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(hù)到位等特性，并與多個系統(tǒng)連鎖控制，實現(xiàn)運(yùn)行平穩(wěn)，多級調(diào)速和準(zhǔn)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(jī)室可雙向行駛。正常情況下兩個牽引系統(tǒng)均工作，當(dāng)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(jī)，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(hù)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(jī)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(jī)。牽引變壓器位于2，6號車底，牽引變流器和牽引電動機(jī)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(yùn)行時壓縮空氣進(jìn)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(hù)開關(guān) 受電弓和接地保護(hù)開關(guān)安裝在同一車輛上。接地保護(hù)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(dāng)主電路發(fā)生電流異?；蚪佑|網(wǎng)電壓異常等事故時，強(qiáng)制性地操作保護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)開關(guān)進(jìn)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(hù)器件，兼有斷路器和開關(guān)兩種作用。當(dāng)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(zhǔn)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(jī)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(fù)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(yùn)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(jī)。 ：牽引電動機(jī) 牽引電動機(jī)是動車組的動力來源。全列共配置16臺三相異步電動機(jī)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(jī)，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(jī)采用轉(zhuǎn)向架架懸方式，機(jī)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(yùn)行是將電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換與傳遞的過程。再生制動運(yùn)行是將機(jī)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(yùn)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(jī)，牽引電動機(jī)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(yùn)行。實現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。 再生制動時，控制牽引逆變器使?fàn)恳妱訖C(jī)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(jī)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(jī)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(hù)。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(jī)進(jìn)行速度力矩控制。再生制動時牽引電動機(jī)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(jī)，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(qiáng)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(hù)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(hù)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?fù)浣Y(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(jī)效率，減少轉(zhuǎn)矩脈動。 ：牽引電動機(jī)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(jī)車啟動時發(fā)出較大的啟動轉(zhuǎn)矩；牽引電動機(jī)可靠性高，同直流電動機(jī)比較，沒有因換向引起的電氣損耗和機(jī)械損耗，沒有環(huán)火，運(yùn)行可靠性進(jìn)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(yùn)行；電機(jī)過載能力強(qiáng)；轉(zhuǎn)速高，功率/質(zhì)量比高，利于電動機(jī)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(jī)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(yùn)行過程中的主控制繼電器操作有效控制，運(yùn)行方向控制，恒速運(yùn)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(jī)操作是否有效，每端司機(jī)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(dāng)在動車組其中一端司機(jī)室進(jìn)行主控操作時，通過連鎖控制，另一端司機(jī)室的操作無效，這樣保證了只能在一端司機(jī)室行駛。 ：運(yùn)行方向控制 動車組運(yùn)行方向控制的主要手段是利用安裝在司機(jī)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。“前”位時，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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(dāng)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(dāng)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(jī)室操縱臺和司機(jī)配電盤上的升/降開關(guān)進(jìn)行控制或通過信息顯示器觸摸屏鍵進(jìn)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(dāng)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(jìn)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(hù)及其他保護(hù)，保護(hù)和控制時相應(yīng)的保護(hù)開關(guān)動作，并分?jǐn)嘀鲾嗦菲鲗⑿畔魅虢K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(dāng)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(dāng)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