่าเชื่อถือความยืดหยุ่นและความผิดพลาด-การออกแบบที่อดทน

2. องค์ประกอบและฟังก์ชั่นของโมดูลการชาร์จรถไฟใต้ดิน

2.1 องค์ประกอบหลัก

• AC/DC Converter: แปลงสูง-แรงดันไฟฟ้า AC จากกริดเป็นพลังงาน DC ที่ใช้งานได้

• DC/DC Converter: ควบคุมเอาต์พุตไปยังระดับที่ต้องการ (เช่น, 12V, 24V, 48V)-

• หน่วยจัดการแบตเตอรี่ (BMU): ตรวจสอบสถานะแบตเตอรี่ควบคุมการชาร์จ/รอบการปล่อยและสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยของระบบ

• Supercapacitors หรือโมดูล UPS (ไม่จำเป็น): ให้การบัฟเฟอร์พลังงานในระหว่างแรงดันไฟฟ้าลดลงหรือหยุดทำงาน

2.2 ข้อดีของแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วน

• ความยืดหยุ่น: กำหนดค่าได้อย่างง่ายดายสำหรับความต้องการผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน

• ร้อน-โมดูลที่เปลี่ยนได้: เปิดใช้งานการบำรุงรักษาโดยไม่ต้องหยุดทำงานของระบบ

• ความซ้ำซ้อน: สนับสนุนn+1 การออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานอย่างต่อเนื่อง

• ขนาดกะทัดรัด: ความหนาแน่นพลังงานสูงช่วยให้การติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่ จำกัด เช่นห้องควบคุมใต้ดิน

3. หลักการทำงานของระบบชาร์จรถไฟใต้ดิน

3.1 การไหลของการแปลงพลังงาน

1. สูง-แรงดันไฟฟ้า AC จากกริดสาธารณะเข้าสู่คณะรัฐมนตรีหลัก

2. AC/การแปลง DC โมดูลแก้ไขและกรองอินพุต

3. การกระจายรถบัส DC ระบบให้พลังงานผ่านระบบรถไฟใต้ดินต่างๆ

4. DC/โมดูล DC ปรับระดับแรงดันไฟฟ้าสำหรับระบบย่อยที่แตกต่างกัน (เช่น 48V สำหรับวิทยุ 12V สำหรับผู้อ่านตั๋ว)-

5. หน่วยจัดเก็บพลังงาน อาจให้กำลังสำรองข้อมูลอย่างต่อเนื่อง

3.2 กลไกการควบคุมและการป้องกัน

• หลาย-กฎเกณฑ์แรงดันไฟฟ้า: สร้างความมั่นใจในความเสถียรแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงของโหลด

• การป้องกันไฟกระชาก: ปกป้องอุปกรณ์จากพลังแหลมที่เกิดจากความผิดปกติของกริด

• ตัวกรองอีเอ็มไอ: ลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า

• มากเกินไป & การป้องกันที่อุณหภูมิสูงเกินไป: สร้างความมั่นใจในความปลอดภัยในระหว่างความผิดพลาด

การทดสอบแรงดันไฟฟ้า 1,500W (YouTube)

4. ความท้าทายในสภาพแวดล้อมพลังงานรถไฟใต้ดิน

4.1 ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

• ระดับการสั่นสะเทือนสูง ในการเคลื่อนย้ายหรือระบบใต้ดิน

• ความชื้นและฝุ่นละออง มีผลต่อฉนวนไฟฟ้า

• สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (อีเอ็มไอ) จากอิเล็กทรอนิกส์พลังงานอื่น ๆ

4.2 ความต้องการโหลดแบบไดนามิกและความต้องการสูงสุด

• การเริ่มต้นและการเบรกของรถไฟบ่อยครั้ง โหลดชั่วคราวสูง

• แหล่งจ่ายไฟจะต้องตอบสนองด้วย การกู้คืนชั่วคราวอย่างรวดเร็ว และรักษาไว้ เสถียรภาพของเอาท์พุท

5. แหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วน: โซลูชั่นสำหรับการใช้งานทางรถไฟ

5.1 สถาปัตยกรรมซ้ำซ้อน

• n+1 ความซ้ำซ้อน มั่นใจได้ถึงบริการที่ไม่หยุดชะงักแม้ว่าหนึ่งโมดูลจะล้มเหลว

• สร้าง-ใน ตรรกะการล้มเหลว อนุญาตให้สลับได้อย่างราบรื่น

5.2 การเพิ่มประสิทธิภาพความร้อนและเชิงกล

• การนำและบังคับ-ระบายความร้อนด้วยอากาศ กลไกจัดการการกระจายความร้อน

• การห่อหุ้มและการเคลือบ ป้องกันการกัดกร่อนและช็อก

• ดิน-รถไฟหรือ 19” การติดตั้งแร็ค รองรับการออกแบบตู้แบบแยกส่วน

5.3 คุณสมบัติที่ปรับแต่งได้

• อินพุตที่ปรับได้/ช่วงเอาท์พุท

• สามารถ/พอร์ตการสื่อสาร RS485

• การเริ่มต้นอ่อนและการจัดลำดับแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งโปรแกรมได้

6. ตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่สำคัญและไฮไลท์ทางเทคนิค

6.1 พารามิเตอร์คีย์

6.2 คุณสมบัติอัจฉริยะ

• จริง-การตรวจสอบเวลา ของแรงดันไฟฟ้ากระแสและอุณหภูมิ

• การบันทึกเหตุการณ์ และ การวินิจฉัยข้อผิดพลาด

• ความสามารถในการควบคุมระยะไกล ผ่านแพลตฟอร์ม SCADA หรือ IoT

7. จริง-กรณีแอพพลิเคชั่นโลกของแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วนในระบบการชาร์จรถไฟใต้ดิน

7.1 กรณีศึกษา 1: การรวมพลังงานแบบแยกส่วนในเซี่ยงไฮ้เมโทรไลน์ 11

พื้นหลัง

Shanghai Metro Line 11 เป็นหนึ่งในสายที่คึกคักที่สุดในประเทศจีนซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการขยายตัวระหว่างเซี่ยงไฮ้และคุนซาน สายนี้ได้รับการอัพเกรดเทคโนโลยีที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสื่อสารแสงและระบบการจองตั๋วอัตโนมัติ

ท้าทาย

สถานีรถไฟใต้ดินตามสาย 11 เผชิญกับความต้องการโหลดที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการติดตั้งสูง-ข้อมูลผู้โดยสารความละเอียดจะแสดง (pids)ระบบเฝ้าระวังขั้นสูงและประตูการเข้าถึงอัจฉริยะ ระบบพลังงานจากส่วนกลางที่มีอยู่ต่อสู้กับแรงดันไฟฟ้าลดลงการรบกวน EMI และการบำรุงรักษาต่ำ

สารละลาย

มิงซิน จัดหาตามธรรมเนียม-ซึ่งออกแบบมาแล้ว ระบบแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วน เนื้อเรื่อง:

• AC/DC Front-สิ้นสุดโมดูล (400W–1,000W)

• 48V/12V DC/ตัวแปลง DC พร้อมรางเอาต์พุตหลายตัว

• หน่วยตรวจจับความผิดพลาดอัจฉริยะที่เชื่อมต่อกับ SCADA

การออกแบบที่ใช้ ร้อน-โมดูลที่เปลี่ยนได้ ติดตั้งในชั้นวาง 2U ด้วย n+1 ความซ้ำซ้อน และ EMI Shielding Enclosures เหมาะสำหรับการติดตั้ง Metro Tunnel

ผลลัพธ์

• ความพร้อมใช้งานของระบบ ปรับปรุงจาก 99.1% ถึง 99.98%

• เวลาบำรุงรักษา ต่อสถานีลดลง 60%

• เหตุการณ์อีเอ็มไอ ลดลงอย่างมีนัยสำคัญปรับปรุงความมั่นคงในการสื่อสารของระบบ

• ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพิ่มขึ้น 8%ลดต้นทุนการดำเนินงาน

7.2 กรณีศึกษา 2: ระบบการชาร์จอุปกรณ์ออนบอร์ดใน Line Singapore MRT Circle Line

พื้นหลัง

สิงคโปร์’S Circle Line ใช้ระบบควบคุมรถไฟขั้นสูงและระบบข้อมูลผู้โดยสาร โมดูลการชาร์จออนบอร์ดใช้สำหรับอินเทอร์เฟซการสื่อสารพลังงานเครือข่ายเซ็นเซอร์และแสงสำรอง

ท้าทาย

พื้นที่ว่างเปล่าที่ จำกัด ควบคู่ไปกับความท้าทายด้านอุณหภูมิและการสั่นสะเทือนทำให้ระบบพลังงานขนาดใหญ่แบบดั้งเดิมไม่เหมาะสม ลูกค้าต้องการไฟล์ สารละลายความหนาแน่นพลังงานสูง ด้วยประสิทธิภาพความร้อนที่ยอดเยี่ยม

สารละลาย

Mingzinc จัดเตรียมชุดของ DC แบบแยกส่วนขนาดกะทัดรัด/ตัวแปลง DC ด้วยคุณสมบัติต่อไปนี้:

• ช่วงอินพุตกว้าง (24V–110V) สำหรับความเข้ากันได้ของบัส DC ออนบอร์ด

• EN50155 การปฏิบัติตามกฎระเบียบ สำหรับมาตรฐานทางรถไฟ

• การเคลือบ และ การวาง สำหรับความชื้นและความต้านทานการสั่นสะเทือน

• กระป๋องแบบบูรณาการ-การตรวจสอบรถบัส สำหรับการวินิจฉัยระยะไกล

ผลลัพธ์

• รอยเท้าลดลง 45%ช่วยเพิ่มพื้นที่สำหรับอุปกรณ์ให้มากขึ้น

• ประสิทธิภาพความร้อนเพิ่มขึ้นลดอุณหภูมิภายใน 12°C

• ไม่มีความล้มเหลว บันทึกในช่วง 18 เดือนแรกของการดำเนินการ

• เปิดใช้งานการบำรุงรักษาทำนายด้วยความจริง-การวิเคราะห์ข้อมูลเวลา

7.3 สรุป: ประโยชน์ในกรณีการใช้งาน

ทั้งสองกรณีแสดงให้เห็นว่าแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วนได้อย่างไร:

• ทำให้ดีขึ้น ความน่าเชื่อถือของระบบและการยอมรับข้อผิดพลาด

• ปรับตัวให้เข้ากับ สภาพแวดล้อมทางรถไฟที่รุนแรง

• ลดลง-ภาคเรียน ค่าบำรุงรักษา

• สนับสนุน การจัดการที่ชาญฉลาดและการวินิจฉัย

ข้อดีเหล่านี้ทำให้ทั้งคู่เหมาะสำหรับทั้งคู่ สถานี-โครงสร้างพื้นฐานตาม และ ระบบรถไฟออนบอร์ด ในเครือข่ายรถไฟใต้ดินสมัยใหม่

8. แนวโน้มในอนาคตในการชาร์จรถไฟใต้ดินและระบบจ่ายไฟ

8.1 การบูรณาการกับพลังงานปฏิรูป

รถไฟใต้ดินสร้างขึ้นอย่างมาก พลังงานเบรก- อุปกรณ์แยกส่วนในอนาคตจะเชื่อมต่อกับการจัดเก็บพลังงานเพื่อ เก็บเกี่ยวและนำกลับมาใช้ใหม่ พลังนี้ลดการพึ่งพากริด

8.2 การรวม IoT และ AI

• การบำรุงรักษาทำนาย ผ่านการวิเคราะห์ข้อมูล

• จริง-การปรับสมดุลเวลาโหลด ขึ้นอยู่กับรูปแบบการจราจร

• ไร้รอยต่อ คลาวด์-แพลตฟอร์มการตรวจสอบตาม สำหรับทุกสถานีและรถไฟ

8.3 ถัดไป-มาตรฐานรุ่น

• การปฏิบัติตาม EN50155, EN50121-3-2และรถไฟอื่น ๆ-มาตรฐานเกรด

• สนับสนุน การไหลของพลังงานแบบสองทิศทางเปิดใช้งานการตอบรับพลังงานให้กับสมาร์ทกริด

บทความที่แนะนำ: เพิ่มขีดความสามารถในอนาคต: โซลูชั่นแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วนสำหรับแอปพลิเคชันแบตเตอรี่ขั้นสูง

9. บทสรุป

9.1 แหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วนขับเคลื่อนนวัตกรรมรถไฟใต้ดิน

เมื่อระบบรถไฟใต้ดินมีความซับซ้อนมากขึ้น แหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วน มีความสำคัญสำหรับการส่งมอบพลังงานที่เชื่อถือได้ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพไปยังระบบย่อยที่สำคัญทั้งหมด

9.2 การเลือกซัพพลายเออร์ที่เหมาะสม

ร่วมมือกับซัพพลายเออร์ชอบ มิงซินใครเสนอ:

• ได้รับการรับรองและรถไฟ-โมดูลที่สอดคล้อง

• วิศวกรรมที่กำหนดเองและการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว

• การสนับสนุนและเอกสารทางเทคนิคตลอดชีวิต

ที่ มิงซินเรามีความเชี่ยวชาญในระบบพลังงานแบบแยกส่วนที่ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการเช่นโครงสร้างพื้นฐานรถไฟใต้ดิน ติดต่อเราเพื่อเรียนรู้ว่าเราสามารถสนับสนุนโครงการรถไฟต่อไปของคุณได้อย่างไร