HXD1C型電力機車牽引變流器電氣原理分析與檢修-畢業(yè)設計論文

摘

要。HXD1C型電力機車作為HXD1C,H,關(guān)詞常見故障

typeoperationisstableandreliable,canuseoftypeoflocomotiveinnewtypehighpowerlocomotive.railwayspecificationforconvertersandsystemsandstructureelaboratedmoduleandinuseofAndmeasures。

目

錄第章

大率傳車傳系11.1主動統(tǒng)結(jié)及術(shù)點11.2交機牽電的構(gòu).21.3大率傳車引機用調(diào)方與率節(jié)式...........3第章TGA9型牽變器電分92.1牽變器簡.92.1.1牽變器主技特點102.1.2牽變器主參2.1.3牽變器結(jié).112.2多四限流路作理132.2.1四象限流142.2.2濾電的計2.2.3濾電充、電程2.3中直環(huán)濾電的構(gòu)電路............................2.3.1中間支電212.3.2諧振吸回212.3.3接地故檢及定電阻222.3.4斬波放(流電)電232.4PWM變結(jié)及作理....................................232.4.1PWM變結(jié)。232.4.2PWM變原。24

2.4.3電型PWM流間電控制............................272.5常用片作.282.6脈調(diào)逆器2.7逆橋換過.312.8三逆器變變的理析2.8.1基工方——180°電322.8.2波分（圖2.252.9IGBT的結(jié)及成動路析2.9.1IGBT結(jié)構(gòu)342.9.2IGBT成動路362.9.3設柵驅(qū)電時主考的題372.10牽變器流過與度護路..........................38第章型牽變器使維413.1牽變柜障3.1.1整，變塊.413.1.2TCU制插板423.1.3網(wǎng)控模故.433.1.4牽變器接觸3.2制系443.3車設443.4輔系45心體

參文

第章

大率傳車傳系1.1主動統(tǒng)結(jié)及術(shù)點但其1達達4O00r/min2空轉(zhuǎn)這31

達2.5-3。牽引功率4;;H或F主傳維維修費用51.2交機牽電的構(gòu).2

圖1.1電12（1）籠（2）繞大功率交傳機車牽引電機常用的調(diào)速方式與式3

1.3大率流動車引機用調(diào)方與率節(jié)式速nn))

60fp

1-1改變供率f電動機的極對p及轉(zhuǎn)率2轉(zhuǎn)差損耗1而后一種類型又分為4

23到2400KW國455

以改變6圖1.2圖1.2液出口調(diào)節(jié)式和進出口調(diào)節(jié)式三50~6300KW為4:1或5:1于3000r/min以下行的15%。6

表1.1各調(diào)方的較率

f

到24004~數(shù)

5

7

（以

9

5

9

水機、起重

8

第章TGA9型引流主路析2.1牽變器簡變換為適合于交流圖2.1牽：970/50HZ：3*1390A：DC：3AC1375V流9

流相）：2500kg由電源側(cè)整流器和電機側(cè)逆變器變2.1.1牽變器主技特1牽個用3300A元件，技術(shù)成熟2變流于1、能量可再生等優(yōu)點；輸出控牽引力變化10

3各部4冷卻系統(tǒng)特點牽引變流，具維護2.1.2牽變器主參表2.1.3牽變器結(jié)內(nèi),由變（TCU路11

表2.1

變器要氣結(jié)參

壓V流A流A率Hz壓V容mF感mH率Hz壓V流A流A圍Hz率kW

-相AC0～0～12

寸××（長×/kg

約2.2多四限流路作理圖由CU監(jiān)護時.牽引電機處于發(fā)電工,變網(wǎng).組a1原1KM4R1組電充電器M牽引1限WM為1800V直流電.再相機再生流器網(wǎng)器L1C組成二路PWM整流器輸出的二次RCH1為過壓斬波電阻,用于制為,用于變流器主電路接13

2.2變2.2.1、象整器。塊以塊了IGBT元件、水冷散熱器、溫度傳感器、門控電源支撐電容器低感母排等部件(，減2.3變14

-直器電壓

STI間的通N圖2.4四用IGBT作由高運算粗粒能力的生WM脈IGBT的開，圖2.5所示。15

2.5輸圖.6所2.6回2.7整流器的理想模型來說明PWM變流16

7整2.7中，變流PWM整流勢

R

L

e

l

(電動勢是生)做理想化無損耗則變換前后率uiID

21）

ui

輸入UID

輸出直流電壓和電流。，因此可可以看出，輸入輸出各參量存UL

(22)

UL

wL

i

u~PWM整流電路的17

能器所接受的電流是正弦形的，其頻率2倍，幅值恰一方面，在該儲能器上的電壓是一個純以，對于這個作為儲能器的電抗兩端網(wǎng)2.2.2濾電的計所示DD二極管、濾波電容C14RRFZ如果濾波C、放電過RC的大FZ

C18

2.82.2.3波容電放過圖濾用示波器測試的波形圖分放電過程更當斷圖2，19

2.9整壓Ui（有效值）圖的①轉(zhuǎn)變成頻率為100的單2.9的②。當K接通U0壓U2.9的③。如2在示2.9中的從圖2.9的C的充電與放電圖2.9的④，為2.8電Uc電，U是和R如圖2當在0～U=UcFZ10Ui，處于放電過程，D～D均在t～，Ui≥=Uc，處于14120D、D、D處～，ui≤=Uc，C214230ui規(guī)律放仍存DD處于導通，、處t～t23144～D處于截止狀態(tài)t后開t～1441t可～充Ui413=Uc；在t～Uc時間τ034FZ見圖.10果在或3個的IGBT或的續(xù)流l4COS。IGBT20

圖2四流2.3中直環(huán)濾電的構(gòu)電2.3.1、間撐容其作2.3.2、振收路由諧21

2.11諧振電路2.3.3、地障測固放電2.12接地故障檢測簡圖圖2.12所CU內(nèi)路路判斷的1/2。如果發(fā)生的%者100%則固定放電電阻可在規(guī)定時間22

2.3.4、波電(直流電路圖2.13所RcH個GBT功率元當CU檢管(圖2中2.4PWM逆變器構(gòu)工原2.14PWM逆變器原理圖2.4.1PWM逆變結(jié)23

個

VG

VG

)，IGBTPWM在小GBT關(guān)斷時的過電壓。，如果三相導通從這個意PWM變2.4.2PWM逆變原。種AC/DC變換裝器二流器流到PWM整(門極關(guān)斷管)的題:24

網(wǎng)另外，整流器對傳統(tǒng)的相控二極管整流器進以PWM能制(制，PWM的PWM整流器態(tài)PWM的PWM整流器我認為整2.15PWM整流器的主電路圖相PWM整圖用GBT作PWM件25

‘“從而解決了變位)型WM控制，，c):流和電網(wǎng)壓同相位，即為1mm此PWM控圖2.16，如果相A例2.16單相等效電路圖2.16可UUrara數(shù);同時控26

PWMPWM流;另PWM的PWM整流器的控制2.4.3電型P整流器間接電流控制PWM弦WM性WM整2.17便是一單相為例畫出的靜態(tài)間IGBT的性PWM整流器27

靜構(gòu)簡2.5常用PWM芯片工作理TI公司能SP芯片VPWM供DC-AC并通過輸[1]片具體圖腳6為±1V，采用了溫度補償，56腳7內(nèi)有一個雙門限比較器，內(nèi)設電容充放電S的振蕩器。振蕩器還設有外同端腳3)1腳的反左根據(jù)系統(tǒng)9和腳28

圖2.18SG3525圖2SG3525的內(nèi)部框圖2.6脈調(diào)逆器端U、、WIGBT簡單個輸出端、V、W+D圖2.20中29

U

.變GBT逆輸出電壓波形2脈寬調(diào)制30

制動工況2.7逆橋換過圖2.23逆VGV個1C12

2.23換相過程圖A的VG，由C的不VGVG113331

wVv載2時電流由u相向相換相C充著，相電流逐v相電流逐漸增大。

3

u。當u相電vu0時，輸出電流最終完全轉(zhuǎn)移v2.8三逆器變變的理析路圖2三2.8.1基工方——180°導電式電180°，同一相上下兩臂交替導電°32

2.8.2波分（圖2.25）點'：，

'=U2，通，d

'=U/2。dUVUN'VN'UVWVN'UUN'

23）UUU

VN

UN'UVN'WN'

NN'NN''

（—433

圖2.25

2.9IGBT的結(jié)構(gòu)及集驅(qū)電分2.9.1、結(jié)極C極目前多數(shù)的IGBT為N圖與OSFET組成的達林頓結(jié)構(gòu)，相當于一M區(qū)NP的R是集dc

U

GE(th)

使IGBT導通。當

時OSFETIGBT關(guān)34

IGBT簡化等效電路和圖形符號件EN

將IGBT分為兩大類：耗N型IGBT;沒有穿過N基。；采用同質(zhì)IGBT。目前西門子、東子、用PT工的在高2.27所示。圖2IGBT電35

了GBT元件并聯(lián)技術(shù)即每上個。IGBT元件并聯(lián)技術(shù)的過GBT元件的合理布局及對稱布線、元件2.9.2、成動路常GBT作其壓

壓

RG

/di/dtE

表.2定了IGBT的表2.2柵驅(qū)條與件要性關(guān)

+

-

RG

(sat)

t、E

off

E

off

36

dU

/dt

2.9.3設柵驅(qū)電時主考的題1正偏壓U,+20V。2壓-

-～-15V3柵極電

RG

的開通對較大IGBT得起IGBT的考1～IGBT37

2.10牽變器流過與度護路.表2保護參數(shù)上

間

時

>40s

～

>2.0s

38

>2.5s

(延時

)（沖擊電

出

<-41℃>87℃>92℃

≥-4039

≤8240

第章TGA9型引流的用護3.1牽變柜障損(率0)；是CU控制箱的插件板失(約占微機／變流系統(tǒng)故障0(約2)；四障3％、接觸器13.1.1整流逆模1的IGBT元件早2對IGBT模塊滲)液導致中間41

表.1障別處故類

故現(xiàn)

故原

檢/理

模

3.1.2TCU制插板1車CU控是牽引變流器的重要部件車TCU控制箱的插件板故障率較高成是插件板42

23.1.3網(wǎng)絡制塊障1VCMGWMDIMDXM機信WM模塊失效，導致機車不能正確顯信／23.1.4