牵引系统工作原理及新技术的发展

2019/5/19,1,高速动车组牵引传动系统和辅助供电 系统工作原理及新技术的发展,北京纵横机电技术开发公司,一、高速动车组牵引传动系统和辅助供电系统 工作原理概述 二、新技术介绍,2019/5/19,2,主要内容,一、高速动车组牵引传动系统和辅助供电系统 工作原理概述,2019/5/19,3,目前，在我国既有高速铁路上运营的动车组按照速度等级划分成350km/h速度等级和250km/h速度等级。其中，350km/h速度等级动车组包括：CRH3C、CRH380A、CRH380AL、CRH380B、CRH380BL、CRH380CL、CRH380D、CRH380DL高速动车组；250km/h速度等级的动车组包括：CRH1A、CRH1B、CRH1E、CRH2A、CRH2B、CRH2E、CRH5A。,1 既有动车组概述,2019/5/19,4,350公里动车组牵引传动系统技术指标,2 既有高速动车组牵引传动系统概述介绍,2019/5/19,5,2 既有高速动车组牵引传动系统概述介绍,350公里动车组牵引传动系统典型结构介绍,CRH380A与CRH380AL牵引传动系统,2019/5/19,6,2 既有高速动车组牵引传动系统概述介绍,350公里动车组牵引传动系统典型结构介绍,CRH3C牵引传动系统,2 既有高速动车组牵引传动系统概述介绍,350公里动车组牵引传动系统典型结构介绍,CRH3C牵引传动系统,2019/5/19,7,2019/5/19,8,2 既有高速动车组牵引传动系统概述介绍,350公里动车组牵引传动系统典型结构介绍,CRH380D牵引传动系统,2019/5/19,9,3 既有高速动车组辅助供电系统概述介绍,350公里动车组辅助变流器技术指标,2019/5/19,10,3 既有高速动车组辅助供电系统概述介绍,350公里动车组辅助供电系统典型结构介绍,CRH380A 辅助供电系统,2019/5/19,11,3 既有高速动车组辅助供电系统概述介绍,350公里动车组辅助供电系统典型结构介绍,CRH3C 辅助供电系统,2019/5/19,12,3 既有高速动车组辅助供电系统概述介绍,350公里动车组辅助供电系统典型结构介绍,CRH380D 辅助供电系统,二、新技术介绍 （一）、中国标准动车组介绍 1、 中国标准动车组研制背景,（1）、引进平台的多样化 CRH1、CRH2、CRH3、CRH5四种 17种型号 （2）、运用维护的不便 一个段多种车型，不同的维修设备 （3）、消化吸收再创新能力的提高 自2006年开始引进原型动车组，到目前的自主创新动车组 （4）、国情及走出去的需要 中国自主的动车组；出口国外的动车组 （5）、中国标准动车组技术条件制定 2014年1月（4-5）启动，铁科院牵头 2014年9月（56）通过评审，确定放方案,2019/5/19,13,（6）、造车阶段 2014年6月主机厂开始方案设计，结合统型进行施工设计 2014年8月2015年4月主机厂进行造车实施阶段 2015年（56）月厂内调试阶段 （7）、铁科院环形线调试阶段 2015年（78）月环铁调试及160km/h以下整车部分型式试验 （8）、大西线试验 2015年9月2016年10月160km/h以上整车部分型式试验及运用考核 （9）、运用考核评审 2016年（1012）月总结运用考核经验并评审,2019/5/19,14,2、铁科院动车组牵引、辅助变流器的发展情况,（1）、完整的设计流程,2019/5/19,15,自主牵引和辅助变流器设计流程与设计方案,自主牵引变流器设计流程,自主知识产权牵引变流器主要研制工作包括箱体自主研制、热仿真分析、电气性能仿真、关键部件控制器、牵引功率模块、短路模块和直流电压传感器以及自主牵引变流器的研制和试验验证。,2019/5/19,16,自主牵引和辅助变流器设计流程与设计方案,自主辅助变流器设计流程,自主知识产权辅助变流器主要研制工作：箱体自主研制、热仿真分析、电气性能仿真、关键部件控制器、功率模块、变压器、交直流电压传感器以及自主辅助变流器的研制和试验验证。,2019/5/19,17,（2）、研发手段的建设 变流器部件的强度计算、热仿真计算、电气部件仿真平台、控制软件仿真平台、IGBT试验台、IGBT功率模块试验台、变流器例行及型式试验台、牵引系统仿真平台及高速铁路系统试验国家工程试验室高速动车组交流传动试验室。,2019/5/19,18,（3）、自主牵引变流器、辅助变流器的研制,2019/5/19,19,2019/5/19,20,（4） 时速350公里中国标准动车组项目介绍,项目背景,2019/5/19,21,指导文件（总体技术条件）,2019/5/19,22,设计原则,2019/5/19,23,关键技术,2019/5/19,24,（1） 时速350公里中国标准动车组设计方案,3、北车高速动车组牵引传动系统和辅助供电系统 概述,2019/5/19,25,主要技术指标,2019/5/19,26,（1） 时速350公里中国标准动车组设计方案,系统组成,2019/5/19,27,设备布置,01/08车 头车 拖车,2019/5/19,28,（1） 时速350公里中国标准动车组设计方案,牵引设备布置,2019/5/19,29,（1） 时速350公里中国标准动车组设计方案,牵引设备布置,2019/5/19,30,（1） 时速350公里中国标准动车组设计方案,牵引设备布置,1、8号车车下设备布置,2019/5/19,31,（1） 时速350公里中国标准动车组设计方案,美工方案,2019/5/19,32,（1） 时速350公里中国标准动车组设计方案,2019/5/19,33,（2） 时速350公里中国标准动车组牵引系统方案介绍,特性参数（牵引系统技术条件）,2019/5/19,34,牵引特性,2019/5/19,35,制动特性,2019/5/19,36,牵引指令设置,网压适应特性,2019/5/19,37,过分相-发电功能,2019/5/19,38,救援回送功能,2019/5/19,39,（3） 时速350公里中国标准动车组牵引系统主要部件,牵引变压器,2019/5/19,40,（3） 时速350公里中国标准动车组牵引系统主要部件,牵引变压器,2019/5/19,41,牵引变流器,（3） 时速350公里中国标准动车组牵引系统主要部件,2019/5/19,42,牵引变流器主要技术参数,（3） 时速350公里中国标准动车组牵引系统主要部件,2019/5/19,43,牵引变流器,2019/5/19,44,牵引变流器,时速350公里中国标准动车组牵引变流器箱体主要技术指标：,牵引变流器箱体主要尺寸,牵引变流器箱体机箱材料特性,2019/5/19,45,2019/5/19,46,牵引变流器,2019/5/19,47,牵引变流器,牵引控制单元硬件由25块18类板卡组成。,2019/5/19,48,牵引变流器,2019/5/19,49,冷却单元,2019/5/19,50,冷却单元,2019/5/19,51,牵引电机,（3） 时速350公里中国标准动车组牵引系统主要部件,2019/5/19,52,牵引电机冷却风机,（3） 时速350公里中国标准动车组牵引系统主要部件,2019/5/19,53,（4） 时速350公里中国标准动车组牵引系统和部件设计验证,设计验证,部件例行试验 部件型式试验 牵引系统联调试验 整车型式试验,2019/5/19,54,（4） 时速350公里中国标准动车组牵引系统和部件设计验证,地面联调试验,2019/5/19,55,（4） 时速350公里中国标准动车组牵引系统和部件设计验证,地面联调试验,2019/5/19,56,辅助供电系统设计方案（辅助供电系统技术条件）,（5） 时速350公里中国标准动车组辅助供电系统设计方案,2019/5/19,57,辅助供电系统设计方案,2019/5/19,58,辅助供电系统设计方案,2019/5/19,59,功能及性能参数,2019/5/19,60,功能及性能参数,2019/5/19,61,功能及性能参数,2019/5/19,62,功能及性能参数,2019/5/19,63,功能及性能参数,2019/5/19,64,主要部件介绍,辅助变流器主要技术参数,2019/5/19,65,主要部件介绍,时速350公里中国标准动车组辅助变流器箱体主要技术指标：,辅助变流器箱体主要尺寸,牵引和辅助变流器箱体机箱材料特性,2019/5/19,66,2019/5/19,67,辅助变流器主电路结构,2019/5/19,68,辅助变流器试验方案,辅助变流器应具备的试验。,2019/5/19,69,主要部件介绍,充电机主要性能指标,2019/5/19,70,主要部件介绍,充电机主要性能指标,2019/5/19,71,主要部件介绍,蓄电池主要性能指标,2019/5/19,72,（5） 辅助供电系统和部件设计验证,设计验证,2019/5/19,73,4、南车高速动车组牵引传动系统和辅助供电系统概述,（1） 设计输入,2019/5/19,74,（2） 动车组顶层技术指标,2019/5/19,75,（2） 动车组顶层技术指标,2019/5/19,76,（2） 动车组顶层技术指标,2019/5/19,77,动车组设计,2019/5/19,78,动车组设计,2019/5/19,79,车下设备,2019/5/19,80,车下设备,2019/5/19,81,车下设备,2019/5/19,82,（3） 动车组系统配置,2019/5/19,83,（3） 动车组系统配置,采用主辅一体结构： 采用并网供电方式； 牵引、辅助变流器集成设计。,2019/5/19,84,（3） 动车组系统配置,辅助系统配置,辅助逆变器、充电机、蓄电池，系统采用并网供电，冗余设计，保证在各种工况下可靠供电； 设置4台辅助逆变器、4台充电机、4组蓄电池，辅助逆变器设置在2、4、5、7车； 充电机和蓄电池设置在1、4、5、8车，4组160Ah蓄电池为控制、应急、无线设备供电。 充电机与蓄电池的一一对应设置，充电机根据蓄电池充电特性要求对蓄电池充电，满足蓄电池低温充电的要求。,2019/5/19,85,（4） 系统功能和特点,2019/5/19,86,（4） 系统功能和特点,2019/5/19,87,（5） 主要技术指标,2019/5/19,88,（5） 主要技术指标,2019/5/19,89,（5） 主要技术指标,2019/5/19,90,（5） 主要技术指标,2019/5/19,91,（6） 救援和救援回送发电,2019/5/19,92,（7） 主要部件方案,2019/5/19,93,变压器技术方案,2019/5/19,94,变压器技术方案,2019/5/19,95,变压器技术方案,2019/5/19,96,变流器技术方案,2019/5/19,97,变流器技术方案,2019/5/19,98,变流器技术方案,2019/5/19,99,变流器技术方案,2019/5/19,100,变流器技术方案,2019/5/19,101,牵引电机技术方案,2019/5/19,102,牵引电机技术方案,2019/5/19,103,牵引电机技术方案,2019/5/19,104,充电机技术方案和指标,2019/5/19,105,充电机技术方案和指标,2019/5/19,106,充电机技术方案和指标,2019/5/19,107,