CRH2型200 km_h动车组牵引传动系统

2008年第4期 2008年7月lO日 机 车 电 传 动 ELECTI己ICDluVEFORLOCOM011VES №4．2008 July10，2008 霸孵研：}譬耐掣鼍鄹师勰堂聊㈣邦掣鼍唧铋盹≯妒秣帮N秽驾诮帮巧雾群舞蜊穿即彬秒曝种蛳礤孵翳“掣嘞黝节鼍嘟哪㈣∞嬲孽壤∞。雄：0黔子冀颦㈣鼍嘲轷嘟嘲gP’g锶 者口 ∥ 1：谐咖型200km／h动车组牵引传动系统 号 专 栏 作者简介：邓学寿(1966一) 摘要：简要介绍了cRH2型200hlm动车组牵引传动系统的组成和特点，详细分析了牵引，制男，高级工程师，主要从事 动特性和高压电器、牵引变压器、牵引电机等关键组件的技术参数和技术特点；cRH2型动车组牵引轨道交通车辆电气系统的 传动系统集成的高度成熟性及各大部件的高可靠性是保证动车组安全可靠性的最重要的因素。 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与开发工作。 关键词：CRH2型动车组；牵引传动；牵引，制动特性；高压电器；牵引变压器；牵引电动机 中图分类号：u266一 文献标识码：A 文章编号：1000-128x(2008)04一000卜07 nactionDriVeSystemof200km／hCRH2EMUs ．DENGXI埒棚 (T＆酬渤毗CSRS如ngLoc0Inodve&姚gStockCo．，L缸，Qingd加，Sllandong266lll，㈣ Absn锨：1kpre湖tpaper晰enyiInrodu∞s恤晰ldup锄dcha眦吲s6cof200lan／llCRH2．Tbc删}IIlicalp锄mctcrsandcha麟· 硎sticofsⅢ’hkeymodules硒删仇l，t髓kcsys嘲呱IlighVol诅geel∞tricaplp；玳mls．仃饕6伽∞m舒Drmerand删∞Ir晰ar；eanalyzedindetail．m训ty0fClⅢ2EMus怕c6∞syst锄锄锷洳aDdtbeIligll陀liabili哆ofe扯h蛐血parta∞tbcmostim脚teleIT嘲Its衄 锄IIre山es疵mnningofEMUs． ‘· Key帅f凼：C砌{2E删s：昀州衄鲥vc；昀cd伽／l，ml汜ch扰赋鲥stic；highv01姆ek赋出app锄ms；昀cti∞柏nsf0Im％啦ti∞ motor 1 系统概述 1．1 系统组成 CRH2型200kIn／tl动车组编组形式为8辆编组，动力 配置为4M+4T，即T—M—M．T-T-M—M-T，其中相邻两 动车为1个基本动力单元。每个动力单元具有独立的牵 引传动系统。 ’ 图l CRH2型动车组牵引传动系统组成原理图 收稿日期：2008一05—22 牵引传动系统组成原理图如图1所示，主电路结构 原理简图如图2所示。 脚2 牵引传动系统主电路原理图 1．2系统布置 CRH2动车组正常运行时，采用单弓受流，另一台 受电弓备用，处于折叠状态。2、3、6、7号车为动车，车 下有主变流器和牵引电动机，其中2、6号车下装有牵 引变压器。 1)车顶电气设备布置 在各车辆间，主电路采用高压电缆和高压电缆连 接器连接。动车组在2号车后部、3号车前后部、4号车 万方数据 ， ● 机 车 电 传 动 前部、5号车后部、6号车后部的车顶上设置特高压电缆 连接器，4号车后部、5号车前部的各车顶上，为了方便 摘挂，设置了特高压电缆用倾斜型电缆连接器。在4、6 号车前部车顶安装有受电弓和保护接地开关等设备。 2)车底电气设备布置 CRH2型动车组每个基本动力单元的牵引传动系统 主要由网侧高压电气设备、1台牵引变压器、2台主变流 器、8台三相交流异步牵引电机等组成。全列车共计2 台受电弓、2台牵引变压器、4台主变流器、16台牵引电 动机。动车组正常时升单弓运行，另一台受电弓备用。 牵引传动系统的电传动设备布置在2、3、6、7号车的车 底。 1．3系统特点 CRH2型动车组牵引传动系统采用交流传动，在牵 引变压器、主变流器、牵引电机、控制策略等方面有其 显著的特点： ①牵引变压器采用壳式结构、车体下吊挂安装、 油循环强迫风冷，一次侧采用两组并联结构的绕组， 从而增加了每相牵引绕组的容量；牵引绕组为2个独 立线圈，确保牵引绕组的高电抗、弱耦合性。 ②主变流器主电路采用两开关功率器件串联与中 点带钳位二极管的方案，功率开关器件采用IPM智能 功率模块或IGBT模块。 ③主变流器中间直流环节不设二次谐波滤波装 置，减轻了主变流器和牵引变压器的重量。 【每电溅悄-m】 每编组牵引力，l【N 编组：4M4T 变速比：3．036(85／28) 车轮直径：820mm 主电机：MT205型 ④牵引电机具有良好的牵引特性，可以实现宽范 围的平滑调速，使动车组启动时具有较大的启动转 矩；结构简单，可靠性高；耐振动、耐风雪，可以在多 尘、潮湿等恶劣环境下正常运行；过载能力强；转速 高，功率／重量比高，有利于电机悬挂；转矩一速度特 性较陡，可抑制空转，提高粘着利用率。 2牵引／制动特性 CRH2型动车组的牵引特性曲线如图3所示。 CRH2型动车组的制动分为空气制动和再生制动， 优先采用再生制动。由制动控制装置进行总制动力的 计算和分配。 动车组再生制动的特性曲线如图4，再生制动减速 度特性曲线如图5所示。 牵引传动系统中牵引变压器、主变流器、牵引电 机的容量计算是非常重要的设计依据。首先应根据列 车的牵引特性、再生制动特性的最大值求出列车轮缘 的输出功率，根据牵引传动系统中各部件的效率、功 率因数等，按牵引电机一主变流器一牵引变压器的顺 序求得每个部件的最大功率。功率因数和效率与列车 所处的运行-T况密切相关，随速度的变化而变化，特 别是低速运行时效率比较低。由于效率特性很难用精 确的数学模型描述，因此在容量的计算中功率因数与 效率假定为常数，常采用额定值进行近似计算。在通 常的运行条件下是没有问题的。在特殊的运行条件或 功率因数，效率，％ 打：}骨率×l儿00，％ 接触网电压：22．5kV 电机电压xIo，V 每台电机轴功率：300kw 电机电流，A 图3 牵引特性曲线 万方数据 第4期 邓学寿：CRH2型200km，h动车组牵引传动系统 线路条件下。需要另 外进行运行试验加以 验证和确定。 。 ．CRH2型动车组二 牵引传动系统容量推矗 算如图6所示，1台牵 引变压器的二次侧有 2个牵引绕组和1个辅 助绕组，为2套主变 图4 再生制动特性曲线 习 足=警= №·h-1 图5 再生制动减速度特性曲线 流器和l套辅助变流器供电；l套变流器为4台牵引电 机供电。设额定状态时齿轮传动效率为玎G。。，=O．94， 牵引电机的效率为，7MM=0．94、功率因数为Pfmm=0．87， 逆变器的效率为玎，Nv=O．985，脉冲整流器的效率为 玎coNv=O．975、效率玎11t=O．94，牵引变压器的功率因数 为1。每台电机的牵引特性如图7所示，再生制动特性 如图8所示。 牵引传动系统容量计算过程如下： 根据牵引特性求得电机的输出功率为 k鬻警=蒜=3啡w，‰02I丽■2而叫删【删) 输入功率为‰=鲁=罴-319(kw)输入功率为‰=丑=昙三=319(kw)订． U．y4 由于采用恒电压恒功率控制策略，逆变器的最大 功率可以按照额定点设计，每台逆变器为4台电机供 电。逆变器的容量为只=叠贮兰=1467(kw) ，“ 脉冲整流器的容量为 訾：l296(kw)一=_ZYnf l，U，lO．985 、⋯7牵引变压器的二次侧每个牵引绕组的输出容量为 ‰=鲁=黑．1329(kw)’变压器的总容量要考虑 二次侧所有绕组容量。 同理，可以进行再生制动时的容量计算。 ． 图6 牵引传动系统容量推算图 №·h．1 图7列车牵引特性 3牵引系统 3．1牵引变压器 每电机制动力心 ‰·h-1 图8 列车再生制动特性 牵引变压器是动车组上的重要部件，用来把接触 网上取得的25kV高压电变换为供给主变流器及其他电 ’ ～3一 ◇_，<、r、，、，、，≮主一 ‰] 受醚 一 万方数据 机 车 电 传 动 2008年 器工作所适合的电压。cRH2型动车组采用ATM9型牵 引变压器，其工作原理与普通电力变压器相同，每个 基本动力单元配置l台，全列车共计2台。 3．1．1技术特点 由于动车组变压器工作条件的特殊性，ATM9型牵 引变压器具有如下特点： ①具有坚固的机械结构，耐机械振动和冲击。 ②采用特制30zHl05E低损耗硅钢片，降低了变压 器的铁损。 ③体积小、重量轻：变压器采用壳式铁心．其油箱 紧挨变压器铁心及线圈，使变压器内部结构紧凑。减 小了变压器的尺寸及质量；一次侧绕组、牵引线圈采 用铝质线圈；电磁线导体电流密度大，线用量小；取 消了牵引绕组滤波电抗器。 ④牵引绕组为2个独立绕组，每个绕组与l台主 变流器连接，确保牵引绕组的高电抗和疏耦合性，两 牵引绕组与各自的高压线圈耦合，相互影响很小，牵 引变换装置具有稳定运行的特性。另外，为对应于每 个牵引绕组的增容，一次侧绕组配置了2个并联的线 圈。 ⑤绝缘性能 接触网电压变动范围大，受大气过电压和操作过 电压等的影响， 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 其具有较大的工作范围及较好的 绝缘性能。该变压器采用特A级绝缘，绝缘等级高。 ⑥冷却绝缘介质采用无色透明的合成油——硅 油；冷却系统中油冷却器采用铝制板翅式结构，重量 轻、体积小，空气阻力损耗(400Pa)与油的阻力损耗 (26l【Pa)低，散热量大(150kw)。另外，整个冷却系统中 没有蝶阀。 3．1．2主要技术参数 ATM9型牵引变压器主要技术参数如下： 适应环境温度—25一+40℃ 一次侧电压 标称接触网电压 25l【V 电压变动范围 17．5—3ll(V 电动鼓风机 三相，50Hz，400V，风量115m‰n 电动油泵 三相，50Hz，400V， 油量700I加in，7m油柱 外型尺水L×w×H) 2570×2300×835mm 总质量 2910kg(包括电动鼓风机) 额定值如表l所示。 表1 牵引变压器额定参数 项目 一次侧绕组 牵引绕组 辅助绕组 容量，kvA 3060 2570 490 电压／V 25000 l 500 400 电流，A 122 857×2 l 225 频率，Hz 50 50 50 效率 大于95％ 大于95％ 大于95％ 额定类别 连续额定 连续额定 连续额定 3．1．3结构 ATM9型变压器采用单相壳式、无压密封方式，其 实物图如图9。储油柜安装在牵引变压器中央部位， 和主机油箱通过连接孔输送绝缘油。波纹管采用圆型 不锈钢焊接结构，外侧存放油，内侧与大气相通。 图9 ATM9型军引变压器实物图 l——热油出油管输入油冷却器；2——电动油泵；3——油冷却器；4 ——热油吸人油管；5——变雎器绕组；6——冷却风人口；7——油冷却 器散热片及热风出口；8——油流继电器；9——温度继电器；lO—— 一次侧线路套管； 11——接线端子 3．2主变流器 CRH2型动车组主变流器由单相三电平脉冲整流 器、中间直流环节、三电平逆变器、真空交流接触器等 主电路设备以及牵引控制装置、控制电源等控制设备 组成。上述设备安装在1个箱体内，为减轻重量，箱框 采用铝合金结构。 3．2．1 脉冲整流器工作原理和技术参数 脉冲整流器部分由单相三电平电压型PwM脉冲整 流器和交流接触器构成。牵引工况下，以牵引变压器牵 引绕组的输出电压(AC1 500V、50Hz)为输入，通过无触 点控制装置的控制，实现输出直流电压为2600—3000V (按速度范嗣变化可调)的恒电压并控制牵引变压器一 次侧功率因数。此外，还可通过牵引控制装置实现保护 功能。再生制动时脉冲整流器工作在逆变状态，以中间 直流环节支撑电容器输出电压DC3000V为输入，向牵 引变压器侧输出AC1 500V、50Hz电压。交流接触器控 制输入侧主电路的接通、断开。 脉冲整流器为单相三电平电压PWM整流器，主要 技术参数如下： 输入1285kvA(单相交流1500V，857A，50Hz) 输出 1296kW(直流3000V，432A) 效率 97．5％以上(牵引电机额定) 功率因数 97％以一|=(在额定负载条件下， 除辅助电路和控制电路外) 载波频率 1 250Hz 3．2．2逆变器工作原理和技术参数 逆变器部分以支撑电容器电压为输入，牵引控制 装置控制IGBT或IPM的开通或关断。牵引时逆变器输 出电压和频率可调的i相交流电，控制4台并联牵引电 机的转速和转矩。再生制动时以牵引电机输出的三相 交流电源为输入，向支撑电容输出直流电压。 万方数据 第4期 邓学寿：cRH2型200km，b动车组牵引传动系统 逆变器为三相电压型三电平PWM逆变器，主要技 术参数如下： ， 输入 1296kw(直流3000V，432A) 输出1475kVA(三相交流2300V，424A，O～220Hz) 效率 97．5％以上(牵引电机额定) 功率因数 97％以上(在额定载荷条件下， 除辅助电路和控制电路外) 载波频率 1 000Hz 载波相位差设定 单元间载波相位控制 3．2．3结构 主变流器外形如图10所示。箱体中央位置配置脉 冲整流器功率模块(2台)和逆变器功率模块(3台)o主 变流器靠列车侧配置2台电动鼓风机(主鼓风机)，向 功率模块冷却器送风。箱体内部集中设置真空接触器、 继电器单元和牵引控制装置等，便于集中检查。 图IO 主变流器外形图 3．3牵引电机 CRH2型动车组采用MT205型三相鼠笼异步电机， 电机额定功率为300kw，最高转速6120r／Injn，最高试 验速度达7040r，rnin。 牵引电机绝缘等级为200级，采用转向架架悬方 式，机械通风方式冷却．平行齿轮弯曲轴万向接头方 式驱动。所有牵引电机的外形尺寸、安装尺寸和电气 特性相同，各动车的牵引电机可以实现完全互换。牵 引电机在车体转向架上的安装位置见图“。 图ll 牵引电机安装位置图 表2 牵引电机主要技术参数 MT205型牵引电机主要技术参数如表2所示。图12 为牵引电机三维视图。 CRH2型动车组采用的牵 引电机除具有传统异步电机 的优点外，还有以下特点： 电机整体机械强度很高， 高速运行时能承受很大的轮 轨冲击力；采用耐电晕、低介 质损耗的绝缘系统以适应变 频电源供电；为了防止电机 轴承的电蚀，电机前后端采用 绝缘轴承；电机转子导条采 用低电阻、温度系数高的铜合 金材料，保证传动系统的控制精度；为了减轻电机自 重，电机采用轻质高强度材料；采用经过验证的轴承 和轴承润滑结构，从而减少电机的维护．保证电机轴 承更可靠工作；在输出功率一定的情况下，为减少体 积。采用强迫通风和优化的通风结构，充分散热，以降 低电机的温升，提高材料的利用率；电机的非传动轴 端安装了2个速度传感器。用以给传动控制系统提供速 度信号，便于逆变器控制和制动控制。 牵引电机在非传动轴端安装了2个速度传感器，用 以给牵引传动控制系统及制动控制 系统提供速度信号，便于逆变器控制 和制动控制。 3．4高压电器 高压电器是指主电路中使用的 电气设备，包括受电弓、真空断路器、 避雷器、高压电压互感器、高压电缆 及高压连接器、保护接地开关EGS、高 压隔离开关、高压电流互感器、接地 电阻器等。 3．4．1 DSA250型单臂受电弓 动车组采用DSA250型单臂受电 弓，适用于250knl，Il的运行速度。每列 万方数据 机 车 电 传 动 钼托架(传动侧)轴伸 图l2 牵引电机三维视图 动车组在4、6号车设受电弓及附属装置，车辆间采用 高压电缆连接。正常情况下，单弓受流，另一台受电弓 备用，处于折叠状态。 弓网故障时，为避免弓网事故的进一步扩大，受 电弓设置自动降弓装置，主要功能如下： ①受电弓滑板断裂、拉大沟槽、磨耗到限等损坏 或绝缘导管断裂时，实现快速降弓。 ②降弓动作的同时，自动切断真空断路器，避免 带负载降弓产生拉弧火花而损坏受电弓滑板和接触网 导线。 ③自动降弓的同时，可实现声响和指示灯报警等 功能，便于乘务员了解情况，及时采取措施。 ④可方便实现“自动降弓”和“正常降弓”功能的 快速转换，即当“自动降弓装置”自身发生故障时，不 影响动车组的正常运行及操作。 DSA250型单臂受电弓外形结构如图13所示。 ．图13DSA250型单臂受电弓 DSA250型单臂受电弓的主要参数如下： 型号 ’ DSA250 适应环境温度 -柏一枷℃ 设计速度 额定电压 额定电流 瞬间电流(60IIls) 标称接触压力 升弓时间 降弓时间 弓头长度 3．4．2真空断路器 250ldTl／ll 25kV 1 000A 35lcA (70±5)N(可调整) 不大于5．4s 不大于4s 约1950mm 真空断路器用来断开、接通25kV电 路，并作为故障状态的保护器件，兼有断 路器和开关2种作用。当牵引变压器牵引 侧以后的电路发生故障时，能迅速、安 全、准确地切断电路。c融{2型动车组采用cB201型真空 断路器，每列动车组配置2台真空断路器，每台真空断 路器控制1台牵引变压器。 CB201型真空断路器(通常称为VcB)利用真空中 的高绝缘性能和电弧的扩散作用进行遮断，配置在动 车底架下的高压设备箱内。真空断路器的主要技术参 数如下： 额定电压 AC30l【v(瞬间最大电压AC31kV) 额定电流 AC200A 额定频率 50Hz 额定开断容量 100MVA 额定闭合电流 10000A 额定瞬间电流 4000“2s) 额定断路电流 3400A 额定开断时间 ≤0．∞s 寿命次数 50000 3．4．3避雷器 CRH2型动车组采用LA205型交流避雷器，避雷器 由采用聚合物制成的瓷管与氧化锌组件组成。氧化锌 组件由14个采用弹簧强力固定、带有止振橡胶的元件 构成。在瓷管内部装有氧化锌组件，用氮气密封。如果 避雷器由于大电流而短路，内部压力异常上升，则通 过特殊薄金属板的泄压装置向外释放高压气体。 LA205型交流避雷器主要技术参数如下： 额定电压 AC42kV 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 放电电流 lOl渔(8×20邺) 持续运行电压 AC33kV 动作电压 ≥AC57kV(直流lmA 电流流过时的端子电压) 限制电流 5l溶 10kA(标准) 耐放电量 冲击电流 矩形波 ≤ACl00kV ≤lCr7kv 100lA(8×20¨s) 400A．2周 万方数据 第4期 邓学寿：cRH2型200km／h动车组牵引传动系统 3．4．4高压互感器 1)电流互感器 CRH2型动车组采用BB．S隔离型高压电流互感器， 用于检测牵引变压器一次侧电流值。每个基本动力单 元配置1个电流互感器，全列共设置2个电流互感器。 其技术参数如下： 额定工作电压 变流比 额定频率 额定负载 2)电压互感器 25kV 20Q／5 50Hz 20VA CRH2型动车组采用高压电压互感器检测接 触网电压。每个基本动力单元配置1个电压互感 器，全列车共配置2台。 电压互感器参数如下： 电压互感器变比 额定负荷 输出精度 3．4．5保护接地开关 25kV／100V 100VA 1．0级 CRH2型动车组采用SH2052C型保护接地开 关，每个基本动力单元配置l台，全列车共配置2 台。接地开关采用电磁控制空气操作，设置安全 联锁。保护接地开关的作用是在必要的时候将动 车组高压系统及接触网连接车体(大地)，以保证 检修人员的安全。SH2052C型保护接地开关的主 要技术参数如下： 结构 耐寒耐雪结构，设防冻电热器 额定电压 单相30kV 额定频率 50№ 额定瞬时电流 6000A(15周) 额定操作空气压力 785kPa(8kg忱m2) 额定操作电压Dc100嚣v 接通容量。 15蝌峰值)1次 3．4．6高压隔离开关 CRH2型动车组采用BT25．04型高压隔离开关。 其作用是优化配置25kV电路内高压设备的运行 工况，当车顶设备发生故障时，能将故障部分隔 离，维持动车组运行。它的存在可大大减少因车 顶设备故障而造成的机破事故，保证动车组的安 全运行。其技术参数如下： 标称电压 25kv 额定电压 30kv 额定电流 400A 额定频率 50№ 短时耐受电流 8l哦×ls 控制电压DC110v 额定工作气压400。l000kPa 3．4．7接地电阻器 。 CRH2型动车组的动车设置接地电阻器，其作用是 防止接地刷的异常磨损、轴承电腐蚀，使接地电流均 匀。动车组采用MRl39型接地电阻器，在通以最大负载 电流时，即使电阻体或绝缘发生局部破坏也不会导致 电阻开路。并依此原则设计电阻器的容量、电阻和框 架绝缘等所需的最小值，以实现结构的小型、轻量化。 表3 牵引传动系统主电路保护动作一览表 故障种类 检测工况 保护动作 牵引惰行再生V‘卫CI输入K， ‘牵引变压器一次侧绕组电路 § 》外部雷击、内部雷击 、／ 、／ 、／ ． § ‰保护接地 、／ 、／ 、／ 一 ． 锺 i牵引变压器一次侧过电流、 、／．。、／ 、／ 、／ 、／ 蕊 牵引变压器 牵引变压器油泵停止运行 、／ 、／ 、／ 、／ ’ 牵引变雎器绝缘油循环停止 、／ 、／ 、／ ． 、／ ’ i牵引变压器温度上升 、／ 、／ 、／ ． 、／ 牵引变压器内部压力上升 、／ 、／ 、／ - ． ’h雌引变压器辅助绕组电路 ’ ：礴 ；，牵引变压器辅助绕组过电流 、／ 、／ 、／ 、／ 、／ 跨 擎牵引变压器辅助绕组侧接地 、／ 、／ 。、／ 、／ 、／ 壤 《牵引变压器辅助绕组低电压 、／ 、／ 、／ · ：1 。 碰 牵引变K器牵引绕组电路 、 同步电源异常(过电压) 、／ 、／ 、／ ． - ， 同步电源异常(欠电压) 、／ 、／ 、／ ． 同步电源异常(频率) 、／ 、／ 、／’ ． - ．，牵引变压器牵引绕组过电流l、／ ． 、／ ． 一 牵引变压器牵引绕组过电流2、／ 、／ 、／ 、／ 、／ ? 直流过电压1 、／ ． 、／ ． · ， 直流过电压2 、／ ． 、／ ． 一 * 直流过电压3 、／ 、／ 、／ ． 、／ 直流欠电压1 、／ - 、／ ． - ；一 直流欠电压2 、／ 、／ 、／ ． 、／ 直流电压异常 、／ ． 、／． ． 一 ? 主电路器件异常 、／ 、／ 、／ 、／ 、／ 直流loOv异常 、／ 、／ 、／ ． 、／ 。控制电源异常 、／ 、／ 、／ ． 、／ 闸控电源异常 、／ 、／ 、／ ． 、／ ： ；微机异常 、／ 、／ 、／ ． 、／ ； 牵引电机过电流1． 、／ ． 、／ ． - 牵引电机过电流2 、／ ． 、／ ． 、／ { 牵引电机电流不平衡 、／ ． 、／ ． 、／ o 脉冲发生器异常 、／ ． 、／ ． 、／ 、、 制动力过大 ． ．．、／ ． - 。， 冷却装置温度过高 、／ ． 、／ ． 、／ ” ，设备室内温度过高 、／ 、／ 、／ ． 、／ ” MM、CI风机停止运行 、／ 、／ 、／ ． 、／ ’ 牵引变压器牵引绕组侧接地l、／ 、／ 、／ ． 、／ 牵引变压器牵引绕组侧接地2、／ 、／ 、／ 、／ 一 j主变流器 灞 }ovTh误电弧 、／ 、／ 、／ ． 、／ 镬 j 充电不良 、／ 、／ 、／ ． - 豢 (下转第38页) 一7一 万方数据 机 车 电 传 动 堡 舞 篓 |lIII㈨I|I|I⋯．I．．．．一．¨．⋯．．．⋯～。 一． ： 图l2 网侧电流f。的谐波频谱图 图9为网侧电压“N与fN电流波形，(a)、(b)、(c)三 个子图分别为空载向牵引切换、满载向半载切换、牵 引向逆变切换的情况。从图9(a)图中可以看出系统启 动迅速、超调小，启动过程中网侧电流fN的冲击也较 小；图9(b)、(c)表明进行负载投切或运行工况改变 后系统调整时间短，能够在3个电源周期内重新恢复 平衡。图11为牵引向逆变切换时直流侧两电容上的电 压波形。无中点平衡控制环节时，直流侧两电容之间 的压差在100V上下，如图11(a)所示；添加电压前馈 中点电位控制后，如图11(b)，两电容间的电压基本保 持一致。图12为网侧电流fN的谐波频谱图，其总谐波畸 变率仅为O．70％。综合图9～图12可知，该算法有效地实 现了三电平PwM整流器单位功率因数四象限运行，直 流侧中点电位稳定，动态性能好，谐波含量低。 5结论 三电平PwM整流器与传统的两电平PWM整流器 相比有着众多优点，很长一段时间内它还将是研究的 热点。本文在介绍三电平PwM整流器几种控制策略的 优缺点后，将电压前馈中点电位控制方法引入到改进 的瞬态电流控制，仿真结果表明：改进的瞬态电流控 制法的动、静态性能良好，电压前馈的中点电位控制 方法能简单有效地平衡直流侧电容电压。 参考文献： [1]黄济荣．电力牵引交流传动与控制[M]．北京：机械工业出 版社．1998． [2]邹仁．四象限变流器瞬态电流控制的仿真研究[Jl机车电 传动．2003(6)：17—20． [3]李波．四象限变流器双闭环控制系统的计算机仿真[J]． 机车电传动，2000(3)：16—19． 【4J Ya鲺I”lldNishjda，0鞠删Miy雒11i诅．da1．API伐lic吐vehl或鲫曲IleaIs- CurrentPWMControlledRectifierwithAC．SideHarmonic currentReduction[J]．IEEETransactionsonIndustfial Electronics．1997．3(44)：337—343． [5]李伟．张黎．2种PwM整流器控制方法的比较和仿真 [Jl吉林电力，200l(5)：36—38． 【6J Bor．RenL．AnalysisaIldImplementationofaThr∞一LevelPw7M Rectifier／Inverter【J上IEEETransactionsonAerospaceand ElectmnicSystems．2000．3(36)． (上接第7页) 其技术参数如下： 电阻值 O．5Q(20℃) 连续电流 20A 最大负载 300A×0．25s(电路不开路) 冷却方式 自冷 材质 铁铬铝合金 4牵引传动系统故障保护 由于动车组主电路较为复杂，为保证系统安全可 靠地工作，cRH2型动车组牵引传动系统设置了各种故 障检测和保护功能，包括防空转、防滑行、牵引电机过 流、牵引电机电流不平衡、接地等故障保护。所有故障 信息均显示在操纵台的列车信息显示器上。 车下高压设备箱在考虑防止危险和绝缘距离的基 础上，力求小型化、轻量化，为防止触电事故发生j采 用机电联锁保护，通电状态下不能打开箱门。表3为牵 引传动系统主电路保护动作一览表。 5 结束语 2007年4月18日中国实施的第6次铁路大提速战役 中，南车四方股份有限公司生产的CRH2型200km动 车组以其高度的安全可靠性以及卓越的舒适性赢得了 社会各界的好评。CRH2型动车组牵引传动系统高度集 成的成熟性及各大部件的高可靠性是保证动车组安全 可靠性的重要因素。目前除部分25kV高压设备还必须 采用进口产品外，牵引传动系统的关键部件如牵引变 压器、主变流器、牵引电机等都已经成功地实现了技 术转让，为加快这些关键部件的国产化率，应尽快消 化吸收、再创新，为300km，II及以上速度的动车组的完 全自主研发奠定坚实的基础。 参考文献： 【l l南车四方机车车辆股份有限公司．时速200公里动车组总 体技术 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 书【K1．青岛：南车四方机车车辆股份有限公 司，2005． 【2】许韵武，邓小军，鄢桂珍，邓学寿．cRH2型200km，h动车组 【J】．机车电传动。2007(3)：39—45． 【3】邓小军．国产化cRH2型200km，h动车组及技术创新【J】．机车 电传动，2008(1)：卜6． 万方数据 CRH2型200 km/h动车组牵引传动系统 作者： 邓学寿， DENG Xue-shou 作者单位： 南车四方机车车辆股份有限公司技术中心,山东青岛,266111 刊名： 机车电传动 英文刊名： ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES 年，卷(期)： 2008(4) 被引用次数： 3次 参考文献(3条) 1.邓小军 国产化CRH2型200 km/h动车组及技术创新[期刊论文]-机车电传动 2008(01) 2.许韵武;邓小军;鄢桂珍;邓学寿 CRH2型200 km/h动车组[期刊论文]-机车电传动 2007(03) 3.南车四方机车车辆股份有限公司 时速200公里动车组总体技术规划书 2005 引证文献(3条) 1.张雄.谢林 成都—都江堰铁路动车组选型研究[期刊论文]-中国铁路 2010(1) 2.王华胜.王忆岩.谢川川.胡晓依 CRH2型动车组可靠性建模与分配[期刊论文]-铁道学报 2009(5) 3.成熹 CRH2-300型350 km/h动车组用YQ-365异步牵引电动机[期刊论文]-机车电传动 2009(6) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jcdcd200804001.aspx