CRH2型動車組牽引傳動系統(tǒng)工作原理及控制.doc

=精選公文范文，管理類，工作總結(jié)類，工作計劃類文檔，歡迎閱讀下載=CRH2型動車組牽引傳動系統(tǒng)工作原理及控制技師 參評論文 CHR2型動車組牽引傳動系統(tǒng)工作原理及控制CRH2型動車組牽引傳動系統(tǒng)設(shè)備配置及工作原理 概論 牽引傳動系統(tǒng)是CRH2型高速動車組的動力來源。整個系統(tǒng)動力均勻分布于整列動車組的四個基本單元之中，形成了一個完整的組合的動力源。巨有牽引功率大、啟動平穩(wěn)、快速快捷、有效抑制空轉(zhuǎn)和滑行保護到位等特性，并與多個系統(tǒng)連鎖控制，實現(xiàn)運行平穩(wěn)，多級調(diào)速和準確停車。 一、牽引傳動系統(tǒng)的組成 CRH2型高速動車組以四動四托為編組，其中2，3，6，7號車為動車，1，4，5，8號車是拖車，配備兩個牽引系統(tǒng)，首尾兩車各設(shè)有司機室可雙向行駛。正常情況下兩個牽引系統(tǒng)均工作，當某一系統(tǒng)發(fā)生故障時可自動切斷故障源繼續(xù)行駛。 CRH2型高速動車組采用動力分散交流傳動模式，主要有受電弓，牽引變壓器，脈沖整流器，中間環(huán)節(jié)，牽引變流器，牽引電動機，齒輪傳動等組成。 二、 牽引傳動系統(tǒng)的主要設(shè)備配置 ：車頂設(shè)備配置 各車輛間的主電路均采用高壓電纜和高壓電纜連接器連接。高壓電纜連接器分為直線型，5度傾斜型，T型等幾種，通過這些高壓電纜連接器接通高壓電纜。供電設(shè)備配置在4，6號車前部車頂，主要有受電弓和接地保護開關(guān)等。 ：車底設(shè)備配置 動車組牽引傳動系統(tǒng)車底設(shè)備主要有網(wǎng)側(cè)高壓電氣設(shè)備，牽引變壓器，牽引變流器，牽引電動機等設(shè)備組成。全列共計2臺牽引變壓器，4臺牽引變流器，16臺牽引電動機。牽引變壓器位于2，6號車底，牽引變流器和牽引電動機皆配置在2，3，6，7號車底。 三、動車組牽引傳動系統(tǒng)主要設(shè)備 ：受電弓 動車組受電弓是從接觸網(wǎng)獲得電能的主要設(shè)備，也是動車組主電路的高壓設(shè)備之一。受電弓主要通過列車運行時壓縮空氣進入升弓裝置氣囊升起受電弓，使受電弓滑板與接觸線接觸而獲電；絳弓時排出氣囊內(nèi)壓縮空氣使受電弓落下。 ：接地保護開關(guān) 受電弓和接地保護開關(guān)安裝在同一車輛上。接地保護開關(guān)通過把特高壓電源接地，防止對車體施加特高電壓。當主電路發(fā)生電流異常或接觸網(wǎng)電壓異常等事故時，強制性地操作保護接地開關(guān)，把接觸網(wǎng)接地，使接地電流流向接觸網(wǎng)，變電站供電系統(tǒng)中的隔離開關(guān)跳閘，接觸網(wǎng)處于無電壓狀態(tài)，以保護動車組不受損壞。此外，作業(yè)維修人員在對高壓設(shè)備箱檢查維修時為確保人員安全，接地保護開關(guān)與高壓設(shè)備箱采取聯(lián)動鎖定措施，將受電弓預(yù)先接地，即使萬一受電弓升起，也能防止觸電事故的發(fā)生。 ：高壓設(shè)備箱 高壓設(shè)備箱安裝在2,6號車低架下，內(nèi)置：真空斷路器，避雷器，地板下電纜連接盒等主要器件。高壓設(shè)備箱內(nèi)安裝的各部件可單獨裝卸也可整體裝卸。高壓設(shè)備箱上裝有避雷器，側(cè)面裝有真空斷路器，地板下電纜盒及指示燈。防止作業(yè)維修人員在設(shè)備檢查時高壓觸電，高壓設(shè)備箱與接地保護開關(guān)進行聯(lián)動鎖定。 ：真空斷路器 真空斷路器配置在高壓設(shè)備箱內(nèi)用來斷開和接通25KV電路，并作為故障狀態(tài)的保護器件，兼有斷路器和開關(guān)兩種作用。當牽引變壓器牽引側(cè)以后的電路發(fā)生故障時，能迅速，安全，準確及時地切斷電路。真空斷路器與牽引變壓器配套使用，每列動車組配置2臺真空斷路器，每臺真空斷路器控制一臺牽引變壓器。 ：牽引變壓器 牽引變壓器是動車組上的重要部件，用來把25KV高壓電變換為供給牽引變流器及其它用電設(shè)備工作所適合的電壓。牽引變壓器除了具有堅固的機械結(jié)構(gòu)且體積小，質(zhì)量小，電磁線電密大，用量小的優(yōu)點外，還具有牽引繞組電抗相等保證牽引繞組側(cè)負荷均等的特點。牽引變壓器的兩個獨立的牽引繞組，每個牽引繞組與一臺牽引變流器連接，相互干擾小，使動車組運行穩(wěn)定。 ：牽引變流器 牽引變流器單相三電平脈沖整流器，中間直流電路，三電平逆變器，真空交流接觸器等主電路設(shè)備以及牽引控制裝置，控制電源等組成。每輛動車配置一臺牽引變流器，每臺牽引變流器驅(qū)動4臺并聯(lián)牽引電動機。 ：牽引電動機 牽引電動機是動車組的動力來源。全列共配置16臺三相異步電動機均勻分布在動車組的2，3，6，7號車底。每輛動車配置4臺牽引電動機，每臺額定功率300KW，最高轉(zhuǎn)速6120r/min,最高實驗轉(zhuǎn)速7040r/min。牽引電動機采用轉(zhuǎn)向架架懸方式，機械通風(fēng)冷卻，平行齒輪彎曲軸萬向接頭方向驅(qū)動，具有良好的牽引性能而且功率大諧波干擾小。 四、牽引傳動系統(tǒng)的主要工作性能及特點 ：牽引傳動系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換與傳遞 動車組牽引運行是將電能與機械能轉(zhuǎn)換與傳遞的過程。再生制動運行是將機械能轉(zhuǎn)換成電能的過程。從而形成閉合的能量轉(zhuǎn)換鏈條。 牽引運行時：受電弓將接觸網(wǎng)AC 25KV單項工頻交流電，經(jīng)過相關(guān)的高壓電氣設(shè)備傳輸給牽引變壓器，牽引變壓器降壓后輸出1500V單相交流電供給牽引變流器，脈沖整流器將單相交流電變換成直流電，經(jīng)中間直流電路將DC 2600-3000V的直流電輸出給牽引逆變器，牽引逆變器輸出電壓/頻率可調(diào)的三相交流電源驅(qū)動牽引電動機，牽引電動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速通過齒輪變速箱傳遞給輪對驅(qū)動列車運行。實現(xiàn)電能到機械能的轉(zhuǎn)換。 再生制動時，控制牽引逆變器使牽引電動機處于發(fā)電狀態(tài)，牽引逆變器工作于整流狀態(tài)，牽引電動機發(fā)出的三相交流電被整流為直流電并對中間直流環(huán)節(jié)經(jīng)行充電，使中間直流環(huán)節(jié)電壓上升。脈沖整流器工作于逆變狀態(tài)，中間直流回路直流電被逆變成單相交流電，該交流電通過牽引變壓器，真空斷路器，受電弓等高壓設(shè)備反饋給接觸網(wǎng)，從而實現(xiàn)機械能到電能的轉(zhuǎn)換。 ：牽引傳動系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)原理 動車組受電弓從接觸網(wǎng)接受25KV，50HZ單相交流電，通過真空斷路器連接到牽引變壓器原邊繞組。牽引變壓器牽引繞組輸出AC1500V，50HZ電源輸入脈沖整流器。脈沖整流器單相三電平PWM變流器，交流接觸器K組成。采用無觸點控制裝置實現(xiàn)對輸出直流電壓26003000V恒壓控制，牽引變壓器原邊單位功率因數(shù)的控制以及故障保護。再生制動時牽引變流器經(jīng)過牽引變壓器反饋電能。 牽引逆變器采用VVVF的控制方式，整流器輸入給支撐電容器的直流電壓，依據(jù)無接點控制裝置控制信號，輸出變頻變壓的三相交流電對4臺并聯(lián)牽引電動機進行速度力矩控制。再生制動時牽引電動機發(fā)出三相交流電，經(jīng)整流后向支撐電容器輸出直流電壓。 ：牽引傳動系統(tǒng)的主要特點 CRH2型動車組在牽引變壓器，牽引變流器，牽引電動機，控制策略等方面有顯著的特點。 ：牽引變壓器采用殼式結(jié)構(gòu)，車體下吊掛安裝，油循環(huán)強迫風(fēng)冷。牽引繞組為兩個獨立繞組，確保牽引繞組的高電抗，弱耦合性。 ：牽引變流器主電路采用兩開關(guān)功率器件串聯(lián)與中點帶鉗位二極管的方案，功率開關(guān)器件采用IPM智能功率模塊或IBGT模塊。其中IPM是將IGBT功率器件驅(qū)動電路，保護電路登封裝在一個模塊的 新型電子器件，是IGBT集成化，智能化的一種應(yīng)用方式。具有驅(qū)動功率小，吸收回路簡單，器件本身具有檢測和保護功能，可以采用多個并聯(lián)以增大電流容量。 ：采用單相三電平PWM脈沖整流器，直流母線電壓和容量提高一倍。減小了諧波失真，保證了變流器輸入側(cè)電流波形一定的正弦度，從而減小了對通信系統(tǒng)的諧波干擾。 ：牽引變流器中間直流環(huán)節(jié)不設(shè)二次諧波濾波裝置，減輕了牽引變流器和牽引變壓器的質(zhì)量。 ：逆變器采用三電平拓撲結(jié)構(gòu)，與其它逆變器相比，端電壓波形包含較少的諧波分量。在同一周期內(nèi)三電平逆變器有27種工作狀態(tài)，減小相鄰電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時引起的電壓和電流波動，從而降低了損耗，提高牽引電動機效率，減少轉(zhuǎn)矩脈動。 ：牽引電動機具有良好的牽引性能，可以實現(xiàn)寬范圍的平滑調(diào)速，使機車啟動時發(fā)出較大的啟動轉(zhuǎn)矩；牽引電動機可靠性高，同直流電動機比較，沒有因換向引起的電氣損耗和機械損耗，沒有環(huán)火，運行可靠性進一步提高；耐振動，耐風(fēng)雪，在多塵，潮濕等惡劣環(huán)境下正常運行；電機過載能力強；轉(zhuǎn)速高，功率/質(zhì)量比高，利于電動機懸掛；轉(zhuǎn)矩速度特性較好，可抑制空轉(zhuǎn)提高黏著利用率。 ：牽引電動機采用矢量控制策略，控制方式簡單，使整個牽引傳動系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能和控制精度。 五、CRH2型動車組牽引控制 牽引控制主要是動車組牽引運行過程中的主控制繼電器操作有效控制，運行方向控制，恒速運行控制，牽引設(shè)備控制等。 ：主控制繼電器操作有效控制 主控制繼電器決定司機操作是否有效，每端司機室內(nèi)有一個主控制繼電器，只有在主控制繼電器閉合時，其操作有效。當在動車組其中一端司機室進行主控操作時，通過連鎖控制，另一端司機室的操作無效，這樣保證了只能在一端司機室行駛。 ：運行方向控制 動車組運行方向控制的主要手段是利用安裝在司機室內(nèi)的方向控制器。方向控制器在T1車和T4車各有一套。方向手柄有3個位置：“前”位，“關(guān)”位和“后”位?！扒啊蔽粫r，向前繼電器得電動作；“后”位時，向后繼電器得電動作；“關(guān)”位時兩個繼電器均不動作。方向控制器控制牽引方向指令條件和牽引指令繼電器條件。方向指令條件；主控制繼電器MRC勵磁，方向手柄在“前”位時，線4加壓，向監(jiān)控器傳遞向前指令。方向手柄在“后”位時，線5加壓，向監(jiān)控器傳遞向后指令。 方向手柄不在“關(guān)”位，而是在“前”位或“后”位時，換向開關(guān)前R或后R得電，對應(yīng)的常開觸點閉合，牽引指令繼電器R得電動作。牽引指令繼電器R得電動作后，牽引指令才能發(fā)出。 ：牽引控制器與方向控制器連鎖控制； 牽引控制器又稱主控制器，主要功能是生成牽引指令的級位指令，同時生成牽引指令條件和恒速運行指令條件。 牽引控制器與方向控制器連鎖，牽引方向手柄在“前”位或“后”位時，牽引指令控制器 R得電動作。操作牽引控制器時，根據(jù)牽引控制器手柄的位置不同，不同的線加壓形成了10級的牽引指令輸入至監(jiān)控中央裝置，通過網(wǎng)絡(luò)向牽引變流器傳送牽引指令。 ：恒速運行 主控制器手柄在2級以上時，若其它條件滿足時，恒速繼電器CSR得電動作，與定速開關(guān)并聯(lián)的常開觸點閉合且處于自保狀態(tài)。牽引方向手柄不在空檔位。制動手柄在“運行”位。ATP常用制動無效：NBR勵磁；ATC常用制動無效：定速關(guān)閉開關(guān)沒有按下：定速關(guān)閉SW為OFF。此可見，制動較牽引更優(yōu)先級，從而保證了行車安全。 上述條件滿足時，當CSR得點動作后，其常開觸點閉合，線23得電加壓，將恒速控制信號傳給監(jiān)控中央裝置。 ：動車組牽引系統(tǒng)主要設(shè)備控制與管理； ：受電弓連鎖控制與管理； 受電弓裝置在動車組4，6號車上，在正常情況和列車不連掛的情況下，只能一個受電弓升起供電，當一個受電弓升起時，通過升弓聯(lián)鎖繼電器連鎖，另一個受電弓上升指令不能發(fā)出。受電弓的升降操作通過設(shè)置在司機室操縱臺和司機配電盤上的升/降開關(guān)進行控制或通過信息顯示器觸摸屏鍵進行切除和升弓操作。動車組的，號車均設(shè)置了升弓聯(lián)鎖繼電器PIR，當號車受電弓升起后，該車的升弓聯(lián)鎖繼電器勵磁，通過連鎖電路斷開號車的升弓電路，這樣號車的受電弓升起后，即使對號車的受電弓進行升弓操作也不會升起號車的受電弓。 ：牽引變壓器控制與管理； 動車組牽引變壓器的控制，主要有1，2，3次側(cè)保護及其他保護，保護和控制時相應(yīng)的保護開關(guān)動作，并分斷主斷路器將信息傳入終端裝置。 ：牽引變流器與主電路連鎖控制與管理： 牽引變流器除完成牽引控制外還與主斷路器VCB接口與控制。為防止VCB合閘時對牽引變流器電流沖擊，只有在牽引變流器1次側(cè)電源接觸器沒有投入時，接觸器投入繼電器KRR處入失電狀態(tài)，對應(yīng)的常閉觸點閉合，其他條件滿足時VCB可以合閘。VCB投入狀態(tài)下，當牽引變流器發(fā)生故障時，牽引變流器的故障繼電器失電，或當牽引變流器發(fā)生接地故障時，接地繼電器得電，VCB的合閘繼電器VCB-M失電，VCB斷開。只有VCB投入后，牽引變壓器1次側(cè)接入牽引接觸網(wǎng)，VCB投入狀態(tài)信號送入牽引變流器，起動中間濾波電容器