動車組輔助供電電路分析與檢查-淺析輔助變流器

任務(wù)四動車組輔助供電電路分析與檢查淺析輔助變流器交直流供電電路分析輔助電源裝置構(gòu)成及保護(hù)輔助電路分析配電系統(tǒng)維護(hù)與檢修輔助供電系統(tǒng)應(yīng)急故障處理主要內(nèi)容THEMAINCONTENT項目描述/PROJECTDESCRIPTION學(xué)習(xí)輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)成、供電方式、交直流供電回路、輔助電源裝置、輔助電路等方面。能分析輔助供電系統(tǒng)電路，能根據(jù)檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)排查及處理故障。456123知識要求掌握交直交型和直交型輔助變流器的工作原理掌握動車組輔助供電系統(tǒng)的基本組成掌握各型動車組輔助供電系統(tǒng)的工作原理掌握動車組輔助電源、輔助電路的工作過程掌握動車組配線系統(tǒng)及各車配電盤掌握動車組檢修相關(guān)知識能能分析輔助供電電路原理圖能能分析輔助電源、輔助電路電氣原理圖能能夠根據(jù)檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，清潔與維護(hù)配電盤能能夠排查并處理常見故障SKILLSREQUIRED技能要求樹立安全生產(chǎn)和質(zhì)量意識，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力任務(wù)一淺析輔助變流器為了保證列車正常運行，列車上設(shè)有三相交流輔助電路和輔助機(jī)械裝置。由于主變壓器、牽引變流裝置、牽引電動機(jī)等，它們在運行時發(fā)出大量的熱量，需要通風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷；主變壓器和牽引變流器需要設(shè)置冷卻油泵驅(qū)動冷卻油循環(huán)；列車的制動、受電弓以及車上各種氣動機(jī)械要裝置壓縮機(jī)來提供風(fēng)源等。所有這些輔助裝置都要用三相鼠籠異步電動機(jī)來驅(qū)動。為此，需要在列車上設(shè)置三相交流電源[1]，這是由輔助變流器完成的。列車的控制系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)，需要直流電源，這是由輔助整流器完成的；在升弓前或高壓設(shè)備、主變壓器出現(xiàn)故障時，相關(guān)系統(tǒng)由蓄電池供電。因此列車輔助供電系統(tǒng)的直流部分包括輔助整流裝置和蓄電池。任務(wù)一淺析輔助變流器列車輔助供電系統(tǒng)主要由輔助變流器、輔助整流器以及相關(guān)的組件構(gòu)成。輔助變流器用來提供三相AC400V的電源，由靜止變流器來實現(xiàn)；輔助整流器用來提供直流電源，由整流裝置來實現(xiàn)。任務(wù)一淺析輔助變流器一、輔助變流器輔助變流器主要為牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)、主變壓器油冷卻器通風(fēng)機(jī)、牽引變流器冷卻用油泵、網(wǎng)側(cè)濾波器油泵、主變壓器油泵、牽引變流器通風(fēng)機(jī)等設(shè)備供電。為了防止因輔助供電設(shè)備故障而影響機(jī)車的正常運行，輔助供電系統(tǒng)要求具有很高的冗余度，因此列車一般采用電源獨立的多臺輔助變流器同時供電，部分輔助變流器間還可以轉(zhuǎn)換連接。任務(wù)一淺析輔助變流器可以根據(jù)負(fù)載所需要的功率來調(diào)節(jié)電壓和頻率電壓頻率恒定，均為三相AC400V50Hz對于輔助變流器輸出的電壓，在正常工作狀態(tài)時可以分為兩種輸出電壓頻率恒定的輔助變流器具有控制簡單的特點，供給不需要調(diào)速的用電設(shè)備，主要為主變壓器和網(wǎng)側(cè)濾波器的油泵、牽引變流器通風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)電動機(jī)等等，能夠滿足所有交流輔助電機(jī)供電的基本要求。輸出電壓頻率可調(diào)的輔助變流器控制要復(fù)雜一些，除了能夠滿足輔助電機(jī)的基本要求外，還能按照設(shè)備所需要的功率來調(diào)節(jié)電壓和頻率，以節(jié)約能耗和降低通風(fēng)機(jī)噪聲，主要為牽引電動機(jī)通風(fēng)機(jī)、牽引變流器油泵和油冷卻器通風(fēng)機(jī)等等。CRH2、CRH5動車組采用恒壓恒頻的輔助變流器供電；CRH3動車組采用恒壓恒頻與調(diào)壓調(diào)頻的輔助變流器相結(jié)合的供電方式。一是一是任務(wù)一淺析輔助變流器輔助變流器的輸出端電壓為PWM波，由于功率器件的通斷所產(chǎn)生的高頻電壓分量，使其輸出畸變較小的正弦波電壓。該電壓對輔機(jī)造成的不利影響，一般要求在逆變器的輸出端增設(shè)EMC濾波器。任務(wù)一淺析輔助變流器根據(jù)輔助變流器輸入側(cè)的不同，輔助變流器的主電路可以分為兩種類型：輔助變流器的結(jié)構(gòu)與特點1一是輸入側(cè)為交流，稱之為交直交型一是輸入側(cè)為直流，稱之為直交型現(xiàn)在分別予以介紹交直交型輔助變流器由機(jī)車牽引變壓器輔助繞組供電，由脈沖整流器、中間直流回路、逆變器三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖3.67所示。采用交直交型輔助變流器的電路原理如圖3.68所示。各部分的功能如下：（1）交直交型輔助變流器①脈沖整流器：脈沖整流器將牽引變壓器輸入的單相交流電壓變換成恒定的直流電壓，采用脈寬調(diào)制方式。任務(wù)一淺析輔助變流器輔助變流器的結(jié)構(gòu)與特點1圖4-1交直交型輔助變流器結(jié)構(gòu)框圖②中間直流回路：濾波電容器將穩(wěn)定的直流電壓供給后段的逆變器。③逆變器：逆變器將直流電壓變換成為三相交流電壓。任務(wù)一淺析輔助變流器輔助變流器的結(jié)構(gòu)與特點1采用交直交型結(jié)構(gòu)的輔助變流器具有以下特點為了減少電網(wǎng)輸入的高次諧波干擾，需要在牽引變壓器和脈沖整流器之間增加濾波環(huán)節(jié)，以抑制諧波電流牽引變壓器需要提供輔助繞組為輔助變流器供電①②采用脈沖整流器能夠保證輸入側(cè)較高的功率因數(shù)任務(wù)一淺析輔助變流器輔助變流器的結(jié)構(gòu)與特點1圖4-2交直交型輔助變流器電路原理圖任務(wù)一淺析輔助變流器輔助變流器的結(jié)構(gòu)與特點1變流器的啟動方式為軟啟動，能夠有效減小電機(jī)的起動電流③④可以在較大的網(wǎng)壓范圍內(nèi)工作⑤輸出電壓穩(wěn)定，三相輸出電壓平衡任務(wù)一淺析輔助變流器輔助變流器的結(jié)構(gòu)與特點1直交型輔助變流器直接從牽引變流器的中間直流環(huán)節(jié)取流，因此它只需要逆變器就可以實現(xiàn)直流電到三相交流電的變換，但是為了保證輸出電壓的正弦度以及400V的電壓值，必須額外增加降壓設(shè)備，一般有兩種組合：（1）交直交型輔助變流器一是一是斬波降壓變換＋逆變器，如圖4-3（a）示，典型的電路原理如圖4-4所示一是逆變器＋三相降壓變壓器，如圖4-3（b）示，典型的電路原理如圖4-5所示。（為了保證輸出電壓波形的正弦度，必須保證逆變橋的輸出占空比，這就使得逆變器在輸入直流電壓較高時，輸出的交流電壓值也比較高，從而必須使用降壓變壓器降壓）任務(wù)一淺析輔助變流器輔助變流器的結(jié)構(gòu)與特點1任務(wù)一淺析輔助變流器①斬波降壓變換（對應(yīng)于4-3-a的結(jié)構(gòu)）：將牽引變流器的中間直流電壓降到合適的值，保證逆變器的輸出電壓為400V②三相降壓變壓器（對應(yīng)于4-3-b的結(jié)構(gòu)）：利用電磁感應(yīng)原理，將逆變器輸出的較高的交流電壓降至400V③逆變器：逆變器將直流電壓變換成三相交流電壓。與交直交型輔助變流器相比，直交型輔助變流器具兩個顯著特點：①無需牽引變壓器提供輔助繞組，而是直接從牽引變流器的中間直流環(huán)節(jié)取流②必須采取降壓措施，確保輸出電壓的幅值任務(wù)一淺析輔助變流器圖4-4采用斬波降壓變換的直交型輔助變流器電路原理圖任務(wù)一淺析輔助變流器圖4-5采用降壓變壓器的直交型輔助變流器電路原理圖任務(wù)一淺析輔助變流器0102二、直流供電系統(tǒng)直流供電系統(tǒng)主要由整流裝置和蓄電池組成列車整流裝置的主要作用有：為列車的直流用電設(shè)備如控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)提供電源；為蓄電池充電。整流裝置一般采用脈沖整流器或者斬波器獲得所需的直流電壓。如圖4-13為CRH5的整流裝置的電路原理圖。蓄電池是為了在整流裝置無法提供直流電源時（如本務(wù)動車相關(guān)設(shè)備發(fā)生故障、或者動車沒有升弓，整流裝置無法供電）為相關(guān)的設(shè)備提供電源，同時還兼有為整流出來的直流電壓濾波、穩(wěn)壓的作用。蓄電池必須滿足容量的要求。任務(wù)一淺析輔助變流器圖4-13CRH5整流裝置電路原理圖任務(wù)一淺析輔助變流器三、典型動車組輔助供電系統(tǒng)簡圖如圖4-14為CRH1的輔助供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖4-15為CRH2的輔助供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖4-16為CRH3的輔助供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。