HXD型电力机车论文：HXD型电力机车电传动系统分析与检修工艺设计

1、HXD3 型电力机车论文：HXD3 型电力机车电传动系统分析与检修工艺设计【中文摘要】随着变流技术 ,微机控制技术的发展 , 交流调速系 统的研究和开发已引起世界各国的高度重视。交流传动系统无论在 性能指标,装置体积, 设备维护还是节能乃至环保等方面均体现出了 巨大优势。HXD；型电力机车的主传动系统和辅助传动系统均采用了 交流传动技术和微机网络控制技术 , 整个电气系统的设计坚持起点 高、技术领先的原则 , 并充分考虑大功率货运电力机车的实际需要 , 采用先进、成熟、可靠的技术 , 按照标准化、系列化、模块化、信息 化的总体要求，进行全方位设计的。本论文主要以 HXD；型电力机车 为设计原型

2、 , 以交直交传动系统为研究对象 , 通过介绍交直交传动系 统的结构和分析其工作原理 ,结合我国铁路机车近几年来飞速发展和 济南铁路局济南西机务段自引进 HXD；型机车以来检修与运用现状，介绍交直交传动系统在铁路机车上的运用情况。论文第一章为绪论 , 从总体上介绍交流传动系统的配置情况 , 机车采用交流传动技术的优 势和机车上的运用情况，并对 HXD3 型电力机车的特征及其电传动系 统的作了简单概述。论文第二章介绍了异步牵引电动机的结构、工 作原理 , 并分析其电磁特性、机械特性及调速特性。论文第三章通过 对HXD3 型电力机车变流器两个工作部分（四象限整流器功率调节、 逆变器频率变换的特点）

3、,重点介绍机车的主变流器工作原理，PWM 斩 波控制方法；介绍了整流电路的工作原理 , 分析四象限整流器的工作 原理和机车上运用的电压型四象限整流器的控制原理；介绍中间直 流环节的作用和在交直交传动机车上控制此环节电压的途径；比较 电压型逆变器和电流型逆变器的性能 , 分析电压型逆变器的工作原 理；简介脉宽调制的工作原理 , 分析矢量控制技术在异步电机上的应 用和控制技术 ,由此可以肯定交 -直-交这种传动方式应用于机车 , 拥 有良好的牵引性能 ,功率因数高 ,且谐波干扰小论文第四章结合济南 铁路局针对该型机车制定的现有修程、检修现状及本人长期对 HXD3 型机车实际运用状况的跟踪调查，介绍

4、 IGBT 的结构和性能特点，介绍 了交直交传动系统的缓冲和保护环节 , 并针对性提出了现有检修存在 问题和改进措施。论文第五章主要介绍 HXD3 电车主电路容量及参数 计算, 包括对异步牵引电机的容量和参数确定 , 牵引变流器的容量和 参数设计,PWM 四象限整流器参数设计，网侧漏感参数设计，直流侧支 撑电容的参数设计 IGBT 参数设计，异步牵引电动机的结构、电磁特 性、机械特性及调速特性 , 对异步电机的电磁转矩的控制、转矩调节 方式进行设计。论文第六章通过 Matlab/Simulink 对 HXD3 型电力机 车的四象限整流器以及二电平逆变器的研究 , 本章进行了相关的仿真 设计，并

5、对其频谱谐进行了简单的分析。主要是 HXD3 型电力机车主 传动系统的仿真 , 包括对四象限整流器数学建模并仿真 , 对瞬间直流 控制系统、SPW调制板块、波型及谐波分析；同时对两电平逆变器 数学建模并仿真，对SVPW 算法控制，二电平逆变器 SVPW 进行了简 单的仿真分析。论文第七章针对济南铁路局济南西机务段现有 HXD3 型机车检修状况 , 提出对机车小辅修工艺布局、范围进行设计与整 定。内容包括对 HXD3 型电力机车电气、辅助部分、走行部分、制动部分及落成实验等 5 个检修环节进行工艺范围整定 , 该标准已经逐步被应用到 HXD；型机车的日常检修作业当中，并被纳入机车小辅修工 艺当中

6、。【英文摘要】 With the development of converter technology andcomputer control technology, AC speed regulation system has attractedworld attention. AC drive systems shows tremendous advantages in theperformance indicators, the device volume, equipment maintenance,energy saving and even the environmental p

7、rotection. Both the main drivesystem and the auxiliary drive system of HXD3 type electric locomotiveadopts AC drive technology and computer control technology, the entireelectrical system design adhere to the high starting point, the leadingprinciple, and fully consider the actual needs of the high

8、power freightelectric locomotive. What is more, it use advanced, mature, reliabletechnology and undertake all-around design according to the demand ofstandardization, series, modular, information.According to the rapiddevelopment of China s railway, the railway locomotives research ismore and more e

9、xtensive and deep. This paper mainly introduces theHXD3 type electric locomotive and the AC-DC-AC transmission system inrailwaylocomotive operation and maintenance of the situation.The first chapter isthe introduction, introduces the configuration of the AC drive system, theadvantages of AC drive te

10、chnology, the characteristics of the HXD3electric locomotive and the electric drive system.The second chapter ofthe thesis introduces the structure of the asynchronous traction motor, itsworking principle, and analyzes its electromagnetic properties,mechanical properties and speed regulation charact

11、eristics.In the thirdchapter, based on the HXD3 type electric locomotive two working part(four quadrant rectifier power regulator, inverter frequency conversion scharacteristics), introduced the working principle of locomotive mainconverter, PWM chopper control method。 introduces rectifying circuitw

12、orking principle, analysis of four quadrant rectifier principle andapplication of voltage type locomotive four quadrant rectifier controlprinciple。 the intermediate DC link andthe role of in AC DC AC drive locomotive control this link voltage way 。 acomparison voltage inverter and current inverter p

13、erformance, analysesthe working principle of voltage source inverter。 pulse widthmodulation of theintroduction of working principle, analysis of vectorcontrol technology in asynchronous motor applications and controltechnology, which can be definitely AC-DC-AC the transmission methodapplied in the l

14、ocomotive, with good traction, high power factor, and smallharmonic disturbance.In the fourth chapter, combined with the Ji nanRailway Bureau locomotive for the formulation of an existing course,present situation and I long for HXD3 locomotive practical application ofthe investigation, the paper des

15、cribes the structure of IGBT andperformance characteristics, introduces the AC-DC-AC transmissionbuffer and protect, and accordingly puts forward the existing problems andthe maintenance improvement measures.The fifth chapter mainlyintroduces the HXD3 electric car circuit capacity and parametercalcu

16、lation, including the asynchronous traction motor capacity andparameter determination, traction converter capacity and parameterdesign, PWM four quadrant rectifier parameter design, network sideleakage inductance parameter design, the DC side capacitor supportparameters for the design of IGBT parame

17、ters design, asynchronoustraction motor, the structure electromagnetic properties, mechanicalproperties and characteristic of speed regulation of asynchronousmotor, torque control, torque control mode design.In the sixth chapter,through the Matlab/Simulink on HXD3 electric locomotive four quadrantre

18、ctifier and the research of two level inverters, this chapter for the relatedsimulation design, and the spectrum of harmonic to undertake simpleanalysis. Mainly HXD3 type electric locomotive main transmission systemsimulation, including the four quadrant rectifier mathematical modelingand Simulation

19、 of flash, DC control system, SPWM modulation plate,wave and harmonic analysis 。 at the same time on the two level invertermathematical modeling and simulation, the SVPWM control algorithm, thetwo level inverter SVPWM simulation analysis.The seventh chapter of thethesis for the JinanRailway Bureau o

20、f Ji nan West locomotive depot of existing HXD3 typelocomotive maintenance status, proposes to the locomotive technologylayout, design and tuning range.Including HXD3 electric, auxiliary parts, walking part, a braking part andthe completion of Experiment 5 maintenance link process range setting,the

21、standard has gradually been applied to HXD3 locomotive s dailymaintenance work, and were incorporated into the locomotive technology.【关键词】HXD；型电力机车 交直交传动 四象限整流器 异步牵引电机 检修工艺设计【备注】索购全文在线加好友： 139938848同时提供论文写作一对一指导和论文发表委托服务【英文关键词】 HXD3 electric locomotive AC-DC-AC drivefour-quadrant rectifier asynchron

22、ous traction montor overhaul processdesign【目录】 HXD；型电力机车电传动系统分析与检修工艺设计 摘 要 7-9Abstract 9-11 第一章 绪论 12-181.1 现代交流传动系统概述 12-131.2 机车采用交流传动技术的优势 13151.2.1 三相交流牵引异步电动机结构特点 13-141.2.2 交流传动机车的调速特点 14-151.3 HXD3 型电力机车特性 15171.4 HXD3 型电路机车电传动系统框架图 17-18 第二章 异步牵引电动机 18-242.1 异步牵引电动机的结构 18-192.2 异步牵引电动机的工作原理

23、192.3 异步牵引电机电磁特性 1921 231 气隙磁通20 2 32 励磁电流 1_0 20-21 233 转矩 212.4 异步牵引电机机械特性 21-222.5 异步牵引电动机调速特性 22-24 第三章 HXD3 电力机车主变流器工作原理分析24-443.1 整流器 24-293.1.1 三段不等分半控桥式整流器的工作原理 24-263.1.2 四象限脉冲整流器的工作原理及控制 26293.2 四象限脉冲整流器控制基本原理 29-313.2.1 四象限脉冲整流器 （电压型）的控制 29-313.3 中间直流环节 31323.3.1 中间直流环节的作用 31-323.3.2 中间直流

24、环节电压的控制途径 32 3.4 逆变器 32-37 3.4.1 电压型和电流型逆变 器性能比较33-34 3.4.2 电压型逆变器的工作原理 34-37 3.5 中间直流电路 37-38 3.5.1中间直流电路的组成 37 3.5.2 中 间直流电路支撑电容 37-38 3.6 基于两电平逆变器工作原理 3844 3.6.1 两电平逆变器 38-41 3.6.2 两电平逆牵引逆变器 SPVW 控制 41-44 第四章 交直交传动系统的缓冲和保护 44-514.1 产生过电压的原因 44-464.1.1 雷击过电压444.1.2 静电感应过电压 44-454.1.3 切断电感回路电流所造成的过电压 454.1.4 换相过电压 45-464.2 过电压的缓冲