动车组牵引与控制系统任务1-4-牵引变流器试验与课件

任务1-4牵引变流器试验与维护一、牵引变流器在列车中的分布及作用1、分布动车组设有四个牵引变流器，分别在2号、3号、6号和7号车下。两个牵引变流器为一组，由一个牵引变压器提供电源。牵引变流器与牵引变压器一样，用螺栓悬挂于车下。

2、作用

牵引变流器在M1车、M2车上分别装载脉冲整流器、逆变器各1台，运行时除实施牵引电机电力供应和制动时的再生制动外，还具备保护功能。二、结构及检修维护方式

1、免维修模块

动车组牵引变流器采用免维修模块结构。功率半导体模块的换件时间为两小时以内。2、功率单元集中布置

牵引变流器功率单元集中布置，脉冲整流器功率单元（2台）、逆变功率单元（3台）。牵引变流器配置有两排气口的电动轴流式通风机，向功率单元冷凝器送风。真空接触器、继电器单元和无接点控制装置等集中布置，便于检修。另外，考虑密封性和检查方便，采用板簧式手动型夹紧装置。3、互换性

牵引变流器的零部件，考虑到其操作、维修方便，采用模块化设计。例如半导体冷却装置分成脉冲整流器用两台，逆变器用三台的单元，分别具有互换性。控制装置分为无接点控制装置（控制逻辑部）、继电器单元、电源单元等。

半导体冷却装置和电动通风机等大型装置采用下部拆装的结构。小型控制单元内的各零部件可以采用不同厂家的产品，维修和检查时需要更换的控制单元，其结构和功能必须具有互换性。三、电路方式及控制方法1、电路方式牵引变流器采用电压型3点式电路，由脉冲整流器、中间直流电路、逆变器构成。模块具有互换性。2、脉冲整流器部分的控制牵引变压器牵引绕组输出的AC1500V、50Hz输入脉冲整流器。脉冲整流器由单相3点式PWM变频器、交流接触器K组成。采用无接点控制装置（IGBT元件），从而实现了输出直流电压2600V～3000V定压控制、牵引变压器原边电压电流功率因数的控制以及无接点控制装置保护。再生制动时接收滤波电容器输出的直流3000V电压，向牵引变压器供应AC1500V、50Hz。另外，主电路的输入通过交流接触器K实施。

3、逆变器部分

输入滤波电容器电压，依据无接点控制装置（IGBT元件）控制信号，输出变频变压的三相交流电对4台并联的电机进行速度、扭矩控制。再生制动时牵引电机发出三相交流电，向滤波电容器输出直流电压。牵引电机控制采用矢量控制方式，独立控制扭矩电流和励磁电流，以使扭矩控制高精度化、反应高速化，提高电流控制性能。四、控制装置 牵引变流器控制为软件控制，调节装置免维护。五、性能参数（1）形式：CI11。（2）脉冲整流器：单相电压3点式PWM脉冲整流器。（3）逆变器：3相电压3点式PWM逆变器。（4）额定参数输入：1285kVA(单相交流1500V，857A，50Hz)。中间直流电路：1296kW(直流3000V，432A)。输出：1475kVA(三相交流2300V，424A，0～220Hz)。效率：96％以上（在额定载荷条件下，除辅助电路外）。功率因数：97%以上（在额定载荷条件下，除辅助电路和控制电路外）。（5）开关频率脉冲整流器：1250Hz。逆变器：500～1000Hz。（6）冷却方式：液体沸腾冷却机械通风方式，冷媒为氟化碳(FX3250)。（7）主要构成

①．功能单元

主开关元件：IGBT或IPM。

滤波电容器：合计8000μF/装置。

脉冲整流器功率单元：2125μF/台×2台＝4250μF。

逆变器功率单元：1250μF/台×3台＝3750μF。

②．过压抑制可控硅单元：过压抑制可控硅栅级驱动电路、直流电压互感器(DCPT)。

③．充电单元：滤波电容器备用充电用接触器、变压器及整流器。

④．真空交流接触器。⑤．电阻器单元：过电压抑制电抗器、放电电阻器。

⑥．交流变流器单元：霍尔型电流传感器。

⑦．交流变压器单元：电压传感器。

⑧．无接点控制装置。

⑨．控制电源单元。

⑩．电动通风机：主电动通风机、辅助电动通风机(密闭室冷却用)。（8）接点控制装置

（9）脉冲整流器控制功能

主电路控制方式：3点式PWM方式。

脉冲整流器输出频率：50Hz。

直流电压：DC2600V～DC3000V(按速度范围变化可调)。

载波频率：1250Hz。

功率因数：97%以上。

控制功能：（1）发生直流电压模式；（2）电源相位同步控制；（3）PWM控制。（10）逆变器控制功能

主电路控制方式：3点式PWM方式。

电机控制方式：矢量控制计算的电流瞬间值控制。

电机旋转频率：计算频率0～150Hz。

V/f特性：2300/116Hz（牵引），2300/130Hz（制动）。

非同期脉冲状态载频频率：1000Hz左右。

脉冲状态：非同步脉冲状态－（过调制脉冲状态）－同步脉冲状态－同步1脉冲状态。

控制功能

电机控制。

控制模式（牵引运行、制动、定速、后退启动）。（11）程序控制功能

启动停止程序。

保护程序。

动力运行、再生程序。（12）维修、检查功能

①．车载试验功能

依据车辆信息控制装置的指令，在无接点控制装置内产生模拟信号，可进行保护动作，接触器动作等自我检查工作。

②．保护检测记录功能