牵引变流器产品介绍课件.ppt

1、素材来源：株洲电力机车研究所图片来源：网络 制作人：目录l牵引变流器产品介绍l机车产品介绍l动车产品介绍l城轨产品介绍3 牵引变流器原理介绍牵引变流器原理介绍l 主电路特点主电路特点 牵引变流器输入端为三重四象限 变流器（网侧变流器），直接连接到主变压器的3个牵引绕组输出端；牵引变流器输出端为三相逆变器（电机侧变流器），直接与牵引电机连接；中间直流环节包括支撑电容器、二次谐振电路、过压斩波电路、接地检测电路等。开关元件采用3300V/1200A等级IGBT元件，技术成熟可靠。4牵引变流器原理介绍牵引变流器原理介绍l 控制电路特点 变流器输入端采用四象限变流 器控制方式，具有中间直流环节电压稳定

2、、功率因数接近于1、能量可再生等优点；输出端采用异步电机直接转矩控制方式，具有动态响应特性优良、控制简介高效、牵引力变化平稳等优点。5牵引变流器原理介绍牵引变流器原理介绍变流器电路原理图工作原理简介工作原理简介：机车在牵引工况时，变流器将主变压器次边绕组上的单相交流电转变成驱动牵引电机所需的变压变频三相电；制动工况时，牵引电机处于发电工况，变流器将电机发出的电能反馈给电网6机车产品介绍l 2800KVA GTO （1999年）l 1200KVA IGBT （1999年）水冷模块水冷模块风冷模块风冷模块7机车产品介绍l 奥星电力机奥星电力机车在2001年由株所与株机共同研制，是200公里/小时客

3、运电力机车，功率4800千瓦，最高试验速度达到240公里/小时，但并没有投入使用。l 天梭电力机车由大同机车厂联合株洲所于2002年研制成功，也是大同机车厂生产的第一种交直交流电传动电力机车。天梭型电力机车是在“奥星”机车、“中华之星”电力动车组基础上改进而成的交流传动高速客运电力机车，持续功率为4,800千瓦，最高运用速度为200公里/小时，采用中国自主研制的GTO水冷牵引变流器、交流传动控制系统、牵引电动机和微机控制系统。8机车产品介绍 KZ4AC型电力机车型电力机车为200km/h，是由株机（2004年）自主研发的满足独联体的最高速度交流传动客运电力机车。机车具有优越的耐寒性能，能适应零

4、下50的运用环境。机车采用了整体承载结构车体，设两端司机室；机械间采用中间走廊，设备为斜对称原则布置，卧式主变压器，独立通风；机车采用网络控制系统，分别设有两个装备IGBT模块的主辅变流器，牵引电机为轴控形式。机车采中间低位推挽式牵引装置，牵引电动机为架承式。9机车产品介绍l HXD型机车是在2006年由西门子设计制作，株机生产。由两节完全相同四轴机车连挂而成，采用交直交流电传动、水冷IGBT牵引逆变器、变频异步牵引电动机、“SIBAS 32”微机控制系统、列车通信网络，额定功率为9600千瓦，最高运行速度为120公里/小时。l HXD1B型六轴电力机车是2007株机和西门子联合在HXD1型电

5、力机车设计制造技术平台的基础上研制的，车型代号HXD1B（数字是生产厂商代号：1代表株洲电力机车），一般称为和谐1B型电力机车（车辆编HXD1B0 xxx）。该型机车采用IGBT牵引变流器，单轴控制技术，单轴交流电牵引电动机最大功率1600 kW、总功率9600 kW，轴式Co-Co。10机车产品介绍l HXD1C型电力机车（2009）是干线货运用六轴交流电传动电力机车，由中车株洲电力机车为适应中国铁路运输市场而设计。使用了很多国产化元件，中国中车株洲电力机车方面称，HXD1C型机车的国产化率90%以上。包括使用IGBT模块（3300V/1200A）的牵引变流器（IGBT芯片仍需从英飞凌等外国

6、公司购买）、网络控制系统等。轴式为Co-Co，单轴控制技术，六轴每轴装有一台最大功率1200 kW 的交流电牵引电动机，总功率7200 kW。可在线路坡度12%以下的路段，牵引5000吨至5500吨货物列车。11机车产品介绍l HXD1D型电力机车是6轴7200kW交流传动准高速客运电力机车，由中国中车株洲电力机车有限公司于2011年完成设计。机车运行速度160km/h，采用大功率IGBT水冷变流器、大功率异步牵引电机、卧式主变压器、微机网络控制系统、弹性全悬挂转向架、独立通风等技术。l 南非E21双流制电力机车是2013年由株机自主研发制造出口给南非。机车可以运行在AC25kV和DC3kV两

7、种供电制式下，并可以实现供电制式的自动检测和模式转换；机车牵引电路变流元件采用由6.5kV电压等级大功率水冷 IGBT模块，采用主辅集成一体化设计，辅助逆变器集成在主变流器中；牵引电机采用轴控。12机车产品介绍 车型车型 系列系列 机车轴式机车轴式 机车功率机车功率 设计速度设计速度HXD1西门子2（BO-BO）9600KW120km/hHXD1B西门子CO-CO9600KW140km/hHXD1C时代电气CO-CO7200KW120km/hHXD2阿尔斯通2(BO-BO)10000KW120km/hHXD2B阿尔斯通CO-CO10000KW120km/hHXD3东芝CO-CO7200KW12

8、0km/hHXD3B庞巴迪CO-CO9600KW120km/h“和谐和谐”系列货运电力机车系列货运电力机车铁道部提出货运繁忙区段单机牵引50006000t，速度120km/h的要求13机车产品介绍最新产品n 株洲动力集中动车组牵引变流器 单轴功率1600kW，可兼容三种不同速度（160km、200km、300km）的动力集中动车组技术平台。n 大连动力集中动车组牵引变流器 首创四象限列供技术在轨道交通领域的应用。首创主辅列供电路独立，结构集成的系统解决方案。14机车产品介绍电力机车业绩表电力机车业绩表 型号型号主电路主电路特征特征中间直中间直流电压流电压电流等电流等级级速度等速度等级级数量数量

9、应用车型应用车型IBAM6550VIGBT两电平DC3000V750A100km/h554台南非双流制货运机车600AIBBM3300VIGBT两电平DC1800V1200A160km/h225台HXD1D型客运电力机车120km/h1572台HXD1C、HXD1型货运电力机车1500A100km/h2台30T大轴重电力机车15机车产品介绍内燃机车业绩表内燃机车业绩表型号型号主电路主电路特征特征中间直流中间直流等级等级电流等电流等级级速度等速度等级级数量数量应用车型应用车型IBBM3300VIGBT两电平DC1600V1200A120km/h18台出口澳大利亚SDA1机车DC1600V1200

10、A100km/h2台HXN5B型调车机车16动车产品介绍动车牵引变流器目前已经搭建平台涵盖各速度等级。包括：自主高速自主高速6500V水冷平台水冷平台 自自主城际主城际3300V水冷平台水冷平台 引引进进CRH2平台平台动车产品介绍自主高速自主高速6500V水冷平台水冷平台项目项目变流器变流器型号型号中间电中间电压压功率功率集成度集成度研制研制年份年份装变装变流器流器数量数量更高速度等级试验列车（500km）TGA163500V2961KVA主辅一体2011年8台永磁高速动车组TGA283500V2632KVA主辅分离2012年4台中国标准动车组tPower-T133600V2980KVA主辅

11、一体冷却分离2014年4台动车产品介绍项目项目变流器型号变流器型号研制年份研制年份变流器变流器数量数量备注备注CRH6F-160城际动车组城际动车组TGE22012年12台主辅完全集成双流制城际动车组双流制城际动车组tPower-T112012年2台交、直流供电1400km/h市域车tPower-T162014年4台阿根廷罗卡线动车组阿根廷罗卡线动车组tPower-T142014年172台首个批量生产长株潭城际动车组tPower-t172014年4台温州S1市域动车组tPower-T142014年4台160km/h动车组平台动车组平台tPower-T132014年走形风冷、中频辅变马其顿动车组

12、马其顿动车组tPower-T152014年4台无二次回路自主城际自主城际3300V水冷平台水冷平台动车产品介绍引进引进CRH2平台平台 总数：总数：5317柜柜项目CRH2ACRH2B CEH2ECRH2CCRH380ACRH380AL400公里检测车CEH6-200广深港高铁E27E28高寒车E31E36变流器型号 TGA10MAP-304-A25V141TGA10TGA10ATGA10CTGA10DTGA10ETGA10GTGA10HTGA10J年份2006年2008年2008年2009年2010年2010年2010年2011年2012年2013年2013年2014年2014年2015年参

13、数 输入电压：AC1500VAC1658V输入电流：AC900-1100A中间电压：3000V/3100V输出三相电压：0-2400V输出电流：350497A变流器数量400台80台160台360台240台1400台7台104台54台1374台1084台40台6台8台PS：上述参数适用于所有表中车型：上述参数适用于所有表中车型动车产品介绍四方中标动牵引变压器四方中标动牵引变压器输入电压输入电压AC1900V输入电流2x814A直流电压3600V输出电流2x314A电机功率4x625kw辅助容量260kVA冷却方式强迫水冷p 牵引、辅助、冷却系统一体的高度集成方式牵引、辅助、冷却系统一体的高度集

14、成方式p 整流、逆变模块可互换整流、逆变模块可互换动车产品介绍唐山中标动牵引变流器输入电压输入电压AC1900V输入电流2x847A直流电压3600V输出电流2x334A电机功率4x650kVA辅助容量200kVA冷却放式强迫水冷 与四方标动统一平台、简化率高与四方标动统一平台、简化率高 变流器采用弹性悬挂变流器采用弹性悬挂城轨产品介绍城轨牵引逆变器产品型谱城轨牵引逆变器产品型谱平台平台冷却方冷却方式式容量容量kVA型号型号电压等级电压等级V(直直)控制平控制平台台质量质量KG推广时推广时间间(年年)应用情应用情况况简统化自然冷却2x600TGN511500MDCU49020082453TGN

15、53750MDCU4902010799下一代自然1000tPower-TN31500CDCU8802014954新一代强迫风冷2x600TN101500CDCU110020164TN6750CDCU1100201668永磁牵引逆变器自然冷却2x600TGN7550020149TN5750MDCUTN141500CDCU磁悬浮强迫风冷900TGA191500MDCU3902014129机车产品2017年机车产品年机车产品一、株机动力集中型动车组一、株机动力集中型动车组I、II、III型型 以株机动力集中动力车III型车为基础，兼容300km/h及以下速度等级的动力集中型动车，打造主辅一体化高功率

16、密度型快速机车变流器计术。n 关键创新关键创新 功率密度高达2.13kW/kg。全新高压大功率变流器技术平台，具有单轴1600kw等级及以下的全覆盖设计.在共中间直流回路的条件下，可实现单轴故障切除，提升可用性。n 技术难点技术难点 解决高功率密度下变流器散热问题。采用电动隔离开关实现故障模式下的单轴切除，解决每轴电容器之间的倒能问题；中间回路引入线路电感，解决在全速范围内的系统震荡问题。动车产品2017年动车产品工作规划n 打造国内首个高速双层动车平台，各打造国内首个高速双层动车平台，各项指标领先国内竞争对手项指标领先国内竞争对手n 关键创新关键创新 采用智能功率模块，集成度更高采用智能功率

17、模块，集成度更高 首次采用高频辅变首次采用高频辅变n 技术难题技术难题 车内布置小型化和轻量化要求更高车内布置小型化和轻量化要求更高 减振降噪指标更严格，减振降噪指标更严格，EMC性能更性能更难实现。难实现。PCU、高频辅变尚无成熟经验、高频辅变尚无成熟经验在在350公里标动基础上，进一步实现变流器公里标动基础上，进一步实现变流器的轻量化及小型化，完善中国标准动车组的轻量化及小型化，完善中国标准动车组谱系化谱系化n 关键创新关键创新 无二次回路无二次回路 无高频辅变无高频辅变n 技术难技术难题题 采采用用DC1850V中间电压，需评估部件可靠中间电压，需评估部件可靠 无二次回路主电路的稳定性无

18、二次回路主电路的稳定性 轻轻量量化向国际竞争对手看齐化向国际竞争对手看齐时速时速350km双层动车组双层动车组时速时速250km标准动车组标准动车组城轨产品2017年城轨产品工作规划年城轨产品工作规划 四方地铁平台四方地铁平台n 满足满足140km速度等级的需求，速度等级的需求，体现集成化、轻量化的特点。体现集成化、轻量化的特点。关键创新关键创新铝合金全铆接技术在城轨主变上首次应用铝合金全铆接技术在城轨主变上首次应用集成逆变式（包含高压部件、平波电抗器）集成逆变式（包含高压部件、平波电抗器）技术难题技术难题使用使用SIC器件，需积累应用经验器件，需积累应用经验铝合金大柜体强度和批量化成本优先铝

19、合金大柜体强度和批量化成本优先 墨尔本地铁墨尔本地铁首次出口澳洲，树立公司品牌国际影首次出口澳洲，树立公司品牌国际影响力响力DC1500v和和DC3000V两种供电兼两种供电兼容容2017年完成样机试制、试验首列年完成样机试制、试验首列交付。交付。城轨产品地铁永磁平台地铁永磁平台 集成式通风冷却集成式通风冷却 2017年完成样机试制，型式试验，应用年完成样机试制，型式试验，应用至少一个是市场项目至少一个是市场项目空轨电车平台空轨电车平台 轻量化、小型化轻量化、小型化 2017年完成样机试制、型式试验年完成样机试制、型式试验时速时速160km中速磁悬浮中速磁悬浮 输出高压大电流输出高压大电流 2

20、017年完成方案研究，样机试制、型式试年完成方案研究，样机试制、型式试验验城轨产品跨座式单轨电车跨座式单轨电车 主辅一体集成水冷主辅一体集成水冷 2017年完成样机试制，型式试验年完成样机试制，型式试验低地板项目低地板项目D平平台（车载储能元件充电装置台（车载储能元件充电装置+接触网供电）接触网供电）S平台（地面储能元件充电装置平台（地面储能元件充电装置+接触网供电）接触网供电）M平台（小功率电机、工业级平台（小功率电机、工业级IGBT）基本形成基本形成3个平台、后继项目平台基础上演个平台、后继项目平台基础上演化化 2017年完成四方有限胶轮车、庞巴迪改造项年完成四方有限胶轮车、庞巴迪改造项目、株机五模块等交付。目、株机五模块等交付。