动车组牵引与控制系统任务1-4-牵引变流器试验与课件.ppt

1、任务任务1-4 牵引变流器试验与维护牵引变流器试验与维护一、牵引变流器在列车中的分布及作用一、牵引变流器在列车中的分布及作用1、分布、分布 动车组设有四个牵引变流器，分别在动车组设有四个牵引变流器，分别在2号、号、3号、号、6号和号和7号车下号车下。两个牵引变流器为一组，由一个牵引。两个牵引变流器为一组，由一个牵引变压器提供电源。牵引变流器与牵引变压器一样，用变压器提供电源。牵引变流器与牵引变压器一样，用螺栓悬挂于车下。螺栓悬挂于车下。 2 2、作用、作用 牵引变流器在牵引变流器在M1车、车、M2车上分别装载脉冲整流器、逆车上分别装载脉冲整流器、逆变器各变器各1台，运行时除实施牵引电机电力供应

2、和制动时的再生台，运行时除实施牵引电机电力供应和制动时的再生制动外，还具备保护功能。制动外，还具备保护功能。 二、结构及检修维护方式二、结构及检修维护方式 1、免维修模块、免维修模块 动车组牵引变流器采用免维修模块结构。功率半导体动车组牵引变流器采用免维修模块结构。功率半导体模块的换件时间为模块的换件时间为两小时以内两小时以内。2、功率单元集中布置、功率单元集中布置 牵引变流器功率单元集中布置，脉冲整流器功率单牵引变流器功率单元集中布置，脉冲整流器功率单元（元（2台台）、逆变功率单元（）、逆变功率单元（3台台）。牵引变流器配置有两）。牵引变流器配置有两排气口的电动轴流式通风机，向功率单元冷凝器

3、送风。真排气口的电动轴流式通风机，向功率单元冷凝器送风。真空接触器、继电器单元和无接点控制装置等集中布置，便空接触器、继电器单元和无接点控制装置等集中布置，便于检修。另外，考虑密封性和检查方便，采用板簧式手动于检修。另外，考虑密封性和检查方便，采用板簧式手动型夹紧装置。型夹紧装置。3、互换性、互换性 牵引变流器的零部件，考虑到其操作、维修方便，采牵引变流器的零部件，考虑到其操作、维修方便，采用模块化设计。例如半导体冷却装置分成脉冲整流器用两台，用模块化设计。例如半导体冷却装置分成脉冲整流器用两台，逆变器用三台的单元，分别具有互换性。控制装置分为逆变器用三台的单元，分别具有互换性。控制装置分为无

4、接无接点控制装置点控制装置（控制逻辑部）、（控制逻辑部）、继电器单元继电器单元、电源单元电源单元等。等。半导体冷却装置和电动通风机等大型装置采用下部拆装的结半导体冷却装置和电动通风机等大型装置采用下部拆装的结构。小型控制单元内的各零部件可以采用不同厂家的产品，构。小型控制单元内的各零部件可以采用不同厂家的产品，维修和检查时需要更换的控制单元，其结构和功能必须具有维修和检查时需要更换的控制单元，其结构和功能必须具有互换性。互换性。三、电路方式及控制方法三、电路方式及控制方法 1、电路方式、电路方式 牵引变流器采用牵引变流器采用电压型电压型3点式电路点式电路，由脉冲整流器、，由脉冲整流器、中间直流

5、电路、逆变器构成。模块具有互换性。中间直流电路、逆变器构成。模块具有互换性。2、脉冲整流器部分的控制、脉冲整流器部分的控制 牵引变压器牵引绕组输出的牵引变压器牵引绕组输出的AC1500VAC1500V、50Hz50Hz输入脉冲整输入脉冲整流器。脉冲整流器由流器。脉冲整流器由单相单相3 3点式点式PWMPWM变频器变频器、交流接触器交流接触器K K组成。组成。采用无接点控制装置（采用无接点控制装置（IGBTIGBT元件），从而实现了输出直流电元件），从而实现了输出直流电压压2600V2600V3000V3000V定压控制、牵引变压器原边电压电流功率因定压控制、牵引变压器原边电压电流功率因数的控制

6、以及无接点控制装置保护。再生制动时接收滤波电数的控制以及无接点控制装置保护。再生制动时接收滤波电容器输出的直流容器输出的直流3000V3000V电压，向牵引变压器供应电压，向牵引变压器供应AC1500VAC1500V、50Hz50Hz。另外，主电路的输入通过交流接触器。另外，主电路的输入通过交流接触器K K实施。实施。 3、逆变器部分、逆变器部分 输入滤波电容器电压，依据无接点控制装置（输入滤波电容器电压，依据无接点控制装置（IGBT元件）元件）控制信号，控制信号，输出变频变压输出变频变压的三相交流电对的三相交流电对4台并联的电机进台并联的电机进行速度、扭矩控制。再生制动时牵引电机发出三相交流

7、电，行速度、扭矩控制。再生制动时牵引电机发出三相交流电，向滤波电容器向滤波电容器输出直流电压输出直流电压。牵引电机控制采用矢量控制。牵引电机控制采用矢量控制方式，独立控制扭矩电流和励磁电流，以使扭矩控制高精方式，独立控制扭矩电流和励磁电流，以使扭矩控制高精度化、反应高速化，提高电流控制性能。度化、反应高速化，提高电流控制性能。四、控制装置四、控制装置 牵引变流器控制为牵引变流器控制为软件控制软件控制，调节装置，调节装置免维护免维护。五、性能参数五、性能参数（1）形式形式：CI11 。（2）脉冲整流器脉冲整流器：单相电压：单相电压3点式点式PWM脉冲整流器。脉冲整流器。（3）逆变器逆变器：3相电

8、压相电压3点式点式PWM逆变器。逆变器。（4）额定参数额定参数输入输入：1285kVA (单相交流单相交流1500V，857A，50Hz)。中间直流电路中间直流电路：1296kW (直流直流3000V，432A)。输出输出：1475kVA (三相交流三相交流2300V，424A，0220Hz)。效率效率：96以上（在额定载荷条件下，除辅助电路外）。以上（在额定载荷条件下，除辅助电路外）。功率因数功率因数：97%以上（在额定载荷条件下，除辅助电路和控制电以上（在额定载荷条件下，除辅助电路和控制电路外）。路外）。（5）开关频率开关频率脉冲整流器：脉冲整流器：1250Hz。逆变器：逆变器：50010

9、00Hz。（6）冷却方式冷却方式：液体沸腾冷却机械通风方式，冷媒：液体沸腾冷却机械通风方式，冷媒为氟化碳为氟化碳(FX3250)。（7 7）主要构成）主要构成功能单元功能单元主开关元件：主开关元件：IGBTIGBT或或IPMIPM。滤波电容器：合计滤波电容器：合计8000F/8000F/装置。装置。 脉冲整流器功率单元：脉冲整流器功率单元：2125F/2125F/台台 2 2台台4250F4250F。逆变器功率单元：逆变器功率单元：1250F/1250F/台台 3 3台台3750F 3750F 。过压抑制可控硅单元过压抑制可控硅单元：过压抑制可控硅栅级驱动电路、直流：过压抑制可控硅栅级驱动电路

10、、直流电压互感器电压互感器(DCPT)(DCPT)。充电单元充电单元：滤波电容器备用充电用接触器、变压器及整流器。：滤波电容器备用充电用接触器、变压器及整流器。真空交流接触器真空交流接触器。电阻器单元电阻器单元：过电压抑制电抗器、放电电阻器。：过电压抑制电抗器、放电电阻器。交流变流器单元交流变流器单元：霍尔型电流传感器。：霍尔型电流传感器。交流变压器单元交流变压器单元：电压传感器。：电压传感器。无接点控制装置无接点控制装置 。控制电源单元控制电源单元。电动通风机电动通风机：主电动通风机、辅助电动通风机：主电动通风机、辅助电动通风机( (密闭室冷密闭室冷却用却用) )。 （8）接点控制装置）接点

11、控制装置（9）脉冲整流器控制功能）脉冲整流器控制功能 主电路控制方式：主电路控制方式： 3点式点式PWM方式。方式。 脉冲整流器输出频率：脉冲整流器输出频率：50Hz。 直流电压：直流电压：DC2600VDC3000V(按速度范围变化可调按速度范围变化可调)。 载波频率：载波频率：1250Hz。 功率因数：功率因数：97%以上。以上。 控制功能：（控制功能：（1）发生直流电压模式；（）发生直流电压模式；（2）电源相位同步）电源相位同步控制；（控制；（3）PWM控制。控制。（10）逆变器控制功能）逆变器控制功能主电路控制方式：主电路控制方式： 3点式点式PWM方式。方式。电机控制方式：矢量控制计

12、算的电流瞬间值控制。电机控制方式：矢量控制计算的电流瞬间值控制。电机旋转频率：计算频率电机旋转频率：计算频率 0150Hz。V/f特性：特性：2300/116Hz（牵引），（牵引），2300/130Hz（制动）。（制动）。非同期脉冲状态载频频率：非同期脉冲状态载频频率：1000Hz左右。左右。脉冲状态：非同步脉冲状态（过调制脉冲状态）同步脉冲脉冲状态：非同步脉冲状态（过调制脉冲状态）同步脉冲状态同步状态同步1脉冲状态。脉冲状态。控制功能控制功能电机控制。电机控制。控制模式（牵引运行、制动、定速、后退启动）。控制模式（牵引运行、制动、定速、后退启动）。（1111）程序控制功能）程序控制功能启动停

13、止程序。启动停止程序。保护程序。保护程序。动力运行、再生程序。动力运行、再生程序。（12）维修、检查功能）维修、检查功能车载试验功能车载试验功能依据车辆信息控制装置的指令，在无接点控制装置内产生模拟信号，依据车辆信息控制装置的指令，在无接点控制装置内产生模拟信号，可进行保护动作，接触器动作等自我检查工作。可进行保护动作，接触器动作等自我检查工作。保护检测记录功能保护检测记录功能作为保护动作分析手段，在无接点控制装置内记录发生保护动作时作为保护动作分析手段，在无接点控制装置内记录发生保护动作时装置的输入、输出信号和控制状态，以向列车信息控制装置提供数装置的输入、输出信号和控制状态，以向列车信息控制装置提供数据。据。高速记录器功能高速记录器功能作为保护动作分析手段，在无接点控制装置内记录发生保护动作时作为保护动作分析手段，在无接点控制装置内记录发生保护动作时装置的输入、输出信号和控制状态，以向列车信息控制装置提供数装置的输入、输出信号和控制状态，以向列车信息控制装置提供数据。据。