CRH2牵引变流器故障处理

1、 CRH2牵引变流器故障处理 王劲松（株洲南车时代电气股份有限公司 售后服务中心 湖南株洲，412001）摘要：介绍了CRH2型动车组牵引变流器的原理结构特点，讲述了动车组运行过程中牵引变流器所发生的常见故障类型，故障处理方法以及对故障原因进行了分析。0. 引言根据国务院批准的铁路中长期发展规划，按照“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的总体要求，2004年10月，中国南车四方机车车辆股份有限公司(简称南车四方股份公司)与铁道部签订了60列CRH2型200 km/h动车组供货合同。3年来.南车四方股份公司通过技术引进、联合设计、消化吸收和再创新工作，在高速动车组方面取得重大成果:200

2、6年7月，首列国产化CRH2型200 km/h动车组成功下线:2006年12月，完成动车组线路综合性能试验和线路平推试验，最高试验速度达到275 km/h,技术性能指标符合设计要求:2007年4月，铁道部实施第六次铁路大提速，南车四方股份公司提供了37列动车组，占全部上线运营动车组数量的71%,担当了提速主力军角色:2007年9月。动车组荣获铁道部铁路技术创新一等奖2007年11月，南车四方股份公司己为第六次铁路大提速提供了60列动车组，动车组性能优良，运行安全、可靠，得到社会各界好评。截止2007年12月，南车四方股份公司与铁道部签订了共计140列CRH2型系列动车组，包括2007年底开始交

3、付的300 km/h动车组.2008年5月交付的250 km/h长编组座车动车组和2009年交付的250 km/h长编组卧车动车组。CRH2型动车组己成为我国主型高速动车组技术平台，前景广阔。1CRH2型动车组CI主电路构成 主电路系统一般以2辆M1车M2车为1个单元。 电源为电车线提供的单相交流25kV、50Hz，受电弓引下的电经VCB送到牵引变压器原边侧绕组。主电路开闭由VCB控制。牵引变压器的2个牵引侧绕组受原边侧绕组励磁感应出1500V(原边侧25kV时)电压，并将其输入牵引变流器脉冲整流器部。 牵引变流器在M1车、M2车各搭载台，除实施牵引时向牵引电机供电和制动时电力再生控制外，还具

4、有保护功能。此外，还可依据车辆信息控制装置提供的信息实现脉冲整流器间载波相位差运行，以减少架线电流的高次谐波。 牵引电机为相鼠笼型感应电机，轴端部安装速度传感器，用以向牵引变流器、制动控制装置提供转数(转子频率)数据。主电路的构成牵引变流器由单相交流电变直流电的脉冲整流器部，直流电流变相交流电流的逆变器部，和吸收电压波动、输出直流定电压的直流平滑电路（滤波电容器）部构成。 利用PWM脉冲整流器可实现输入基波功率因数1运行，从而减小设备体积、降低电力消耗。此外，由于脉冲整流器逆变器部采用3级结构实现了微细电压控制，主电路半导体元件采用高速切换的减小了交流电压波形失真，可有效降低牵引电机和牵引变压

5、器的电磁噪音、扭矩波动。1.1脉冲整流器部介绍脉冲整流器部由单相级PWM脉冲整流器和交流接触器K构成，以牵引变压器牵引侧输出AC1500V、50Hz为输入。 通过无触点控制装置的选通控制，实现输出直流电压26003000V定电压控制、牵引变压器原边侧电压电流功率因数1控制。此外，还可通过无触点控制装置实现保护功能。再生制动时功能为逆变换，以滤波电容器输出DC3000V为输入，向牵引变压器侧输出AC1500V、50Hz。 交流接触器控制输入侧主电路接通、断开。脉冲整流器级控制概要 级脉冲整流器将滤波电容器分压直流电压得到的阶（正：+Ed/2，零，负：-Ed/2）电压输出到交流(牵引变压器)侧。

6、级脉冲整流器调制方式参照图。依据相调制波ymU(U相电压指令)、正侧载波和负侧载波(三角波)的大小关系，生成级PWM信号Gsw的、信号。(相调制波ymV(与U相逆相位)和相载波ycV之间的关系与上述关系相同。ycV是为减少高次谐波而偏离ycU180相位的调制波。)为减少架线电流高次谐波，将同一单元内M1车、M2车的2台脉冲整流器间载波相位差设定为-90，单元间相位差设定为-60。1.2逆变器部工作原理介绍逆变器部以滤波电容器电压为输入，依据无触点控制装置选通控制信号，输出电压频率可变的相交流电压，以控制台并联感应电机的速度扭矩。再生制动时功能为顺变换，以感应电机输出的相交流为输入，向滤波电容器

7、侧输出直流电压。 感应电机控制选用矢量控制方式，扭矩电流和励磁电流独立控制，以提高扭矩控制精度和响应速度、及电流控制性能。电路构成为与脉冲整流器相同的级构成。1.3直流平滑电路(滤波电容器)部滤波电容器分割搭载，脉冲整流器电源设备2台，逆变器电源设备台，合计容量8000F。 滤波电容器与预备充电电路（图3-5）相连，起动时通过内置充电电阻的充电变压器从辅助电路进行初期充电，以防止K接通时产生过大的冲击电流。 换向开关接通方法：接通CHK充电(约1秒)，然后断开CHK，接通K。 1.4DCU 的控制机箱EOP板位脉冲分配板，共三块，用于整流与逆变的控制；CIO整流器保护板，用于预充电电路；MPU

8、网侧电机控制板；CIF网侧模拟入出板；SCP微机控制板；AVR6板开关电源板；BUF电机侧模拟入出板；DIF数字入出板。MRY数字输出板；ISO模拟输入板等2故障处理与分析 2152A、2131E车报CPLV（022）牵引变流器控制电源电压低故障；5V对应4.6v，15v对应13.5v，24v对应21.6v时上报故障。由AVR6板检测到低电压时，上报给SCP板。 2010年12月19日，CRH2152A列在路试时06车报“022”控制电源低电压 CPLV。复位无效，切除运行回库。12月19日晚进南所库外停车线做库内动车实验、空档实验和启动实验，一切正常；检查CI控制单元各个插头无异常，更换了A

9、VR6电源板，对换6车与2车DCU控制机箱6车与7车SCP板运行观察。1月5日2152列路试实验运行中，车报控制电压低故障；由此故障从车转移到车了，根据之前的排查措施可知，故障问题存在机箱中。 2011年7月9日，2131 10车报022控制电源电压低CPLV。回库后下载CI数据发现无数据，库内空挡试验和启动试验正常，对调10车跟11车SCP板，10车跟7车AVR6板运行观察，7月29号上线运行故障转移到了11车，确定了SCP板本身故障，导致此故障。CRH2E131列动车组2车运行途中多次报004故障，复位后正常，后续运行又报005故障，入库后检查发现均报022（牵引变流器CPLV）、023（牵引变流器VDLV2）、054（牵引变流器P100LV）故障，更换AVR6电源插件后正常。综合上面的处理发现报CPLV可以从三个方面排查，1是SCP板本身故障，导致误报。2是AVR板故障，造成其输出5V、15v、12V低电压，3机箱、传感器等AVR6供电的受体故障，导致