HXD1C型电力机车牵引变流器

HXD1C型电力机车牵引变流器第1页/共60页主要内容

第一部分：产品介绍第二部分：保护参数第三部分：常见故障处理第四部分：产品维护说明第2页/共60页适用HXD1C机车：7200kW六轴货运电力机车功能为机车牵引传动装置提供三相交流电源传输方式交-直-交控制方式轴控冷却方式水冷+风冷装车数量2套/台；（C0-C0）第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接第3页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接主电路工作原理第4页/共60页第一部分：产品介绍该电路由预充电电路、四象限整流器、输入电流传感器等部件构成(每个臂由两个IGBT模块并联组成)1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接四象限整流电路第5页/共60页第一部分：产品介绍

中间直流电路由支撑电容、中间电压传感器、固定放电电阻、二次滤波LC谐振电路和接地保护电路组成。电路主要作用：能量储存、平衡及滤波、无功功率交换、主电路接地保护等作用。1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接中间直流电路第6页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接二次滤波电路该电路由二次滤波电抗器和二次滤波电容器组成。谐振频率为100Hz，用于滤除四象限PWM整流器输出的二次谐波电流。第7页/共60页第一部分：产品介绍该电路由接地电阻R12、R13、中间半电压传感器HV1、中间全电压传感器VH2构成。1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接主电路接地保护电路第8页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接逆变流器电路一个变流柜由三个相同的逆变器模块，每个逆变器模块由过压斩波桥臂和逆变器构成。四象限整流模块和逆变器模块在结构上完全相同，可以互换。第9页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接斩波电路过压斩波（直流放电）保护电路：由过压斩波电阻、电流及斩波管组成。当中间直流侧电压过高时，开通斩波电路，将能量通过电阻以热能的方式消耗第10页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接变流器模块互换性第11页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接变流器模块第12页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接接触器逻辑第13页/共60页第一部分：产品介绍额定输入电压：

970V/50Hz额定输入电流：

3×1390A中间电压：

DC1800V额定输出电压：

3AC1375V额定输出电流：

3×598A最大输出电流：

3×814A控制电压：

DC110V辅助电源：

三相440V/60Hz外形尺寸：

(3100×1060×2000)mm质量：

2500kg1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接牵引变流器参数第14页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接牵引变流器参数第15页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接牵引变流器参数第16页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接牵引变流器参数第17页/共60页第一部分：产品介绍每台机车配置有两台牵引变流器。每台变流器作为一台完整的组装设备，所有内部元器件安装于一个柜体内。1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接机车产品配置第18页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接柜体内部正视图第19页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接变流器结构(正面)T1、电压传感器、电流检测板TCU三重四象限三重逆变器库用接口充电电阻充电接触器主接触器热交换器隔离闸刀一重四象限一重逆变器二重四象限二重逆变器固定放电电阻电抗器连接单相输入三相输入第20页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接变流器结构(背面)谐波抑制电抗器斩波电阻风道口斩波电阻冷却风扇二次谐振回路电容器第21页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接主电路接口库用电源接口二次谐振电抗器接口四象限输入端子逆变器输出端子第22页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接冷却系统温度传感器压力传感器热交换器模块冷却系统水管第23页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接冷却系统第24页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接冷却系统第25页/共60页第一部分：产品介绍冷却方式：

强迫水循环冷却

(通过加入冷却剂以适应–40℃的环境工作)模块入口水温：

≤+55°C

模块出口水温：

≤+65°C散热功率：

80kW冷却水流量：

≥210L/min斩波电阻底部安装有两个小风机，从变流器柜体左下方吸风，通过柜体顶部排出，对斩波电阻进行冷却1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接冷却系统简介第26页/共60页第一部分：产品介绍变流器控制级的核心任务四象限整流器的实时控制（功率因素接近1）逆变器及交流异步牵引电机的实时控制粘着利用控制具备完整的牵引传动系统故障保护功能牵引变流器级状态监视与故障保护功能与机车网络控制系统通信1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接变流器控制级第27页/共60页第一部分：产品介绍传动控制单元(TCU)主要由：脉冲转换板（2）模拟输入A板（1）、模拟输入B板（1）网侧信号板（1）、LCC板（1）电机信号板（1）、MCC板（3）SMC板（1）1块通讯接口板（1）1块数字入出板（1）1块开关电源板（1）冷却风扇层组成。1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接TCU控制单元第28页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接TCU控制单元MCC开关电源SMC网侧信号电机信号通讯接口数字入出模拟输入B脉冲分配模拟输入ALCCMCCMCC第29页/共60页第一部分：产品介绍要求能够对原边过流、四象限输入过流、逆变过流、原边接地、中间电压过压、中间回路接地、进行硬件及软件保护，以确保严重故障的保护快速、有效；要求能够对接触器故障、模块过热、电机超温、原边电压过欠压、变流器冷却水压水温、变压器冷却油温进行软件级保护，以保证整体电气系统工作在稳定可靠的环境中。1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接保护要求第30页/共60页第一部分：产品介绍X1～X3为42芯插座X4为9芯插座(2个9芯插座组合)X5为6芯插座1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接主变流器对外接口第31页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接X1插头引脚终端信号定义引脚终端信号定义引脚终端信号定义1X93:1110V+8X93:2110V+25JCB/X1:1IF1+2X93:7110V-9X93:8110V-26JCB/X1:2IF1-3XD14:1主断禁示环线110XD13:1527汇流排E4XD14:4主断禁示环线211XD13:1640JCB/X1:5IF2+5XD13:1主断状态(常开)22T1:1UN+41JCB/X1:6IF2-6XD13:4主断状态(常闭)23T1:2UN-42汇流排E24汇流排E第32页/共60页第一部分：产品介绍引脚终端信号定义引脚终端信号定义引脚终端信号定义1XD10:2V1-A8XD10:3V2-A15XD10:4V3-A2XD10:15V1-B9XD10:16V2-B16XD10:17V3-B3X92:2(V1)15V+10X92:3(V2)15V+17X92:4(V3)15V+4X92:9GND11X92:17GND18X92:16GND5汇流排E12汇流排E19汇流排E29XD9:51架/TCU同步+31汇流排E33XD9:82架/TCU同步+30XD9:91架/TCU同步-32XD9:42架/TCU同步+34汇流排E1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接X2插头第33页/共60页第一部分：产品介绍引脚终端信号定义引脚终端信号定义引脚终端信号定义1XD6:1（M1）PS+8XD6:5（M2）PS+15XD6:7（M3）PS+2XD6:14（M1）PS-9XD6:18（M2）PS-16XD6:20（M3）PS-3XD6:13（M1）SIG+10XD6:12（M2）SIG+17XD6:11（M3）SIG+4XD6:25（M1）SIG-11XD6:24（M2）SIG-18XD6:23（M3）SIG-5汇流排E12汇流排E19汇流排E22XD8:1(主变)PS+25XD8:15(主变)SIG-40X92:5(手柄)15V+23XD8:14(主变)PS1-26汇流排E41X92:19GND24XD8:2(主变)SIG+39XD10:7Mref(力矩给定)42汇流排E1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接X3插头第34页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接X4插头公插头母插头引脚终端信号定义引脚终端信号定义1XD11:1A组MVB正线（A_P）1XD12:1A组MVB正线（A_P）2XD11:2A组MVB负线（A_N）2XD12:2A组MVB负线（A_N）4XD11:4B组MVB正线（B_P）4XD12:4B组MVB正线（B_P）5XD11:5B组MVB负线（B_N）5XD12:5B组MVB负线（B_N）6XD11:6A组MVB地线（A_GND）6XD12:6A组MVB地线（A_GND）7XD11:7B组MVB负线（A_GND）7XD12:7B组MVB负线（A_GND）第35页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接X5插头引脚终端信号定义1PF2:A风机A（U）相电源2PF2:B风机B（V）相电源3PF2:C风机C（W）相电源第36页/共60页第一部分：产品介绍1.产品说明2.原理介绍3.功能配置4.接口连接TCU插头第37页/共60页第二部分：保护参数参数动作值动作备注网压<17kv，时间>1s分主断原边欠压主断合上0.6s内网压<15kV分主断并锁定2min原边欠压网压>31.5kv,时间>40s分主断原边过压网压>32kv分主断原边过压网压17.5kV～31kV正常工作第38页/共60页第二部分：保护参数参数动作值动作备注原边电流和回流电流的差值Idiff>50A，时间>2.0s分主断原边接地原边电流I>430A，时间>2.5s分主断(延时0.5s动作)原边过流回流电流I>850A（冲击电流）分主断原边过流原边电流当主断命令发出0.5s后，I>30A降弓主断路器故障第39页/共60页第二部分：保护参数参数动作值动作备注主变油温Toil<-41℃分主断Toil≥-40℃（复位）82℃<Toil≤87℃线性降功0%~30%Toil>87℃封锁主变流器Toil≤77℃（复位）Toil>92℃分主断-40℃≤Toil≥82℃正常工作第40页/共60页第二部分：保护参数参数动作值动作备注MVB通讯CCU与TCU之间MVB连接错误分主断充电接触器卡分合驱动发出后，1.3S内未检测反馈信号封锁相应变流器支路，跳充电及短接接触器需司机按复位按钮，手动复位该故障。充电接触器卡合

分驱动发出后，1.3S内未检测反馈信号

分主断封锁变流器，跳开充电及短接接触器

需司机按复位按钮，手动复位该故障。短接接触器卡分

合驱动发出后，1.3S内未检测反馈信号封锁相应变流器支路，跳充电及短接接触器需司机按复位按钮，手动复位该故障。短接接触器卡合

分驱动发出后，1.3S内未检测反馈信号

分主断封锁变流器，跳开充电及短接接触器

需司机按复位按钮，手动复位该故障。第41页/共60页第二部分：保护参数参数动作值动作备注4QC输入过流I4QC>2550A封锁相应变流器支路需司机按复位按钮，手动复位该故障。中间直流电压Ud>2000V分主断封锁变流器，跳充电及短接接触器需司机按复位按钮，手动复位该故障。主回路接地|Ud/2-Ud/2|≥720V分主断斩波过流Ichop>1000A封锁变流器逆变器过流IPWMI>1500A封锁相应变流器支路延时解除封锁第42页/共60页第二部分：保护参数参数动作值动作备注TCU内部通讯SMC接收不到MCC或LCC的生命信号分主断入口水温55℃≤θInlet≤58℃力矩降至50%线性θInlet>60℃(或<-40℃)变流器封锁3轴入口水压P<1.8bar，时间>4s变流器封锁3轴P>3.3bar，时间>4s分主断第43页/共60页第二部分：保护参数参数动作值动作备注电机绕组温度θ>240℃力矩降至零复位值：θ<230℃机车速度>122km/h禁止力矩给定复位值：<118km/h第44页/共60页第三部分：常见故障处理故障类别故障现象故障原因检查/处理原边接地TCU1、2同时或交叉报故障1.原边有接地点2.原边或回流电流互感器故障3.电流检测板故障1.用摇表检测原边是否有接地点2.检测互感器内阻及对地阻值3.检查检测板中电阻值是否开路TCU1、2某一架报故障1.电流检测板故障2.模似输入A板故障3.网侧信号板1.检查检测板中电阻是否降级2.互换两架板子3.互换两架板子（观察1B灯）第45页/共60页第三部分：常见故障处理故障类别故障现象故障原因检查/处理主电路接地升弓、合主断就报故障主变次边绕组及四象限输入级故障摇表测量对地绝缘值；甩a、x大线判断故障轴合主断后，一给方向手柄就报故障1.接地检测电路故障2.中间直流电路故障（四象限输出级与逆变输入级之间）3.二次谐波电路故障1.测量接地电阻、电压信号2.揺表测量对地绝缘值；甩模块判断故障轴3.甩开二次谐波电路第46页/共60页第三部分：常见故障处理故障类别故障现象故障原因检查/处理主电路接地合主断后，一给司机手柄就报故障逆变输出级故障摇表测量对地绝缘值；或先切电机判断故障轴，再甩电机大线受电弓升不起无故障显示升不起弓升弓条件不满足根据IDU受电弓状态界面提示进行处理主断合不上主断允许合图标不变绿主断合条件不满足根据IDU主断状态界面提示进行处理第47页/共60页第三部分：常见故障处理故障类别故障现象故障原因检查/处理主断合不上主断允许合图标已变绿，但按下合指令后，图标变红当主断合指令发出8s后未接收到反馈信号或反馈信号不正常1.检查主断反馈联锁2.检查DXM32信号采集主断合上后断开查看IDU故障信息根据IDU故障信息提示处理牵引力发挥不正常无故障显示给不出牵引力（全车）牵引条件不满足通过IDU牵引状态界面提示进行处理第48页/共60页第三部分：常见故障处理故障类别故障现象故障原因检查/处理牵引力发挥不正常无设定速度或设定速度无法提升1.司控器故障2.AXM13/23模块司控指令通道故障运行中打“紧急驾驶”，回库后更换相应部件IGBT故障机车报某架某轴四象限或逆变模块IGBT故障1.驱动板故障2.分配板故障3.脉冲转换板故障4.IGBT故障1.互换驱动板2.根据板子故障指示灯提示处理3.互换脉冲转换板4.更换模块第49页/共60页第三部分：常见故障处理故障类别故障现象故障原因检查/处理水压保护

水压偏低(水温偏高)1.滤网脏2.入水口阀门故障3.水泵故障4.压力传感器或电源故障1.清洗滤网2.检查入水口阀门3.水泵功率发挥不正常4.检查传感器及工作电源水压偏高1.出水口阀门故障2.冷却系统空气成分大3.压力传感器或电源故障1.检查出水口阀门2.排空气3.检查传感器及工作电源第50页/共60页第三部分：常见故障处理故障应急处理流程：第51页/共60页第四部分：产品维护说明第52页/共60页第四部分：产品维护说明日常维护：本系统的日常维护是确保其良好的状态和安全运行所必须完成的日常性工作。主要内容有：机车出库前、入库后目视检查主变柜外观无异常，对外连接件紧固良好；控制箱风扇无异音；目视检查主变柜外观无异常，对外连接件紧固良好；从显示屏上查看主要数据等界面，确认系统的工作状态良好；从显示屏上检索历史故障记录，查看有无主变故障。第53页/共60页第四部分：产品维护说明定期维护：定期维护主要检查以