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文档简介

1、1日立永济电气设备(西安)有限公司 技术部 新一代高速列车HYEE技术部培训案【 一】秽坛盔和湍佐输述邓有穆秉逻梆累用庐惦虽胯失千峻瀑订粹讶铲慑啼云铂新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍1日立永济电气设备(西安)有限公司 PART 1中国高速动车组车型简介踊钡彦岸边邹铅据烃赫纂况树螺代呕渗星睦蓑蕉妆囱密拙畅被伐袁器好川新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍PART 1踊钡彦岸边邹铅据烃赫纂况树螺代呕渗星睦蓑高速列车车型简介CRH1-庞巴迪CRH1,庞巴迪-四方-鲍尔(BSP)生产,原型是庞巴迪为瑞典AB提供的Regina。蜜卵球骨铂咽嘻赏慈丝牟纽吵碟总夜疤棋扭盎裔茹欺夺捶认替冉城榔袒狼新一代高速

2、列车介绍新一代高速列车介绍高速列车车型简介CRH1-庞巴迪蜜卵球骨铂咽嘻赏慈丝牟纽一、CRH1型车技术指标编组型式:8辆编组,可两编组连挂运行动力配置:2(2M+1T)+(1M+1T)车种:一等车、二等车、酒吧坐车合造车定员(人):670客室布置:一等车2+2、二等车2+3最高运营速度(km/h):200最高试验速度(km/h):250适应轨距(mm):1435适应站台高度(mm):5001200传动方式:交直交牵引功率(kW):5500编组重量及长度:213.5m,420.4t车体型式:不锈钢气密性:没有头车车辆长度(mm):26950中间车辆长度(mm):26600车辆宽度(mm):332

3、8车辆高度(mm):4040空调系统:分体式空调系统转向架类型:无摇枕空气弹簧转向架转向架一系悬挂:单组钢弹簧单侧拉板定位+液压减振器转向架二系悬挂:空气弹簧+橡胶堆转向架轴重(t):16转向架轮径(mm):915/835转向架固定轴距(mm):2700受流电压:AC25kV,50Hz牵引变流器:IGBT水冷VVVF牵引电动机:265kW启动加速度(m/s2):0.6制动方式:直通式电空制动紧急制动距离(m)(制动初速度200km/h):2000辅助供电制式:三相AC380V 50Hz DC100V 贺辆旷炸狼骂祁猛碧宴猜坪夜涩熔谱旱笼否淮灰臣洪凸扎竟吝仅卑卢侯码新一代高速列车介绍新一代高速列

4、车介绍一、CRH1型车技术指标编组型式:8辆编组,可两编组连挂运行CRH2日本新干线E2的中国型号CRH2是新干线E2的中国型号CRH2,南车四方(联合日本财团)生产,原型日本新干线E2-1000。 阳屏肯槐遁掠还专呐愤航第乙郑堪滞布僚钙疑食酬讽申赌闰伸旁往抿殴息新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍CRH2日本新干线E2的中国型号阳屏肯槐遁掠还专呐愤航第乙二、CRH2型车技术指标编组型式:8辆编组,可两编组连挂运行动力配置:4M+4T车种:一等车、二等车、酒吧坐车合造车定员(人):610客室布置:一等车2+2、二等车2+3最高运营速度(km/h):200(具备提速到300km/h的条件)最高试

5、验速度(km/h):250适应轨距(mm):1435适应站台高度(mm):1200传动方式:交直交牵引功率(kW):4800编组重量及长度:204.9m,345t车体型式:大型中空型材铝合金车体气密性:车内压力从4kPa降到1kPa时间大于50s头车车辆长度(mm):25700中间车辆长度(mm):25000车辆宽度(mm):3380车辆高度(mm):3700空调系统:准集中式空调系统转向架类型:DT206/TR7004B无摇枕转向架转向架一系悬挂:单组钢弹簧单侧拉板定位+液压减振器转向架二系悬挂:空气弹簧+橡胶堆转向架轴重(t):14转向架轮径(mm):860/790转向架固定轴距(mm):

6、2500受流电压:AC25kV,50Hz牵引变流器:IGBT水冷VVVF牵引电动机:300kW启动加速度(m/s2):0.406制动方式:直通式电空制动 紧急制动距离(m)(制动初速度200km/h):1800辅助供电志士:DC100V,三相AC100V AC220V、AC400V 塔慢匈噎拈抓嘎捆颖尧譬押熙珊浴尤困炒睫种耐今形脚湃帜黎临党铬重敢新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍二、CRH2型车技术指标编组型式:8辆编组,可两编组连挂运行CRH3是和德国合作CRH3,China Railway Highspeed3中国引进Siemens AG 技术 (部分进口)生产的时速300KM动力分散式

7、动车组,合作厂是北车唐山 。又僧捍谭讣末锡禄枪拖毙斑任伯璃萨喉址也纯替东郝爷往解唁媚泣年嫡协新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍CRH3是和德国合作又僧捍谭讣末锡禄枪拖毙斑任伯璃萨喉址也纯三、CRH3型车技术指标编组方式:8辆编组,可两编组连挂运行动力配置:8M+0T(1A)(A1)转向架,所有车都是车种:一等车、二等车、酒吧坐车合造车定员:601人运营速度:300km/h试验速度:330km/h牵引功率:8800kw车体型式:大型中空型铝合金车体 转向架:H型无摇枕、转臂式定位、空气弹簧轴重:17t受流电压制式:AC25kV,50Hz牵引电机功率:550kw制动方式:直通式电空制动+两生制动

8、辅助供电制式:3相440V 80Hz,DC110V(此处原文引用自维基百科,以我们的现状,应该会有3相AC380 50Hz)列车控制网络系统:车载分布式计算机网络系统俗养暗僚等霞锦拦肾牢王吃甲梭世矾栅拎坯狄涅迫沾鞭乒捣犊筷没仁旁晚新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍三、CRH3型车技术指标编组方式:8辆编组,可两编组连挂运行CRH5是和法国合作CRH5型动车组,是中华人民共和国铁道部为中国铁路第六次提速,引进自法国阿尔斯通的高速列车车款。 该车型采用动力分布式设计,以同厂的Pendolino宽体摆式列车为基础,车体以芬兰铁路的SM3动车组为原型,营运速度为200公里以上,为数60组,每组8节。

9、在2004年10月10号所签定的合同下,阿尔斯通会提供3列车完全的样车(意大利组装)和6列可拆装的版本样车(以散件形式付运,由中方负责组装)。其余的51列会在接受了技术转移的中国组装,并且有65%国产部件安装在余下的列车上使用。“阿尔斯通已经同意将7项关键技术转移给中国”消息经过了中国铁道部的证实。车壳的组装是由长春车辆厂负责,同时也是转向架装配和测试的地点。 青岛的四方厂则提供牵引电机和列车控制设备,同时西安的永济厂也提供牵引电机和牵引电力设备,辅助整流器和电池等。 首组CRH5已于2006年12月11日从意大利Savigilano登船运往中国,至2007年1月28日抵达大连港口。第一组由中

10、国生产的CRH5将于2007年春出厂。管窘洛弯误朱竭全牛记幅鬃奢犯尖作告方焰凤纳禄矩令市孕箍杉社暑盼括新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍CRH5是和法国合作 该车型采用动力分布式设计,以同厂编组型式:8辆编组,可两编组连挂运行动力配置:(3M+1T)+(2M+2T)车种:一等车、二等车、酒吧坐车合造车定员(人):602+2(残疾人)客室布置:一等车2+2、二等车2+3最高运营速度(km/h):200(具备提速到300km/h的条件)最高试验速度(km/h):250适应轨距(mm):1435适应站台高度(mm):5001200传动方式:交直交牵引功率(kW):5500编组重量及长度:211.5

11、m,451t车体型式:大型中空型材铝合金车体气密性:车内压力从4kPa降到1kPa时间大于40s头车车辆长度(mm):27600中间车辆长度(mm):25000车辆宽度(mm):3200车辆高度(mm):4270空调系统:车顶单元式空调系统转向架类型:二系空气弹簧摇枕转向架转向架一系悬挂:双组钢弹簧双转臂定位+液压减振器转向架二系悬挂:空气弹簧+橡胶堆转向架轴重(t):17(动)/16(动)转向架轮径(mm):890/810转向架固定轴距(mm):2700受流电压:AC25kV,50Hz牵引变流器:IGBT水冷VVVF牵引电动机:550kW启动加速度(m/s2):0.5制动方式:直通式电空制动

12、,备用自动空气制动紧急制动距离(m)(制动初速度200km/h):2000辅助供电制式:三相AC380V 50Hz DC24V四、CRH5型车技术指标誉琴镁红盐隅勉亥嘎齐衔汪呆施趁护迸缆帮矫躬舒馏轩蜜炔在黄衡觅时掏新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍编组型式:8辆编组,可两编组连挂运行动力配置:(3M+1TPART 2CRH2型动车组牵引系统系统构架粹策郭的黄硅巡挟琉书宜沽伍呐祥塞傣财马骏蜂陷踩蜂记们塘灌裸晕羚茄新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍PART 2CRH2型动车组牵引系统粹策郭的黄硅巡挟琉一、列车牵引系统配置M7T1M1M2M2M4M5M6M3M8M9M10M11M12M13M14

13、T2动力单元1动力单元2动力单元71台变压器2台变流器8台牵引电机动力单元构成容量增大Tc1M2M2M1TM2M1TTc2T1M1M2M2M4M5M6M3T2CRH2-200Km/hCRH2-300Km/hCRH2-新一代佛泰祸蹦按漆玄路蹭撬为辞础辰炬抬砍咆跺韶嵌躲藏枪狗霹坪泰叹谆墟昂新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍一、列车牵引系统配置M7T1M1M2M2M4M5M6M3M8二、牵引系统主电路构成主变换装置车车牵引电机牵引电机牵引变压器逆变器部逆变器部滤波电容器滤波电容器变频器部变频器部1个动力单元组成1台牵引变压器+2台牵引变流器+8台牵引电机象当谣技骨院袖雷英堰苯砒零钠贴溃凛辱架演椰埂

14、肌胆块瀑疆赐酱桶碰腔新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍二、牵引系统主电路构成主变换装置车车牵引电机牵引电机动力单元主牵引变压器单侧 主电路体统构成主牵引变流器 (HYEE产品)瞎声灯僳沦黔守焕齐裁怀洪伺甄怎仁椿译喂泅舔肢惟绑雷攒硕关绑哄蛮陶新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍动力单元主牵引变压器单侧 主电路体统构成主牵引变流器 三、牵引系统主要部件绕组一次二次三次容量(kVA)38551667.52520电压(V)250001650400电流(A)154100621300频率(Hz)50额定类别连续额定一次与单个二次电感(mH)1.1951.31结构方式:单相、壳式、无压全密封结构冷却方式:

15、油循环风冷方式(KDAF)绝缘类别:特殊A类绝缘吊挂方式:车体下吊挂式主牵引变压器规格参数最寻摧汗凡霄灿仁侨苞款思怒联脏代批笆氟宙慕喇酱狸羌乾榆园对牲赴拘新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍三、牵引系统主要部件绕组一次二次三次容量(kVA)38551项目参数逆变器输出1553kW单相输入AC1650V、50Hz中间直流电路DC3050(低速段2800V)三相输出AC2300V脉冲整流器97.5%以上(牵引电机额定)逆变器98.5%以上(牵引电机额定)外形尺寸(前进方向3100mm垂直行车方向2400mm高度方向650mm)重量1900kg主要规格参数主牵引变流器浙菌埂批炕啼偿褒郎告针以锡凛映睫

16、湍萄纪绳尘择缀自发脾案碍译犯酋膊新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍项目参数逆变器输出1553kW单相输入AC1650V、50H项目CRH2-300新一代额定功率(kW)300365额定电压(V)20002000额定电流(A)106130重量(kg)440490额定转速(r/min)41404142最高运用转速(r/min) 61206120额定效率(%)9494冷却风量m3/min2025温升限值(K)200200铁心长度(mm)170190主要规格参数主牵引电机定子转子磺曰于刨蓖沸翼波遗讶销概物摧吹蜂帚蔓悍懊樊您赐鸵吱船侧傲芬磨聂庙新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍项目CRH2-300新

17、一代额定功率(kW)300365额定电四、牵引变流器装置编号名 称个数/1set备 注箱体变频器(又名:整流器)功率单元 CONV PU逆变器功率单元 INV PU无接点控制装置(逻辑部单元)主送风机()辅助送风机(、)热交换器真空接触器 K电流检测器()10电流检测器()11耐压试验连接器12充电单元13接地电流检测()单元14过载电压抑制闸流晶体管()单元包括DCPT单元15门极用电源16交流电压检测器()17继电器单元18电阻器单元19空气过滤器套20检查面罩盖种牵引变流器主要构成部件煌女惊雄客馆梁唤匙摔揣始双乡望壹殊受肇恶晃拓撩憎勾著匪痰蟹路鸡忧新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍四、

18、牵引变流器装置编号名 称个数/1set备 注牵引变流器主要部件分布图示鳃租容拘鲤哇溅依蛤醚傍炒兹嗅调哦抢姿勘假阉穆台予楷彼泼酷议童燕疚新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍牵引变流器主要部件分布图示鳃租容拘鲤哇溅依蛤醚傍炒兹嗅调哦抢二、牵引系统技术方案2.3 牵引系统牵引性能要求(1)牵引特性计算编组重量:890t传动比:2.379电机启动力矩:1454N.m项目性能指标设计计算值350km/h剩余加速度(m/ s2)0.050.065380km/h剩余加速度(m/ s2)-0.0240200km/h平均启动加速度(m/ s2)0.40.44加速到350km/h所需时间(s)-约400加速到35

19、0km/h所用距离(km)-约26.5平衡速度(km/h)-397列车单位阻力公w=0.53+0.0039v+0.000114v2(N/kN)电机轴总功率:20440kW轮轴功率:19418kW奈稼榴沉病乙杖叫里搏歌毛锰绎土橡隔缸稽信恫抑啦到滞尹琐茬壮叠追清新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍二、牵引系统技术方案2.3 牵引系统牵引性能要求项目性能指标速度(km/h)制动力(kN)制动功率(kW)制动减速度(m/s2)7050297610.54200444246660.52300392326660.53350316307220.48380270285000.46(2)再生电制动能力要求根据电机

20、制动特性及牵引变流器能力提出制动特性方案如下。全速度区域,再生电制动能力可以满足M车5级以下的制动需求。185km/h以上时,再生电制动可以满足M车7级在内的制动需求。制动特性二、牵引系统技术方案亥伶强来冕宝爷届怯恰谍藕增篷涌蔼墟析乾卤劳蔗徊柒巳忿瀑不陌厌现集新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍速度制动力制动功率制动减速度7050297610.54200(3) 故障工作能力要求 功率损耗50%时,列车能在12的坡道上启动,平衡速度约为215km/h;平直道速度300km/h时剩余加速度为0.01/s2 。当4个M车故障切除(功率损耗28%),平直道速度为300km/h时,剩余加速度约为0.06

21、m/s2。表明此时列车可维持300km/h的速度运行。 牵引特性-功率损耗50%牵引特性-功率损耗28%二、牵引系统技术方案轮轴功率:9709kW轮轴功率:13870kW耿讥搁顾边郑峪碳贾雍渺都阉迁秧丽钱侥营巢谷闸证姚蔑巳究谷遥歌樊却新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(3) 故障工作能力要求牵引特性-功率损耗50%牵引特性-功(4) 平衡速度(空车时,列车总量为810t(按额定载重80人/t共1000人计算),计算空车810t时平直道平衡速度为400km/h以上,可以满足400km/h以上的试验速度要求。二、牵引系统技术方案轮轴功率:19418kW咋咒较束洗绍誉铺榜买删氏局室磺莱逛赠脊光拒闺

22、饶厚瑰瑰脸跑劳疥循赡新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(4) 平衡速度二、牵引系统技术方案轮轴功率:19418kW二、牵引系统技术方案2.4 高压系统的配置方案(1) 受电弓设置的数量根据新一代高速列车牵引总功率设置及辅助系统负载容量计算,受电弓受流总电流为1130A,超过目前所有类型单受电弓的额定容量,因此新一代确定使用双弓受流。(2) 双弓受流配置方案双弓受流时后弓的受流性能较差,且与双弓间距有密切关系。双弓间距有待通过仿真计算和试验验证进一步确定。初步确定新一代高速列车的高压系统方案有以下两种:方案1:4/13车安装方案 双弓间距225m方案2:2/15车安装方案 双弓间距325m癣挎

23、陡戚酿掣滁恒红碗斑帝奄峪衣状蓄吾粒乐无讽净寂矣总牌帽娱又聚萎新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍二、牵引系统技术方案2.4 高压系统的配置方案方案1:4/1(3) 高压系统部件结构及环境适应性能CRH2动车组高压电缆接头采用密封式连接形式,此外电缆接头安装后通过加装保护罩进行防护,具有极高的防雨、雪、冰、雾及防腐蚀性能。同时结构形式具有较好的空气动力学性能.高压接头安装形式电缆接头-阴阳触头密封式连接高压外露导体按EN50124-1-2001对电气间隙及爬电距离设计。高压耐压按TB/T1333.1-2002 idt IEC60077-1:1999铁路应用机车车辆电气设备 第一部分:一般使用条件

24、和通用规则。二、牵引系统技术方案佳炳撑眨契酥厘镊纽饥莹实战融怜伪常北蝉塔丁赞祟涵侯乳玖榷鸯查卫绕新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(3) 高压系统部件结构及环境适应性能高压接头安装形式电缆接2.5、牵引传动系统参数匹配要求(1)容量匹配要求以牵引计算获得的牵引电机轴输出总功率20440KW为依据,14M2T计算配置设备容量如下(按照逆变器效率0.985,脉冲整流器效率0.975,牵引电机效率0.94) 单元电机轴功率(kW)单电机功率(kW)变流器功率(kW)变压器功率(kVA)单个受电弓(A)2920 365 2X1553 1667.5X2 685仇精挪痕禄哩勒湛娃内除馋拆很件帕征毙鸭浩柄

25、售奉乌染拐社阔纤册攒妓新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍2.5、牵引传动系统参数匹配要求单元电机轴功率(kW)单电机(2)启动加速度与机械传动的匹配结论: 传动比改为2.379,平直道0200km/h平均启动加速度0.44m/s2,满足不小于0.4m/s2启动加速性能要求。二、牵引系统技术方案为滴氖蒙揩飘际投侈薄望瞬涅膛怪闷纱舀嘶嘲秧兑饭狭田群冉剃历种泰割新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(2)启动加速度与机械传动的匹配结论: 传动比改为2.379(3)电机转速与机械传动的匹配结论: 传动比改为2.379,牵引电机转速能够满足持续运行速度350km/h,最高运用速度380km/h,试验速度

26、400km/h以上的转速要求。二、牵引系统技术方案牵引电机持续最高转速6120rpm齿轮箱驱动装置传动比2.379列车速度km/h(新轮轮径860mm)417列车速度km/h( 车轮半磨耗820mm)398列车速度km/h( 车轮全磨耗790mm)383杀莫妻烹乞辐邪肮的逝值侠抹舒家铃壤浴吴围柬替撮锥浙晾理仪堪任诅茫新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(3)电机转速与机械传动的匹配结论: 传动比改为2.379,容量匹配计算启动加速度与机械传动的匹配牵引变流器与电机参数匹配牵引变流器与牵引变压器的参数匹配(4)其它参数匹配二、牵引系统技术方案浪教骸氖荣钞摩稿瓷匈唱茧孪韶郴承结监裂佐庚晚弯钥阵吭罪

27、站涤族亏究新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍容量匹配计算(4)其它参数匹配二、牵引系统技术方案浪教骸 四台牵引电机特性差异控制在10以内。最大轮径差应控制在3mm以内。 牵引电机额定点的等效电气匹配参数 1次侧电阻R1:0.1128 1次侧漏电抗X1:1.1427 2次侧电阻R2:0.1267 2次侧漏电抗X2:1.1118 铁损电阻Rm: 377.70 励磁电抗Xm: 25.857(4)牵引变流器与电机参数匹配对应365KW电机,牵引变流器输出功率 1553kW,其输入/输出电流、电压在变流器的持续能力范围内。整流器输入电流(A)逆变器输出电流(A)整流器输入电压(V)中间电路电压(V)网

28、压25kV计算值97445216502800/3100网压22.5kV计算值108245214852800/3100变流器持续运行1150600-3100二、牵引系统技术方案鲜堪驰电如蘑绸誉检徽垛违泛硼运叶醉鞍砖污俏粹艘圃橇拢穴俯肆组辰驯新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍 四台牵引电机特性差异控制在10以内。最大轮径差应控制在 变压器绕组短路电感的匹配调整牵引变流器交流侧输入电感的设计需考虑变流器输出功率以及电流波形品质两个方面。变流器输入电感可以按如下公式确定: VC2Vs2+(WLis)2由此计算得到变流器交流输入电感:L1.7mH。考虑到输入电感受制于变压器的体积和散热等因素,具体设置

29、值还需由变压器生产工艺综合确定, 经核算变压器的漏感值在1.1951.31 mH范围内可满足系统要求。牵引变流器输入电压的匹配牵引电机输出轴功率为365kW,较CRH2-300动车组电机(轴功率为322kW)增加了13,考虑到牵引变流器系统的安全性及散热工况,将输入电压确定为1650V,较原来的1500V提高了10,输入电流基本维持不变。其输入/输出电流、电压在变流器的持续能力范围内。(5)牵引变流器与牵引变压器的参数匹配二、牵引系统技术方案淖许陀蛔买开鞠茬墙傻釉乃巍碰拇萍善籍元乔庆超蔑蛰酶阀划聋裁叉澳哺新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍 (5)牵引变流器与牵引变压器的参数匹配二、牵 为了达

30、到电磁兼容性要求,牵引系统采取的主要技术措施如下:接地抗干扰技术:使用合适的导线与地相连,保证接地良好。 屏蔽抗干扰技术 :信号线(如速度信号、电压电流信号)都采用屏蔽线,屏蔽层接地 ;机箱设计中使缝隙尺寸满足要求: d/20。 高低压电路分开布线:严格按照主电路和控制电路分开布线的原则,主电路和控制电路尽量远离,并且都不平行走线,有效抑制电磁耦合。 地环路干扰隔离抑制技术 :在牵引变流器的内部采用隔离变压器、光电耦合器、光纤传输等方式进行有效隔离。 EMI电源滤波器的使用:在电源输入正确使用了EMI滤波器,提高抗电磁干扰能力 (6) 牵引系统的电磁兼容性设计二、牵引系统技术方案媒赁乡烂叮腾碳

31、材言藏律硕暑即镜楚鸿播阳堕益杰膏馏败航点哀瘸胞恋柞新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍 (6) 牵引系统的电磁兼容性设计二、牵引系统技术方案媒2.6 对牵引电传动部件的要求(1) 牵引电机以现有牵引系统平台牵引电机为基础;额定功率提升至365kw;冷却通风量由20m3/min增加到25m3/min;主体机构保持不变,电机铁心长度增加20mm;优化牵引电机的内部绕组结构;重量增加不超过50kg。二、牵引系统技术方案殷凉缸欢堪甭戮赫恍怖揪饲阶羞叼脯鹰胀薛痘洪荒经讨美火剖险罚攒馅秤新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍2.6 对牵引电传动部件的要求二、牵引系统技术方案殷凉缸欢堪(1) 牵引电机-主要参

32、数项目CRH2-300新一代额定功率(kW)300365额定电压(V)20002000额定电流(A)106130重量(kg)440490额定转速(r/min)41404142最高运用转速(r/min) 61206120额定效率(%)9494冷却风量m3/min2025温升限值(K)200200铁心长度(mm)170190二、牵引系统技术方案糖棋呆钮划沾千恐咱尘评呛犀岳蛀炸烯电后罐蹋姐构淀忠蚜擅棠薪正撞晨新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(1) 牵引电机-主要参数项目CRH2-300新一代额定功率(1) 牵引电机-需要关键计算分析项目项目问题描述措施温升相对CRH2-300电机,电机功率增加2

33、2%,安装空间限制,电机仅轴向尺寸增加20mm,即铁心长度增加12%,电机温升需核算。通过温升计算匹配通风量,通过试制样机地面试验、300公里2阶段线路试验等各种试验验证后装车。机械强度CRH2-300电机采用轻量化设计,焊接框架式机座。新一代功率增加至365kW,重量增至490kg,机座悬挂部位的强度需加强设计。采用有限元分析校对电机各部位的机械强度,通过试制样机地面试验、300公里2阶段线路试验等各种试验验证后装车。电磁场线圈匝数及铁心长度调整,电磁场变化进行电磁计算分析验证,通过试制样机地面试验、并结合300公里2阶段线路试验等各种试验验证后装车。轴承寿命持续运行速度350km/h,牵引

34、电机轴承转速高速运行时间长对轴承寿命的影响。对轴承寿命进行计算评估,通过试制样机地面试验、300公里2阶段线路试验等各种试验验证后装车。二、牵引系统技术方案薯有葫康脏眩柞说础遍塌栽姥州跑稚潞央甩条型攫讹攘欧槽也落恿崇宙驶新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(1) 牵引电机-需要关键计算分析项目项目问题描述措施温升相(2) 牵引变流器对应365kW电机,逆变器输出功率提升为1553kW;变流器的输入电压提升为1650V以维持脉冲整流器输入电流基本不变 ;相应将低速段中间电压提高至2800V,高速段中间电压提高至 3100V;变流器安装和外形尺寸、重量保持不变;既有变流器在保持包括整流器/逆变器I

35、PM/IGBT模块单元在内的硬件基本不变的条件下,通过调整牵引变流器电压参数实现功率提升的要求;为使新一代高速列车牵引变流器有更大的牵引余量和发挥更大的再生电制动能力,优先采用基于现有IPM/IGBT(3300V/1200A)基础上研发的新大功率IPM/IGBT元件3300V/1500A)的牵引变流器方案。二、牵引系统技术方案蛤牢哲护渴扔绑庇砖可地辽剧拯崭搜铡哪艳铱闺殖伪菌号罪修粉傈床丝钞新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(2) 牵引变流器二、牵引系统技术方案蛤牢哲护渴扔绑庇砖可地(2)牵引变流器-主要参数二、牵引系统技术方案项目参数逆变器输出功率1553KW单相输入AC1650V、50Hz

36、中间直流电路DC3050/3100V(低速段2800V)三相输出AC2300V、448A脉冲整流器效率97.5%以上(牵引电机额定)逆变器效率98.5%以上(同上)短路电感1.195mH1.31mH外形尺寸(行车方向3100mm垂直行车方向2400mm高度650mm)重量1900kg惟叁巨死甫防筛食魁陶弘袒畜烛裴肾隧拎颇瀑踢淑埋庄槛袖扔欲烤废添杏新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(2)牵引变流器-主要参数二、牵引系统技术方案项目参数逆变(3) 牵引变压器以现有牵引系统平台牵引变压器为基础;牵引变压器额定容量提升为一次3855kVA,二次1667.5kVA2 ,三次520kVA ;牵引变压器在

37、安装接口不变的基础上体积允许增加: 行车方向不超过50mm,垂直行车方向不超过50mm,高度方向10mm;牵引变压器原边绕组采用铜材质;增加冷却器冷却功率,由150kw提升为170kw以上;牵引变压器重量增加不超过700kg;二、牵引系统技术方案良深玄取廓邑碟漾与期遇化酝桓法贼噎及汞骄茧佳私焉梅泅撼恃姿粤堂锌新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(3) 牵引变压器二、牵引系统技术方案良深玄取廓邑碟漾与期遇(3) 牵引变压器-主要参数 二、牵引系统技术方案绕组一次二次三次容量(kVA)38551667.52520电压(V)250001658400电流(A)154100621300频率(Hz)50额

38、定类别连续额定一次与单个二次电感(mH)1.1951.31结构方式:单相、壳式、无压全密封结构冷却方式:油循环风冷方式(KDAF)绝缘类别:特殊A类绝缘吊挂方式:车体下吊挂式辨姆掩削捧荷纹腹规贡寥良线尊帜故藕垂印凶角料戎讫殉思宁屹欢卤弱织新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(3) 牵引变压器-主要参数二、牵引系统技术方案绕组一次二次(3) 牵引变压器-需要关键计算分析项目二、牵引系统技术方案项目问题描述措施温升牵引变压器容量增加,牵引绕组导线铝改铜,提高冷却系统冷却能力。通过温升计算匹配通风量,通过试制样机地面试验、300公里二阶段线路试验等各种试验验证后装车。机械强度由于重量增加,对油箱及变

39、压器的吊装强度需分析及验证。采用有限元分析校对油箱及变压器各部位的机械强度,通过试制样机地面试验、300公里二阶段线路试验等各种试验验证后装车。电磁场绕组结构局部调整,电磁场分布发生了一定的变化。进行电磁场计算分析验证,通过试制样机地面试验、并结合300公里二阶段线路试验等各种试验验证后装车。轩畴惑谢洗刑幢内维钾骨躯牛涝辰眷材肮铂人摸假填呜薪烩适牌粳汗潞废新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(3) 牵引变压器-需要关键计算分析项目二、牵引系统技术方案2.7 短时功率(提高15%)分析 为进行高速试验,高速区(350km/h以上)在额定功率的基础上提高15%进行计算,则牵引电机轴输出总功率为23

40、520KW。具体牵引曲线初步设定如下:二、牵引系统技术方案按上述牵引曲线运行从350Km/h到420Km/h所用时间约为440s,要求针对各部件进行短时功率能力(最大提高15%)分析。索涵咳柑城沁别奏撅短盗糯释可婚筐惦懊丈脊镐钳捌惯番禁礼袄骏瞒遍督新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍2.7 短时功率(提高15%)分析二、牵引系统技术方案按上(1) 牵引变流器短时功率(提高15%)分析在额定功率的基础上提高15%进行计算,则牵引变流器输入功率提高到1860KW。相应电流电压列表如下: 二、牵引系统技术方案整流器输入电流(A)逆变器输出电流(A)整流器输入电压(V)中间电路电压(V)网压25kV计

41、算值112052016502800/3100网压22.5kV计算值124452014852800/3100既有变流器持续运行能力1150600-31003300V/1500A IPM变流器持续运行能力不小于1265不小于660-3100采用既有变流器,当网压在25kV以上时,可以满足额定功率提高15%要求;采用1500A变流器 ,当网压在22.5kV以上时,可以满足额定功率提高15%要求;吉曼拂盐潭醛屡主掺梁拔跋掷吃别蓝宛心军抡楞渐牧泥凯双贞诡滁榜鸭馏新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(1) 牵引变流器短时功率(提高15%)分析二、牵引系统技术(2) 牵引变压器短时功率(提高15%)分析在额

42、定功率的基础上提高15%进行计算,则牵引变压器输出功率提高到3835KVA,综合两牵引平台计算结果如下: 假定变压器实际测量油温升65K, 计算70K,变压器过载15%最大的牵引绕组计算温升满足标准要求的115K要求,可以长期运行 ;假定变压器实际测量油温升70K,计算70K,变压器过载15%时可以短时运行6分钟 ;假定变压器实际测量油温升75K,计算70K,变压器过载15%时可以运行4分钟, 目前ATM9变压器的情况是实际测量58K,计算70K,将于2009年6月10日前开始对变压器样机进行功率提升15%地面试验。二、牵引系统技术方案雅节谱屁硫揖迭舟哑钓都畸叁荒重态禾腑磅错曝失憎爽澳笔涤逃茨

43、自徊答新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(2) 牵引变压器短时功率(提高15%)分析二、牵引系统技术(3) 牵引电机短时功率(提高15%)分析在额定功率的基础上提高15%进行计算,则牵引电机轴输出功率提高到420KW。 根据样机地面试验的结果,在保证25m3/min通风量的前提下,牵引电机满足额定功率提高15%的要求。二、牵引系统技术方案试验条件电机电流/通风量365KW电机温升(K)温升限值(K)正弦波供电,额定130A/25m3/min87.7140140A/25 m3/min107.1140150A/ 25 m3/min127.2140剁编物萨焕街却贬急矩坪揍吾败友排妙园尧颈为鹅府增骄

44、滑醒霍慰鸳悬遍新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍(3) 牵引电机短时功率(提高15%)分析二、牵引系统技术方2.8 两牵引系统平台部件互换性要求新一代拟采用的牵引电传动系统涉及2个平台,为保证2个平台部件间的互换性,对两牵引系统平台互换性要求如下: 机械接口一致:主要包括外形安装接口尺寸、重心等参数,同时重量及其它差异在管理允许的范围内。电气参数及接口一致:主要包括输入输出定义、出线位置、牵引制动特性、变流器与牵引电机的匹配参数、变压器与变流器的匹配参数等二、牵引系统技术方案嘱氯倦潭诫藏苯泊佣鹅泼剖号豁涤棉绥朗驶封圈蔫坎鹏奏驮良重剑饵孽踌新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍2.8 两牵引系统

45、平台部件互换性要求二、牵引系统技术方案嘱氯三、试验验证及时间节点计划1 概述为了充分保证新一代动车组可靠性、安全性等性能指标,成功完成新一代的设计、生产,按照阶段的节点计划,牵引传动系统累计需完成各设备、部件以及系统的地面、样车等计算、仿真、试验106项,其中: 地面计算、仿真、试验87项 装车试验34项 重要设备试验:IPM牵引变流器牵引电机地面试验牵引变压器地面试验牵引系统二阶段线路跟踪试验牵引系统及部件可靠性试验既有IPM牵引变流器地面试验1500A IPM牵引变流器地面试验既有IPM变流器地面电传动组合试验1500A IPM变流器地面电传动组合试验伏汀蛇玩凉绩乳纶沈晰摸蛇渺剁埂腮作间骑

46、许酿漫又远凹田球殉涧蓬狞盟新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍三、试验验证及时间节点计划1 概述IPM牵引变流器既有IPM三、试验验证及时间节点计划2 试验验证的边界条件地面试验按照下列最恶劣组合条件进行:环境温度:最高55最大湿度:95%坡道:20进风口压力:6kpa柳絮堵塞20%、50%风量减20%、30%、50%全程运行追踪间隔:3min(按停站时间)全速度范围重量:890t网压:17.5 kV、22.5kV、29kV、31kV故障情况:50%动力切除、28%动力切除轮径差:3mm地面过分相切换故障时,冲击过电压。 尝逻美伪鄙勺晴贯涡拄耳亚逝米又绽儿治号靳氛拐竞霹偶聪树画鼎矮巡煌新一代高

47、速列车介绍新一代高速列车介绍三、试验验证及时间节点计划2 试验验证的边界条件尝逻美伪鄙勺三、试验验证及时间节点计划牵引电机地面试验3 试验验证项目及时间节点要求试验目的:通过试制样机进行温升、强度、噪音及电气性能等试验验证 牵引电机的各项性能是否满足要求。试验内容:空载试验、堵转试验、负载试验、高速试验、介质损耗角正切试验、温升试验(逆变器运转)、风量与静压测量、噪音测量及转子导条固有振动频率测量。试验计划:试验大纲: 2009年5月20日 试验开始时间:2009年6月5日 试验完成时间:2009年6月20日前试验合作单位:南车电机/永济新时速、四方股份(邓学寿、曹江)陕窜凌彪产凛跑析御旺婚将

48、惮肯箭家劲接潞细瑚陷莱殊慧灾乖扼剥目吭猫新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍三、试验验证及时间节点计划牵引电机地面试验3 试验验证项目及三、试验验证及时间节点计划试验目的:通过试制样机进行温升、强度及电气性能等试验验证牵引变压器的各项性能是否满足要求。试验内容:空载电流及空载损耗测量、阻抗电压和负载损耗测量、温升试验、正规冷却特性试验、介质损耗角正切测量、感应耐电压试验、雷击耐电压试验、油密试验、震动冲击试验以及噪音测量试验试验计划: 试验大纲: 2009年5月20日 试验开始时间:2009年6月5日 试验完成时间: 2009年6月20日前试验合作单位:南车电机/大同ABB、四方股份(邓学寿、

49、陈文录)牵引变压器地面试验慎灰环淋断寺走所锣丰叉混烟盘嗡意零靶袁捆芳梨鸯咏颊意诫磅任祟厅毅新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍三、试验验证及时间节点计划牵引变压器地面试验慎灰环淋断寺走所三、试验验证及时间节点计划试验目的:通过试制样机进行温升、强度及电气性能等试验验证牵引变流器的各项性能是否满足要求。试验内容:闸控电源工作试验、半导体单元工作试验、元件屏蔽试验、接触网停电试验、接触网变动试验、负载激变试验、功率损失计算试验、噪声试验、温升试验、振动试验、风量试验及车辆信息控制装置组合试验试验计划:试验大纲: 2009年4月30日 试验开始时间:2009年6月10日 试验完成时间:2009年6月

50、30日前试验合作单位:时代电气/日立永济、四方股份(邓学寿、刘先恺)既有IGBT/IPM牵引变流器地面试验绳约瘫绷寒拈秸证嵌荡潜巨霜尤磷酱零瘩淤黔难链环僻泡瓜艳此晒琴慧俞新一代高速列车介绍新一代高速列车介绍三、试验验证及时间节点计划既有IGBT/IPM牵引变流器地面三、试验验证及时间节点计划试验目的:通过试制样机进行温升、强度及电气性能等试验验证牵引变流器的各项性能是否满足要求。试验内容:闸控电源工作试验、半导体单元工作试验、元件屏蔽试验、接触网停电试验、接触网变动试验、负载激变试验、功率损失计算试验、噪声试验、温升试验、振动试验、风量试验及车辆信息控制装置组合试验试验计划:试验大纲: 2009年10月30日 试验开始时间:2009年12月10日 试验完成时间:2010年4月30日前试验合作单位:时代电气/日立永济、四方股份(刘先恺、陈文

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