牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書

1、牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書時(shí)速200公里動(dòng)車組工程牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司2022年11月12日第1頁(yè)共7頁(yè)牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書?時(shí)速200公里動(dòng)車組工程-牽引輔助變流器采購(gòu)意向鐵路應(yīng)用機(jī)車車輛用電力變流器振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)電磁兼容性-總那么電磁兼容-車輛設(shè)備絕緣的協(xié)調(diào)性車輛對(duì)于電氣危險(xiǎn)的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)車輛用電氣設(shè)備牽引系統(tǒng)的電力供給EN60077-1通用維護(hù)條件TB/T1333.1-2022鐵路應(yīng)用機(jī)車車輛電氣設(shè)備第1局部：一般使用條件和通用規(guī)那么EN60310鐵路應(yīng)用車載牽引變壓器和電感器3依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)AX0000006426

2、9牽引、方向、速度限制器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)C版本AY00000001332牽引、輔助系統(tǒng)技術(shù)要求C版本AY00000001333牽引、輔助系統(tǒng)技術(shù)描述B版本2442DT牽引輔助變流器技術(shù)描述4技術(shù)描述與主要技術(shù)參數(shù)根據(jù)AY1332AY1333技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中描述的牽引特性、制動(dòng)特性、輔助系統(tǒng)的技術(shù)要求,對(duì)牽引輔助變流器的技術(shù)方案描述如下：4.1概述在周圍環(huán)境溫度為40c和接觸網(wǎng)電壓大于或等于22.5kV的條件下,每臺(tái)牽引輔助變流器能夠同時(shí)給兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)提供550kW勺功率,滿足動(dòng)車組的電氣牽引和制動(dòng)特性一再生制動(dòng)接觸網(wǎng)吸收能量時(shí)或電阻制動(dòng)過(guò)分相時(shí)一以及輔助系統(tǒng)供電.牽引輔助變流器主要包括：- 2個(gè)四象限變流

3、器4QC儕4QC2,給2個(gè)牽引逆變器和1個(gè)輔助變流器供電.-2個(gè)三相逆變器INV-TRAZ俐INV-TRAZ2,每個(gè)給一個(gè)異步牽引電動(dòng)機(jī)- 2個(gè)制動(dòng)斬波器CHF1和CHF2,當(dāng)列車在過(guò)分相區(qū)制動(dòng)時(shí),能夠?qū)⒛芰肯脑谥苿?dòng)電阻上.第2頁(yè)共7頁(yè)牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書1工程來(lái)源EN50125-1鐵路應(yīng)用設(shè)備環(huán)境條件第1局部：車載設(shè)備與長(zhǎng)客股份簽訂的書?2引用標(biāo)準(zhǔn)EN50207(2000)EN61373(1999)EN50121-1(1997)EN50121-3-2(2000)EN50153鐵路應(yīng)用EN50155鐵路應(yīng)用EN50163鐵路應(yīng)用-1個(gè)輔助變流器CH-INVAUX,給輔助負(fù)載提供400

4、VAC和50Hz的電源.- 1個(gè)牽引限制單元TCU,限制四象限變流器、制動(dòng)斬波器和牽引逆變器的IGBT,實(shí)現(xiàn)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合同要求的動(dòng)態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩和功率限制.-牽引限制單元通過(guò)電壓和電流傳感器監(jiān)控牽引變流器工作狀態(tài),以調(diào)節(jié)牽引電動(dòng)機(jī)在牽引和電空制動(dòng)時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩.- 1個(gè)輔助限制單元ACU,限制輔助變流器的IGBT,為輔助負(fù)載提供400VAC-50Hz三相交流電壓.牽引輔助變流器的IGBT器件集成在5個(gè)功率模塊中：-2個(gè)相同的四象限功率模塊,每一個(gè)模塊是一個(gè)四象限變流器,包含8個(gè)600A的IGBT和相應(yīng)的反并聯(lián)二極管.-2個(gè)相同的逆變斬波功率模塊,每一個(gè)模塊是一個(gè)牽引逆變器和一個(gè)制動(dòng)斬波器,包含7

5、個(gè)600A的IGBT和相應(yīng)反并聯(lián)二極管.-第五個(gè)模塊是輔助功率模塊包括：-4個(gè)1200AIGBT,執(zhí)行2個(gè)單相逆變器的功能.-2個(gè)600AIGBT和8個(gè)二極管,執(zhí)行整流器和諧振的功能.-6個(gè)1200AIGBT和相應(yīng)的反并聯(lián)二極管,執(zhí)行輔助逆變器的功能.4.2冷卻系統(tǒng)通過(guò)安裝在模塊上的散熱板內(nèi)冷卻劑水和乙二醇混合物的循環(huán),實(shí)現(xiàn)IGBT和二極管的冷卻.冷卻劑循環(huán)流入熱交換器中時(shí)將熱量釋放到周圍的環(huán)境中.空氣從車輛的側(cè)邊通過(guò)2個(gè)風(fēng)扇流入熱交換器,通過(guò)牽引服變流器下部的風(fēng)道噴到路基上.冷卻系統(tǒng)是由以下部件組成的：- 1個(gè)熱交換器- 1個(gè)泵- 2個(gè)風(fēng)扇- 1個(gè)膨脹水箱還有以下附件：- 2個(gè)快速接頭- 1

6、個(gè)平安閥- 1個(gè)別離通風(fēng)裝置- 1個(gè)水填充系統(tǒng)- 1個(gè)溫度傳感器- 1個(gè)壓力傳感器冷卻系統(tǒng)的每一個(gè)部件均能容易的在變流器下部進(jìn)行檢修與維護(hù)操作.冷卻劑液面指示能夠通過(guò)車廂旁邊顯示；壓力傳感器和溫度傳感器是提供限制和調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的信號(hào).冷卻管路的溫度限制標(biāo)準(zhǔn)是由TCUft照文件中描述所限制的.1.1.1泵的參數(shù)電壓380VAC50Hz三相電壓變化范圍380VAC10%電壓失真10%TCU實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控泵的工作狀態(tài).1.1.2電機(jī)風(fēng)扇參數(shù)第3頁(yè)共7頁(yè)牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書電機(jī)風(fēng)扇為雙速電機(jī)風(fēng)扇,其功能是提供通過(guò)熱交換器的空氣流.低速運(yùn)行的目的是牽引/輔助變流器工作在減功工況下例如,到站停車時(shí)

7、,減少噪聲.牽引/輔助變流器電機(jī)風(fēng)扇是由TCU空制的.電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇主要技術(shù)參數(shù)：電壓380VAC50Hz三相電壓變化范圍380VAC10%電壓失真10%4.3四象限變流器輸入階段是由2個(gè)IGBT四象限變流器組成的,在電制開工況下能將電能反饋給接觸網(wǎng).由牽引變壓器的2個(gè)次邊繞組提供電壓,限制并穩(wěn)定中間直流電壓到達(dá)要求值.兩個(gè)四象限變流器,相位差為180,能夠從接觸網(wǎng)吸收功率因素接近1的電流或者在電制動(dòng)期間提供電流.每個(gè)IGBT功率模塊是由相同的模式組成的全控橋電路.這兩個(gè)全控橋的輸出是并聯(lián)的,能將牽引變壓器次邊單相交流電壓1770Va.轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定直流電壓.主要技術(shù)參數(shù)：類型：強(qiáng)迫關(guān)斷兩個(gè)全控橋并聯(lián)

8、連接功率半導(dǎo)體器件：600A/6500VIGBT包括反并聯(lián)的二極管,模塊絕緣電壓9.5kV冷卻液：水和乙二醇混合溶液輸入電壓：2X1770VAC輸出電壓：3200-3700VDCIGBT工作頻率：250Hz4.4牽引逆變器三相逆變器是把中間直流電壓變換為三相交流電壓供給相應(yīng)的異步牽引電動(dòng)機(jī).電壓值和頻率根據(jù)牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而進(jìn)行調(diào)節(jié)變化；逆變器能進(jìn)行從電氣牽引到電氣制動(dòng)的轉(zhuǎn)換.主要技術(shù)參數(shù)：類型：兩級(jí)三相逆變器功率半導(dǎo)體器件：600A/6500VIGBT包括反并聯(lián)的二極管,模塊絕緣電壓9.5kV冷卻液：水和乙二醇混合溶液輸出電壓102808V4.5制動(dòng)斬波器當(dāng)列車處于過(guò)分相電區(qū)時(shí),制動(dòng)斬波器能

9、將電氣制動(dòng)期間的反應(yīng)能量在制動(dòng)電阻上消耗.主要技術(shù)參數(shù)：功率半導(dǎo)體器件：600A/6500VIGBT包括反并聯(lián)的二極管,模塊絕緣電壓9.5kV半導(dǎo)體冷卻液：水和乙二醇混合溶液最大輸出電壓：2X522.1kW工作頻率：250Hz4.6輔助變流器第4頁(yè)共7頁(yè)牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書輔助變流器與牽引變流器一起安裝在列車的第1、2、4、7和8車的下方,直接從牽引變流器的中間直流回路獲得輸入電源.輔助變流器是采用IGBT的雙級(jí)結(jié)構(gòu),從電路角度看,包含：-一個(gè)單極線路隔離開關(guān)(KAUX.-一個(gè)輸入濾波器.-兩個(gè)單相逆變器.-兩個(gè)高頻變壓器.-兩個(gè)全波整流橋.-一個(gè)中間濾波器.-一個(gè)三相輔助逆變器.-一

10、個(gè)輸出濾波器.-一個(gè)可以減少中間電源的電磁噪聲干擾的EMI濾波器.-一個(gè)如果輔助逆變器發(fā)生故障而使它與三相線隔離的輸出遙控開關(guān)(TLUI)o-一個(gè)輔助限制單元(ACU)o-一個(gè)在變流器內(nèi)將三相線接地的手動(dòng)隔離開關(guān)(SMT400O4.6.1輸入濾波器LC型的濾波器通過(guò)隔離開關(guān)KAUXW牽引逆變器并聯(lián)接在中間直流回路上,由一個(gè)200pH電抗器(LAUX)和4個(gè)120F電容器(CAI11,CAI12,CAI21和CAI22)0輸入濾波器容量的方式是當(dāng)電源電壓變化而輸入到2個(gè)單相逆變器的輸入電壓有限的；止匕外,一個(gè)電壓傳感器(TV時(shí)時(shí)測(cè)量輸入濾波器的電壓,為了輔助變流器工作在事先規(guī)定的變化范圍內(nèi).4.

11、6.2高頻降壓變流器這是輔助變流器的第一階段,它的組成：-兩個(gè)單相逆變器.-兩個(gè)高頻變壓器(4kHz).-兩個(gè)全波整流橋.-一個(gè)中間濾波器,由1mH的電抗器(LAUC和980F的電容(CADC組成,工作頻率(8kHz)是高頻變壓器的二倍.降壓變流器的主要任務(wù)是：-轉(zhuǎn)換600Vde的輸入電壓以滿足輔助逆變器的需要.-通過(guò)高頻變壓器(TR1-TR2保證輸入電壓和輔助逆變器的電源之間的電氣隔離.4.6.3輔助逆變器輔助變流器的第二階段是輔助逆變器,采用1950Hz的開關(guān)頻率的PWMfc術(shù),是由3對(duì)IGBT和相應(yīng)的反并聯(lián)二極管組成；每對(duì)IGBT組成一個(gè)三相變流器的一輔助逆變器的主要任務(wù)是將輸入直流電壓

12、(600VDC轉(zhuǎn)換為三相+中性400VAC-50Hz的交流電壓,供給中壓負(fù)載使用.一個(gè)LC三相輸出濾波器限制輸出電壓諧波的干擾；該濾波器是由電抗器LU1、LU2和LU3以及三相電容器CU1CU萬(wàn)口CU到成.中性線穿過(guò)星星連接的輸出電容器的中央.限制和保護(hù)是由電壓傳感器的逆變輸出開關(guān)(TLU)和相位電流傳感器進(jìn)行.第5頁(yè)共7頁(yè)牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書4.6.4EMI濾波器為了減少輔助變流器的電磁噪聲干擾,在中壓電源和低壓電源使用濾波器.4.6.5輔助限制單元ACU帶微處理器的ACU通過(guò)給IGBT相應(yīng)的指令驅(qū)動(dòng)輔助變流器和根據(jù)檢測(cè)輸入電壓和電流驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電氣機(jī)械部件,并產(chǎn)生輸出電壓和電流.通過(guò)

13、相應(yīng)的電壓、電流傳感器讀取參數(shù).逆變器IGBT的調(diào)節(jié)使輸入電流接近正弦波形式,可顯著提升輸入功率因數(shù).止匕外,限制器有電氣保護(hù)功能,在下面模式時(shí)停止輔助交換器：-在下面情況下臨時(shí)停止：電源電壓浪涌超過(guò)允許值；過(guò)載或短路；過(guò)熱.-在下面情況下永久停止：三相輸出的缺乏一相；變流器外部的400Vac線路重復(fù)短路；內(nèi)部短路.輔助限制器與列車邏輯之間的通信通過(guò)MVEBB口連接.4.6.6輸出開關(guān)TLU單穩(wěn)態(tài)的四極開關(guān)電器,可限制相應(yīng)的三相線路R-S-T-N;它是由ACU限制；當(dāng)輔助逆變器產(chǎn)生充足的電壓時(shí),開關(guān)閉合；當(dāng)?shù)陀陬A(yù)測(cè)值時(shí),開關(guān)斷開.輸出開關(guān)TLU處于“閉合狀態(tài)2秒后,其狀態(tài)由列車邏輯來(lái)限制.在模

14、擬的模式限制重載的引入,預(yù)防電流重疊.這樣變流器可能由于功率過(guò)載而導(dǎo)致輔助變流器停止.4.6.7接地開關(guān)SMT400三極轉(zhuǎn)換開關(guān),允許輔助變流器隔離開關(guān)把車輛相應(yīng)的三相線路和變流器接地三相線路隔開,目確實(shí)保變流器內(nèi)部的維護(hù)操作平安,列車的其它車輛的變流器應(yīng)通過(guò)400V的車間插座供電.4.6.8主要技術(shù)參數(shù)輔助變流器通過(guò)2個(gè)斬波器和一個(gè)高頻去耦變壓器將中間直流電壓轉(zhuǎn)為一適宜的電壓供給輔助逆變器,給輔助系統(tǒng)的負(fù)載提供400Vac的電壓.輔助變流器技術(shù)參數(shù)：類型兩級(jí)功率半導(dǎo)體器件：3300V-1200AIGBT單相逆變器,模塊絕緣電壓9.5kV1700V-600AIGBT整流器的諧振局部1200V-1200AIGBT輔助逆變器半導(dǎo)體的冷卻液：水和乙二醇溶液輸出電壓：400VAC50Hz輸出持續(xù)功率：300kVAcos小=0.8周圍環(huán)境溫度為+45C4.7牽引限制單元TCU參考文件2359DT牽引限制單元的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).5外形結(jié)構(gòu)與接口5.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第6頁(yè)共7頁(yè)牽引輔助變流器技術(shù)方案說(shuō)明書在1