動車組牽引傳動系統(tǒng)

動車組

牽引傳動系統(tǒng)C、CRH動車組牽引傳動系統(tǒng)第一頁，共27頁。2一、CRH1動車組牽引傳動系統(tǒng)

CRH1

動車組該動車組由青島四方一龐巴迪一鮑爾鐵路運輸設(shè)備〔BSP〕提供，國外合作伙伴是龐巴迪運輸瑞典AB〔BT〕。BSP動車組是以龐巴迪公司為瑞典國家鐵路和地方鐵路開發(fā)的“Regina〞動車組為原型車經(jīng)改變設(shè)計而成的。第二頁，共27頁。3CRH1列車根本單元M3TbMc1M1Tp1Mc2M2Tp2TBU3TBU1TBU2第三頁，共27頁。4牽引傳動系統(tǒng)的能量傳遞與轉(zhuǎn)換CRH1的受電弓從接觸網(wǎng)承受25KV50Hz高壓交流電能，經(jīng)過安裝在車底架上的主變壓器降成900V50Hz交流電，降壓后的交流電經(jīng)網(wǎng)側(cè)變流器轉(zhuǎn)換成1650VDC直流電能，該直流電再由牽引逆變器轉(zhuǎn)換成可變頻率可變電壓的三相交流電送給牽引電機，將電能轉(zhuǎn)換成牽引列車的機械能。第四頁，共27頁。5牽引傳動系統(tǒng)的能量傳遞與轉(zhuǎn)換過程示意圖

第五頁，共27頁。6列車控制與管理系統(tǒng)TCMSCRH1是以MITRAC通用計算機為核心的列車控制與管理系統(tǒng)TCMS〔TrainControlandManagementSystem〕。MITRAC計算機系統(tǒng)以摩托羅拉68k微處理器為根底，該系統(tǒng)的機械和電氣設(shè)計均適應(yīng)溫度范圍是-40oC～+70oC，并承受強烈震動沖擊的牽引環(huán)境。MITRAC及其前身TRACS從1985年就已經(jīng)運營效勞，并隨著新電子產(chǎn)品〔如微處理器、存貯器等〕的更新而不斷換代，該系統(tǒng)目前在世界各地的幾種不同車上都有使用。第六頁，共27頁。7牽引傳動及計算機控制系統(tǒng)示意圖

第七頁，共27頁。8TCMS承受司機的指令信息，經(jīng)過轉(zhuǎn)換與運算以后發(fā)給主回路電器系統(tǒng)執(zhí)行施行能量轉(zhuǎn)換過程，控制列車運行；TCMS還檢測列車運行的實際狀態(tài)信息，對該狀態(tài)信息進展處理和判斷，一方面顯示給司機、乘務(wù)人員和維護人員理解列車的運行情況，另一方面對出現(xiàn)的異常情況進展報警和應(yīng)急處理。可以說牽引主回路是列車運行的驅(qū)干，TCMS系統(tǒng)是列車運行的靈魂。第八頁，共27頁。9牽引傳動系統(tǒng)主電路構(gòu)成

CRH1的牽引傳動系統(tǒng)以列車根本單元〔TBU〕為根本單位，詳細組成如下：TBU1——Mc1〔駕駛動車1〕-Tp1〔帶弓拖車1〕-M1〔中間動車1〕；TBU2——Mc2〔駕駛動車2〕-Tp2〔帶弓拖車2〕-M1〔中間動車2〕；TBU3——M3〔中間動車3〕-Tb〔帶吧臺拖車〕CRH1的8輛車中包括5輛動車(Mc1、M1、Mc2、M2、M3)和3輛拖車(Tp1、Tp2、Tb)，動車組有兩個受電弓，分別位于Tp1和Tp2車上，正常工作時只有一個受電弓升起。第九頁，共27頁。10牽引傳動系統(tǒng)主電路構(gòu)成

CRH1的主電路框架

第十頁，共27頁。11牽引傳動系統(tǒng)主電路構(gòu)成

動車組有三個相對獨立的主牽引系統(tǒng)均并行工作，當一個牽引系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以自動切斷故障源，列車繼續(xù)運行。五個動車有五個變流器箱，分別位于每個動車的底架上。網(wǎng)側(cè)變流器LCM〔LineConverterModule，將高壓整流成為直流環(huán)節(jié)電壓〕和電機變流器MCM〔MotorConvertorModule,將直流環(huán)節(jié)電壓逆變成為頻率可變電壓可變的三相交流電供給牽引電機〕都裝在變流器箱中；一個電機變流器給兩臺牽引電機并聯(lián)供電；一個變流器箱的網(wǎng)側(cè)變流器除了向兩個電機逆變器供電外，還向一個輔助逆變器和一個蓄電池充電器饋電。第十一頁，共27頁。12TBU1單元的牽引電路框圖

第十二頁，共27頁。13二、CRH2動車組牽引傳動系統(tǒng)

CRH2(四方/川崎動車組)該動車組由南車四方機車車輛股份與國外合作伙伴川崎重工提供。四方動車組是以日本新干線E2－1000型動車組為原型車經(jīng)改變設(shè)計而成的。動車組采用8輛編組，4動4拖，由兩個動力單元組成。每個動力單元由2個動車和2個拖車〔T-M–M-T〕組成。第十三頁，共27頁。14CRH2編組構(gòu)造圖第十四頁，共27頁。151、CRH2動車組牽引系統(tǒng)的組成牽引電路系統(tǒng)以M1車、M2車的2輛為1個單元為根底。電源由接觸網(wǎng)通過受電弓從單相交流25kV、50Hz的接觸網(wǎng)電壓來獲得，通過VCB與牽引變壓器的1次側(cè)繞組連接。牽引電路開閉由VCB來施行。牽引變壓器2次繞組側(cè)設(shè)有2個線圈，1次側(cè)的電壓為25kV時，2次側(cè)繞組電壓那么為1500V。牽引電路的根本單元裝置由1臺牽引變壓器—2臺主變流裝置〔C/I〕—8臺牽引電機構(gòu)成。由1臺主變流裝置控制4臺牽引電機，在牽引時向牽引電機提供電力、在制動時進展電力再生控制。此外，還具有保護功能。第十五頁，共27頁。16牽引系統(tǒng)的組成：第十六頁，共27頁。17牽引主電路：由4號車或者6號車的受電弓受電，通過車頂上的特高壓導(dǎo)線，經(jīng)由VCB后被送到2號車或者6號車的主變壓器。車頂上安裝有保護接地裝置〔EGS〕，運行中，需要緊急讓變電所區(qū)間內(nèi)的所有車輛停車時，讓其動作，使架線接地短路。EGS的操作必須按照鐵道部的規(guī)定執(zhí)行。第十七頁，共27頁。18牽引主電路：第十八頁，共27頁。19CRH2牽引傳動系統(tǒng)根本組成高壓電器設(shè)備高壓電器主要作用是完成從接觸網(wǎng)到牽引變壓器的供電。主要包括：受電弓、主斷路器、避雷器、電流互感器、接地保護開關(guān)等。DSA250型受電弓——該受電弓為單臂型構(gòu)造，額定電壓/電流為25kV/1000A，接觸壓力70±5N,弓頭寬度約1950mm，具有自動降弓功能，適應(yīng)接觸網(wǎng)高度為5300～6500mm，列車運行速度250km/h。CB201C-G3型主斷路器——主斷路器為真空型，額定開斷容量為100MVA，額定電流AC200A，額定斷路電流3400A，額定開斷時間小于，采用電磁控制空氣操作。LA204或LA205型避雷器——額定電壓為AC42kV，動作電壓為AC57kV以下，限制電壓為107kV。TH-2型高壓電流互感器——變流比為200/5A，用于檢測牽引變壓器原邊電流值。SH2052C型接地保護開關(guān)——額定瞬時電流為6000A〔15周〕，電磁控制空氣操作，具有平安連鎖。第十九頁，共27頁。20牽引變壓器TM210型牽引變壓器，一個根本動力單元1個，全列共計2個。采用殼式構(gòu)造、車體下吊掛、油循環(huán)強迫風(fēng)冷方式。具有1個原邊繞組〔25kV，3060kVA〕、2個牽引繞組〔1500V，2×1285kVA〕，一個輔助繞組〔400V，490kVA〕。第二十頁，共27頁。21

牽引變流器CI11型牽引變流器，一個根本動力單元2個，全列共計4個。采用車下吊掛、液體沸騰冷卻方式。主電路構(gòu)造為電壓型3電平式，由脈沖整流器、中間直流電路、逆變器構(gòu)成，不設(shè)2次諧振濾波裝置和網(wǎng)側(cè)諧波濾波器，采用PWM方式控制。中間直流電壓為2600V～3000V〔隨起牽引電機輸出功率進展調(diào)整〕。牽引逆變器輸出電壓0~2300V，頻率0～220Hz可控的三相交流電供給異步牽引電動機。1個牽引變流器采用矢量控制原理控制4臺并聯(lián)的牽引電機。第二十一頁，共27頁。22牽引電機MT205型牽引電機，每節(jié)動力車4個〔并聯(lián)〕，一個根本動力單元8個，全列共計16個。牽引電機為4極三相鼠籠式異步電機，采用架懸、強迫風(fēng)冷方式，通過彈性齒型聯(lián)軸節(jié)連接傳動齒輪。第二十二頁，共27頁。232、CRH2牽引傳動系統(tǒng)主電路

受電弓從接觸網(wǎng)25kV、50Hz單相交流電網(wǎng)受電，通過主斷路器VCB連接到牽引變壓器原邊繞組。主電路開閉由VCB控制。牽引變壓器牽引繞組設(shè)兩組，原邊繞組電壓為25kV時，牽引繞組電壓為1500V。牽引變流器在M1、M2車上，由一臺四象限脈沖整流器和逆變器及中間直流回路構(gòu)成，運行時除施行牽引電動機電力供給和制動時的再生制動外，還具備相應(yīng)的保護功能。第二十三頁，共27頁。24CRH2牽引傳動系統(tǒng)主電路

動車組主電路簡圖

第二十四頁，共27頁。25

牽引電動機采用三相鼠籠式感應(yīng)電機，其軸端設(shè)置速度傳感器，用于檢測轉(zhuǎn)速〔轉(zhuǎn)子頻率〕，對牽引和制動特性進展實時控制；當出現(xiàn)故障時，M1車和M2車可分別使用，另外，整個根本單元可使用VCB切除，而不會影響其它單元工作。制動系統(tǒng)有兩套。一套是電制動，將牽引電機轉(zhuǎn)換成發(fā)電機形式工作，即再生制動；一套是空氣制動，將電指令轉(zhuǎn)換成空氣指令送入制動缸起制動作用。當列車速度較高時，施行電制動，在低速時施行空氣制動，制動方式轉(zhuǎn)換均由微機控制系統(tǒng)控制完成。當司機通過司機臺上的制動控制器施行制動指令時，制動電信號首先到達車輛計算機系統(tǒng)，再傳入制動控制系統(tǒng)。制動控制系統(tǒng)根據(jù)列車速度，自動實行空氣制動與電制動。電氣制動系統(tǒng)的組成與牽引系統(tǒng)一致。第二十五頁，共27頁。26CRH2牽引傳動系統(tǒng)主電路

第二十六頁，共27頁。273、CRH2牽引傳動系統(tǒng)控制策略

脈沖整流器控制策略：牽引變壓器牽引繞組輸出的AC1500V、50Hz電源輸入脈沖整流器。脈沖整流器由單相三點式PWM變流器、交流接觸器K組成。采用無觸點控制裝置，從而實現(xiàn)了輸出直流電壓2600V～3000V電壓控制、牽引變壓器原邊單位功率因數(shù)的控制以及無接點控制裝置保護。再生制動時接收支撐電容器輸出的直流3000V電壓，向