最新HXD3C主电源变换装置课件.ppt
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- 最新 HXD3C 电源 变换 装置 课件
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1、HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料HXD3C主电源变换装置主电源变换装置HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料第一部分HXD3C主/辅电源变换装置传动技术及系统构成HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料主变流器:主变流器: 额定输入电压:单相额定输入电压:单相1450V/50Hz 额定输入电流:额定输入电流:927A 中中 间间 电电 压压 :DC2800V 额定输出电压:三相额定输出电压:三相2150V 额定输出电流:额定输出电流:380A 效效 率:率:98辅助电源:辅助电源:
2、输入电压:单相输入电压:单相AC399V 输出输出1:230kVA 电压电压2380V可变可变 频率频率0.250Hz可变可变 输出输出2:230kVA 电压电压380V/50Hz三相三相规格:规格:400010352050mm3质量:约质量:约3900千克千克1.1HXD3C1.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置传动技辅电源变换装置传动技术术HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料主牵引变流器主牵引变流器CI:为牵引电机提供三相的变频变压电源。为牵引电机提供三相的变频变压电源。由由PWM整流器,直流电路滤波电容,整流器,直流电路滤波电容,PWM逆变器,真空
3、接触器逆变器,真空接触器等的主电路部分和无接点控制单元等的控制电路部分构成的装置。等的主电路部分和无接点控制单元等的控制电路部分构成的装置。根据车辆的速度,通过矢量控制,精确快速地控制牵引电机的转根据车辆的速度,通过矢量控制,精确快速地控制牵引电机的转矩和转速。矩和转速。辅助电源辅助电源APU:每辆车需要每辆车需要2组组APU,APU1为主电动机风为主电动机风机和复合冷却风机提供机和复合冷却风机提供VVVF电源,电源,APU2为其它辅助电气设备提为其它辅助电气设备提供供CVCF电源。当某一电源。当某一APU出现故障时,另一台出现故障时,另一台APU满负载投入,满负载投入,以以CVCF控制方式提
4、供电能。控制方式提供电能。1.1HXD3C1.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置传动技辅电源变换装置传动技术术HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料接触网接触网受电弓受电弓保护装置保护装置变变压压器器充充电电限限流流电电路路整整流流模模块块中中间间电电容容充充电电限限流流电电路路整整流流模模块块中中间间电电容容逆逆变变模模块块牵牵引引电电机机车轮车轮轨道轨道滤滤波波电电路路辅辅助助回回路路设设备备逆逆变变模模块块主牵引变流回路主牵引变流回路辅助电源回路辅助电源回路主牵引变流器从机车的主变压器二次侧获得6个1450V/50Hz的独立电源,并采用单轴独立控制方
5、式,组成6组交直交传动回路(每3组构成一个CI装置),分别为6台主牵引电动机提供可变电压可变频率的电源。1.2 HXD3C1.2 HXD3C主主/ /辅电源变换装置系统构辅电源变换装置系统构成成25kVac1450Vac399VacHXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料1.2 HXD3C1.2 HXD3C主主/ /辅电源变换装置系统构辅电源变换装置系统构成成HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料电磁开关整流单元中间电路逆变单元变压器牵引电机1450VDC2800VDC2800V2150VAC变压变压变频变频1.2 HXD3
6、C1.2 HXD3C主主/ /辅电源变换装置系统构成辅电源变换装置系统构成HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料每辆车两组每辆车两组APUAPU辅助电源电路辅助电源电路变压器滤波电路399VDC750VAC变压变变压变频频 或或AC恒恒压压恒恒频频电磁开关整流单元中间电路逆变单元辅助电机1.2 HXD3C1.2 HXD3C主主/ /辅电源变换装置系统构辅电源变换装置系统构成成HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料第二部分第二部分HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备辅电源变换装置主要电气设备技术特点及控制
7、技术技术特点及控制技术HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料 IGBT的四象限整流和逆变,对牵引和制动实行的四象限整流和逆变,对牵引和制动实行 连续控制。低噪音,省电力。连续控制。低噪音,省电力。 可靠的保护电路和保护装置。可靠的保护电路和保护装置。 高性能的电气元件能承受短时冲击。高性能的电气元件能承受短时冲击。 模块化设计便于故障检出和故障排除。模块化设计便于故障检出和故障排除。 科学布线,降低电磁干扰,保证电磁兼容。科学布线,降低电磁干扰,保证电磁兼容。 同日本东芝完全相同的生产工具与操作规范。同日本东芝完全相同的生产工具与操作规范。1)特性简介2.1
8、 HXD3C2.1 HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备技术特点辅电源变换装置主要电气设备技术特点HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料2)优点主辅一体化结构主辅一体化结构 强制水循环冷却强制水循环冷却大容量、高效率大容量、高效率 模块化、低噪音模块化、低噪音2.1 HXD3C2.1 HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备技术特点辅电源变换装置主要电气设备技术特点HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料PWM(Pulse Width Modulation)控制)控制脉冲脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽
9、度进行调宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。即通过PWM控制技术,来达到变压变频控制地目的。PWM控制技术控制技术2.2 HXD3C2.2 HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备控制技术辅电源变换装置主要电气设备控制技术HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料第三部分HXD3主/辅电源变换装置主要电气设备应用及维护保养HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料1)装置正面分解图例3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变
10、换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用2)装置背面分解图例装置背面分解图例HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料通过对四象限整流器中开关素子通过对四象限整流器中开关素子IGBTIGBT的的PWMPWM控制,将由变压器二控制,将由变压器二次侧绕组引出的次侧绕组引出的1450V/50Hz1450V/50Hz的交的交流电压整流为流电压整流为DC2800VDC2800V电压。电压
11、。逆变电路是由逆变电路是由U U、V V、WW三相逆变单元构成三相逆变单元构成的。将的。将PWMPWM整流单元输出的直流电转换整流单元输出的直流电转换为交流电来驱动牵引电机。通过改变逆变为交流电来驱动牵引电机。通过改变逆变电路的输出电压和输出频率来控制牵引电电路的输出电压和输出频率来控制牵引电机的转矩和转速。机的转矩和转速。3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用2)整流器单元整流器单元 逆变器单元逆变器单元3)整流器单元整流器单元 逆变器单元逆变器单元HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料整流单
12、元CAPACITOREF332162EYQ0736CAP.3200+3200FVOLT.3300VDCMASS 60kgnichicon整流单元 逆变单元 逆变单元DC 2800VDC 2800V505A510ACAPACITOREF332162EYQ0735CAP.1600FVOLT.3300VDCMASS 60kgnichicon滤波电容滤波电容:减小中间直流电压的脉动,减小中间直流电压的脉动,使其更加平稳。使其更加平稳。接地电容接地电容:除了具备滤波电容功用外,除了具备滤波电容功用外,还能提供主回路接地故障还能提供主回路接地故障检测的中性点。检测的中性点。3.1HXD3C3.1HXD3C
13、主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用4)中间电容中间电容 HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料主电磁接触器(主电磁接触器(K)铭牌:铭牌:TOSHIBAVACUUM CONTACTORTYPE:CM79-A1NO.:7781236-G37DATE:SEP 2005MASS:18kg开断能力:开断能力:1500VAC/1300A变变压压器器整整流流单单元元1450V/50Hz充电接触器(充电接触器(AK)铭牌:铭牌:TOSHIBAVACUUM CONTACTORTYPE:CM75-A2NO.:7781236-G37DATE:
14、SEP 2005MASS:18kg开断能力:开断能力:1500VAC/600A功能简介:功能简介:主真空接触器(主真空接触器(K),充电),充电接触器(接触器(AK)是)是CI主回路输主回路输入端接触器。入端接触器。3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用5)真空接触器K、AKHXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料整流器整流器入入AC399V,50HzDC750V逆变器逆变器出出 AC恒压恒频恒压恒频380V,50Hz AC变压变频变压变频(2380V,0.250Hz)3.1HXD3C3.1HXD
15、3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用6) APU整流、逆变单元HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料u指令序列控制:负责管理整个主变换装置的指令序列控制:负责管理整个主变换装置的动作,进行保护检测运动作,进行保护检测运 算、接触器控制运算、算、接触器控制运算、对整流器以及逆变器的控制指令运算以及对整流器以及逆变器的控制指令运算以及TCMS TCMS 的通信控制运算。的通信控制运算。u整流器控制:根据网线电压、输入电流以及整流器控制:根据网线电压、输入电流以及直流电压信号,对整流器进行直流电压信号,对整流器进行PWMPWM
16、运算控制,确运算控制,确保输出直流电压稳定。保输出直流电压稳定。u逆变器控制:根据直流电压、输出电流、主逆变器控制:根据直流电压、输出电流、主电动机转速以及扭矩指令,对逆变器进行电动机转速以及扭矩指令,对逆变器进行PWMPWM运运算控制。算控制。控制功能包含:指令序列控制,整流器控制控制功能包含:指令序列控制,整流器控制,逆变器控制。,逆变器控制。功能简介功能简介: 控制单元主要控制单元主要分为接口部分和控分为接口部分和控制运算部分,从外制运算部分,从外部传输进来的信号部传输进来的信号经过接口部分传送经过接口部分传送到控制运算部分,到控制运算部分,进行处理。然后,进行处理。然后,根据控制运算的
17、结根据控制运算的结果,经过接口部分,果,经过接口部分,对外部进行相应的对外部进行相应的控制。控制。3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用7) CI APU控制单元HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料功能简介:功能简介:主变换电源(主变换电源(CI)部分控)部分控制回路中使用的各中间继制回路中使用的各中间继电器所构成的单元。电器所构成的单元。主要功能是将主要功能是将CI控制单元控制单元输出的控制信号,通过各输出的控制信号,通过各个继电器,实现各级控制。个继电器,实现各级控制。KR1 AVR1 K
18、 线圈NF1控制单元P241A102114100PA041335RY-CN2RY-CN1HBKR3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用8)继电器单元HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料 作用:作用:由由AVR14以及一个继电器盘组成。以及一个继电器盘组成。AVR为为IGBT的门极触发电路提供可靠的的门极触发电路提供可靠的AC50V驱动电源,以及提供控制设备需驱动电源,以及提供控制设备需要的要的24V电源;电源;继电器盘上的继电器盘上的COR13是控制是控制CI开放的继电器。开放的继电器。3.1
19、HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用9) I / F 单元HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料DCPT单元由单元由DCPT以及分压电以及分压电阻组成。阻组成。 实时检测中间电压,实时检测中间电压,按变换比将输出模拟电压信号按变换比将输出模拟电压信号接入控制单元,正确反映主回接入控制单元,正确反映主回路直流电压。路直流电压。DCPT铭牌:铭牌:INPUT IMPEDAME 2.5kINPUT CURRENT 10mAINPUT VOLAGE 25VOUT PUT 10V/2kISOLAION VOL
20、TAGE AC 10kV过过压压保保护护中中间间电电容容DC 1 3 2 4RiRLINOUTDCPT铭牌:铭牌:INPUT IMPEDAME 5kINPUT CURRENT 5mAINPUT VOLAGE 25VOUT PUT 10V/10kISOLAION VOLTAGE AC 5.5kV3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用10)DCPT电压检出器单元HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料功能简介:功能简介:此部分由塑壳断路器此部分由塑壳断路器(BM),塑壳断路),塑壳断路器(器(PUMP
21、),电源),电源单元单元AVR5构成。构成。BM是是APU冷却风机冷却风机回路的电源开关。回路的电源开关。PUMP是水泵回路的是水泵回路的电源开关。电源开关。AVR5AVR5在控制回路中,在控制回路中,为为APUAPU室的冷却风扇室的冷却风扇提供提供DC24VDC24V驱动电源。驱动电源。铭牌:铭牌:OUT PUT: 24V 2.1AIN PUT: DC 70V135V3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用11) APU的塑壳断路器和自动电压调节器HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料功能简介:
22、功能简介:此部分由主电磁接触器(此部分由主电磁接触器(K),充电接触器(),充电接触器(AK),交流熔断器(),交流熔断器(AF),),直流熔断器(直流熔断器(DF),以及中间继电器(),以及中间继电器(KBMC)构成。)构成。K,AK是是APU主回路输入端接触器。主回路输入端接触器。AF是是APU主回路输入端的限流用熔断器。主回路输入端的限流用熔断器。DF是是APU中间直流回路与蓄电池充电器(中间直流回路与蓄电池充电器(PSU)回路之间的限流熔断器。)回路之间的限流熔断器。KBMC是是AK的中间继电器。的中间继电器。399V/50Hz变变压压器器整整流流单单元元(585)(584),(583
23、)滤滤波波电电容容DC750V逆逆变变单单元元PSUDF(705)(705D)(712)3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用12) APU电磁接触器与熔断器HXD3CHXD3C主主/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料中中间间电电容容电电压压检检出出OVR单元过压保护回路的限过压保护回路的限流电阻。流电阻。DC 2800V放电电阻DCHR单元功能简介:功能简介:放电电阻放电电阻DCHRDCHR单元的主要功能是:车辆停止运行,单元的主要功能是:车辆停止运行,主变换装置停止工作后,通过该电阻(主变换装置停止工作后,通过该
24、电阻(DCHRDCHR)把)把滤波电容器的剩余电力消耗掉。滤波电容器的剩余电力消耗掉。整整流流单单元元过过压压保保护护单单元元瞬时过电压限制电路由瞬时过电压限制电路由IGBTIGBT可可控素子及限流电阻组成。当电控素子及限流电阻组成。当电压传感器检测到中间电路过电压传感器检测到中间电路过电压时,使压时,使IGBTIGBT导通,通过限流导通,通过限流电阻构成放电回路,以降低电电阻构成放电回路,以降低电压,保护电路元件。压,保护电路元件。 OVTR单元3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /辅电源变换装置主要电气设备应用辅电源变换装置主要电气设备应用13)过压保护放电电阻HXD3CHXD3C主主
25、/ /辅电源变换装置教育资料辅电源变换装置教育资料本单元是中性点接地及其检测回路本单元是中性点接地及其检测回路的组成部分。的组成部分。中性点接地及其检测回路原理:中性点接地及其检测回路原理:由串连的分压电阻与串联的稳压电容并联,再由串连的分压电阻与串联的稳压电容并联,再由中性点引线经限流电阻接地。使用电流传感由中性点引线经限流电阻接地。使用电流传感器可以检测到交流输入侧、直流侧以及三相交器可以检测到交流输入侧、直流侧以及三相交流输出侧的接地短路故障电流。流输出侧的接地短路故障电流。DC 2800V505A510A整整流流单单元元过过压压保保护护单单元元3.1HXD3C3.1HXD3C主主/ /
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