动车组车体技术4电传动2教材

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1、动车组牵引供电及传动 -CRH2动车组牵引供电及传动,主讲：宋雷鸣,第一节、动车组牵引供电及传动的组成和作用,第一节 传动系统总体,一）系统组成、原理、分类,牵引,高压设备,牵引变流,牵引驱动,网侧变流控制器,电机侧变流控制器,车辆控制,接触网,受电弓,主变压器,变流器,牵引电机,钢 轨,牵引系统关系链,再生,牵引控制系统,1、CRH2动车组牵引及供电系统总体 2、CRH2动车组受电弓 3、CRH2动车组变压器 4、CRH2动车组变流器 5、CRH2动车组电动机 6、CRH2动车组其它设备,CRH2动车组最高运营速度为200km/h，最高试验速度为250km/h，动车组牵引总功率4800kW。

2、定员载荷的动车组平直道上的启动加速度为0.406m/s2；200km/h运行时，其剩余加速度不小于0.1m/s2。动车组损失25%的动力时，平直道上的平均速度可大于200km/h。动车组在风速15m/s逆风下也可进行正常的营业运行。,第一节 传动系统动力性能,二、传动系统动力性能,第一节 传动系统,三、传动系统动力布置方式及设备,动车组以2动2拖为一个基本动力单元。一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个牵引变压器、2个牵引变流器、8台三相交流异步牵引电动机等组成。全列共计2个受电弓、2个牵引变压器、4个牵引变流器、16台牵引电动机，列车正常时升单弓运行，另一个受电弓备用。供

3、电设备布置在4、6号车车顶，电传动设备布置在2、6、3、7号车的车底。图43、图4-4、图4-5、图4-6、图4-7为2、6、3、7号车设备布置示意图。,第一节 传动系统,（一） 电气设备 主要包括：受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等。 受电弓（DSA250型）：一个基本动力单元1个，全列共计2个。单臂型，额定电流1000A，接触压力为705N，弓头宽度1950mm，具有自动降弓功能，适应接触网高度为53006500mm，列车运营速度为200km/h。 主断路器（CB201C-G3型）:一个基本动力单元1个，全列共计2个。主断路器为真空型，额定开断容量为100MVA，额定电流

4、为200A，额定断路电流为3400A，额定开断时间小于0.06s，电磁控制空气操作。 避雷器（LA204或LA205型）:一个基本动力单元1个，全列共计2个。额定电压为42kV（RMS），动作电压为57kV以下（V1mA，DC），限制电压为107 kV。由氧化锌（ZnO）为主体的金属氧化物构成，是非线性高电阻的无间隙避雷器。 高压电流互感器:一个基本动力单元1个，全列共计2个。变流比为200/5 A，用于检测牵引变压器原边电流值。 接地保护开关（SH2052C型）:一个基本动力单元1个，全列共计2个。额定瞬时电流为6000A（15周），电磁控制空气操作，具有安全联锁。,（二）、 牵引变压器（T

5、M210型）,一个基本动力单元1个，全列共计2个。采用壳式结构、车体下吊挂、油循环强迫风冷方式。具有1个原边绕组（25kV，3060kVA）、2个牵引绕组（1500V，21285kVA），1个辅助绕组（400V，490kVA）。采用铝线圈、轻量耐热材料和环保型硅油，实现了小型化、轻量化；外形尺寸（LWH）为25702300835mm，仅重2860kg，效率大于95%。,第一节 传动系统,三）、牵引变流器（CI11型） 一个基本动力单元2个，全列共计4个。采用车下吊挂、液体沸腾冷却方式。主电路结构为电压型3电平式，由脉冲整流器、中间直流电路、逆变器构成，不设2次谐振滤波装置和网侧谐波滤波器，采用

6、PWM方式控制；中间直流电压为2600V3000V（随牵引电机输出功率进行调整），1个牵引变流器采用矢量控制原理控制4台并联的牵引电机。采用3300V/1200A等级IGBT或IPM元器件，冷却介质采用环保的氟化碳 （FX3250）。模块具有互换性，功率半导体模块的换件时间为两小时以内。系统具有各类故障诊断与保护功能。牵引变流器输入为1285kVA （AC1500V，857A，50Hz），中间直流电路为1296kW （DC3000V，432A），牵引变流器输出为1475kVA （3AC 2300V，424A，0220Hz）。外形尺寸（LWH）为32402400650mm，效率大于96%, 功率

7、因数大于97%。,第一节 传动系统,（四）、牵引电动机（MT205型） 每节动力车4个（并联），一个基本动力单元8个，全列共计16个。牵引电动机为4极三相鼠笼式异步电动机，采用架悬、强迫风冷方式，通过弹性齿型联轴节连接传动齿轮。电机额定功率为300kW，额定电压2000V，额定电流106A，转差率0.014，重440kg，电气效率大于94%，机械传动效率为95%。,第一节 传动系统,三、主电路,第一节 传动系统,1、25kV特別高压电路 电源是25kV、50Hz单相交流电，使用搭载在4号车、6号车的受电弓的其中一个（2个受电弓中的1个通常处在下降状态）从接触网上受电,2号车与6号车之间用25V

8、特高压电缆贯通连接。M2车上搭载有牵引变压器，通过特別高压(特高)电缆而贯通连接在各车的25V特高电源，经由各车的特高压接头、主断路器VCB，连接到牵引变压器原边绕组上。,2、 牵引变压器2次电路 牵引变压器(MTr)的低压侧由3个绕组构成，其中2个绕组是向电车驱动电路(牵引变流器)提供电力的次绕组,剩下的是向电车的照明、空調等辅助电路、控制电路、通信电路等提供电力的3次绕组。,第一节 传动系统,特高压,第一节 传动系统,3 牵引变流器 2次绕组中的1个绕组与M2车的牵引变流器连接，另1个绕组经由M1车与M2车间的连接器连接到M1车的牵引变流器。 牵引变流器除了向在动力运行时的牵引电机提供电力

9、从制动时的电动机向接触网进行再生电力的控制之外、还拥有保护机能。 牵引变流器由把单相交流电力变换成直流中間电力的脉冲整流器部和把变换的直流中間电力变换成可变电压可变频率的相交流电的逆变器部、及吸收直流中間电力之电压涟波(ripple)、获得直流恒压的直流平滑电路(滤波电容器)部构成。,第一节 传动系统,4、 保护电路,a 保护接地开关 受电弓和保护接地开关安装在同一车辆上。保护接地开关通过把特高压电源接地，来防止对车体施加特高电压。由于主断路器VCB的原因引起不能阻断主电路的事故电流时,或在接触网电压异常时，强制性地操作保护接地开关（EGS）,把接触网接地、把接地电流流向接触网,让变电所的隔离

10、开关跳闸，能使接触网处于无电压的状态。此外,在对高压设备箱内部进行检查时，为确保维修人员的安全，通过保护接地开关和高压设备箱间的联动的锁定装置，预先把受电弓接地，即使万一受电弓上升,也能防止触电事故的发生。,第一节 传动系统,接地,第一节 传动系统,b 主断路器 安装主断路器VCB的目的是:在牵引变压器二次侧以后的电路发生故障时，能够迅速、安全、确实地阻断过电流。在正常时，主断路器VCB也是对主电路的开闭进行操作的一种开关，它兼有断路器和开关的种作用。,c 交流避雷器 由于来自于接触网的雷冲击(surge)，因负荷断路引起的开关(时)冲击(surge浪涌)由与牵引变压器并联的交流避雷器(Arr

11、)进行分路、限制到由交流避雷器的电压限制特性决定的电压値。由此,防止把高电压加在各设备上。,第一节 传动系统,d 变流器及过电流继电器 变流器(CT1)插入在25kV(特高压)的输入侧。交流过电流继电器(ACOCR)连接到变流器2次侧，经由变流器,监视25kV电路的电流、当变流器电流超过交流过电流继电器的设定値时,能够发出让VCB跳闸的跳闸信号。,e 接地装置 接地装置安装在M1、M2车的驱动轴齿轮装置的非车轮一侧。接地装置经由接地装置、把牵引变压器的回流线电流直接流到车軸，以防止因回流线电流流到转向架轴承而引起的轴承损伤。 牵引变压器接地线被连接到M2车与各驱动轴相对应的中转端子板上，此外,

12、M1车经由M1车与M2车之间的连接器，与M2车相同，连接到与各驱动轴对应的中转端子板，从那里连接到各轴的接地刷上。,第一节 传动系统,接地装置(GB11,12,13,14,21,22,23,24)安装在M1、M2车的驱动轴齿轮装置的非车轮一侧。接地装置是经由接地装置把牵引变压器的回流线电流直接流到车轴，以防止因回流线电流流到转向架轴承而引起轴承损伤。 牵引变压器（MT）接地线被连接到M2车与各驱动轴相对应的中转端子板上，此外,M1车则经由M1车与M2车之间的连接器，与M2车相同，连接到与各驱动轴对应的中转端子板，从那里连接到各轴的接地刷上。 此外，在动力车之间，为减小动力线发出的噪音(nois

13、e)对控制线的影响以及考虑到不同车体间的等电位化问题，用接地线来把各车体间连接起来。T2-4车虽然不带动力，但考虑到保护接地开关(EGS)的影响，用接地线把与M1-3车之间的车体之间连接起来。,第一节 传动系统,四、主回路设备的布置及接线,第一节 传动系统,M2车,第一节 传动系统,M1车,第一节 传动系统,第一节 传动系统,主回路接线,第一节 传动系统,五、控制电路,第一节 传动系统,第一节 传动系统,1、引变流器和终端装置（车辆信息控制装置的终端装置）间的接口 牵引变流器和终端装置间的数据传送通过光传送进行，传送和接收控制 令信息及故障信号等。除了使用光缆传送的控制指令信息之外，作为备 份

14、，使用硬导线把下述信号输入到牵引变流器。 - 前进(4线) - 后退(5线) - 复位(6线) - 动力级位A(9A线) - 动力级位B(9B线) 另外使用硬导线，把下列故障、状态信号等从牵引变流器输入到终端装置。 - 控制装置正常診断用继电器 (WDTR) - 牵引变流器故障检测用继电器 (CIFR2) - 牵引变流器接地检测用继电器 (CIGRR2) - 牵引变流器控制电源用继电器 (DCR) - 主电路电流检测装置用继电器 (CDR2),第一节 传动系统,2、牵引变流器和制动控制装置间的接口 从牵引变流器向制动控制装置传送的信号 - 再生反馈 - 再生有效信号 从制动控制装置向牵引变流器

15、传送的信号 - 再生制动模式,牵引变流器根据从来自制动控制装置的再生制动模式信号，控制电气制动。牵引变流器根据逆变器的输出电流和牵引电机的转速，计算制动转矩，作为再生反馈信号向制动控制装置传送。制动控制装置操作必要的制动力，当电气制动的制动力不足时，用空气制动加以补足。,此外，使用牵引变流器对电制动力的不足进行检测。如检测出电制动力不足时，则UBCDR(再生有效信号)接点处在打开的状态，向空气制动转移。UBCDR接点处在打开状态，在制动控制装置侧，速度在160km/h以上时，BCS2(制动控制用压力开关、(压力)不足检测、低压)为OFF，或是速度在160km/h以下时，BCS1(制动控制用压力

16、开关、(压力),第一节 传动系统,不足检测、高压)在满足了OFF的条件时，UBTR(制动不足检测用定时继电器)其自身保持电路断开被释放。如果UBTR处在OFF的话，UV(紧急制动阀)的励磁断开，紧急制动动作(参照制动电路连接)。,3、 有关牵引变流器的VCB电路间的接口 作为VCB投入/断开条件，从牵引变流器输出下述信号。 - 牵引变流器1次侧电源投入用的接触器投入继电器 (KRR) - 牵引变流器故障检测用继电器 (CIFR1) - 牵引变流器接地检测用继电器 (CIGRR1) 为防止VCB时对牵引变流器的冲击电流，在VCB投入的条件中，包括牵引变流器1次侧电源接触器没有投入(KRR消磁)的状态。此外,在VCB处在投入的状态，当牵引变流器发生故障(CIFR消磁)或牵引变流器接地发生异常(CIGRR励磁)时，就会断开VCB。VCB投入/断开状态输入到牵引变流器，通过VCB投入，能够进行滤波电容器预备充电、牵引变流器1次侧电源接