動車組的輔助供電系統(tǒng)報告

1、動車組的輔助供電系統(tǒng)報告 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目：動車組的輔助供電系統(tǒng)報告 姓名：*專業(yè)：鐵道機車車輛工作單位：職務(wù)：學(xué)生準考證號：聯(lián)系電話：設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師： 發(fā)題日期：2012年5月30日 完成日期：2012年6月28日 畢業(yè)設(shè)計（論文）評議意見書 專業(yè)題目鐵道機車車輛姓名*動車組的輔助供電系統(tǒng)報告成績評定：指導(dǎo)教師：年月日指導(dǎo)教師評閱意見答辯組意見備注答辯組負責(zé)人：年月日 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：動車組的輔助供電系統(tǒng)報告一、畢業(yè)設(shè)計論文內(nèi)容 本文通過系統(tǒng)的介紹動車組輔助供電系統(tǒng)的特點、動車組輔助供電 系統(tǒng)的構(gòu)成和動車組輔助供電系統(tǒng)的功能，讓我們進一

2、步認識動車組輔助工作系統(tǒng). 二、基本要求 在動車組的整體設(shè)計方面，控制母線和主電纜在全列車貫通。動車組的輔助逆變器和充電機要向輕量化、小體積方面發(fā)展。 三、重點研究問題 本文重點研究的是crh2型動車組的輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)造、工作原理和相關(guān)的關(guān)鍵部件。 四、主要技術(shù)指標(biāo) 動車組上輔助電源裝置的技術(shù)指標(biāo)： 輸入額定值：額定電壓：（）單相；電壓變動范圍：（連續(xù)），（分鐘）。輸出額定值：額定容量：；負載程度：連續(xù)，輸出秒，輸出秒；負載功率因數(shù)：。 五、其他需要說明的問題 由于某些技術(shù)發(fā)展不完善和條件的限制等原因，文章可能對某些觀點的闡述不準確，也可能因為本人水平的原因，對某些觀點的闡述可能有錯誤。望給

3、予批評指正。 開題報告 隨著高速鐵路技術(shù)在我國的迅速發(fā)展，動車組技術(shù)的消化吸收是我國鐵路建設(shè)急需要解決的問題。而動車的輔助供電系統(tǒng)作為其重要組成部分，除了像傳統(tǒng)機車那樣擔(dān)負牽引電機的輔助作用，還擔(dān)負起了車內(nèi)乘客安全和乘坐環(huán)境維持系統(tǒng)的用電，其作用更加重要?，F(xiàn)代動車組輔助供電系統(tǒng)是列車運行不可缺少的部分，維護著列車輔助供電起著第二電源的作用，動車組的輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式，電源貫穿全列車.目前，我國鐵路運營的動車組為“和諧號”各型動車組，其中，crh3型動車組速度達到350km/h，為旅客提供了快捷、舒適的旅行環(huán)境。 為了保證動車組能夠長時間的正常運行，列車需要穩(wěn)定、高效的輔助系統(tǒng)為眾多輔

4、助設(shè)備提供電源，這些設(shè)備包括空氣壓縮機、冷卻通風(fēng)機、油泵水泵電機、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、采暖、照明、旅客信息系統(tǒng)等。輔助供電系統(tǒng)的優(yōu)劣，能否正常運行，不僅僅關(guān)系到旅客乘坐的舒適性，更直接關(guān)系到動車組是否能正常行駛。 中文摘要 動車組的輔助電源系統(tǒng)的可靠性、安全性是非常重要的，加強輔助 供電系統(tǒng)主要性能的研究，將有助于深化我國動車組高速度、高性能的發(fā)展趨勢。輔助供電系統(tǒng)是是動車組高效運行的必要條件，維護輔助供電系統(tǒng)的任務(wù)是訓(xùn)練負荷提供交流或直流電源，如空調(diào)、采暖、通風(fēng)、照明、制動牽引系統(tǒng)、冷卻風(fēng)扇，控制單元，確保其安全運行的列車，為旅客提供舒適的旅游環(huán)境。 由于我國各種型號的動車組是在引進消化吸收國外技

5、術(shù)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出來，各種動車種類繁多，技術(shù)各異。在這種背景下，各種動車之間存在著大量的零配件不通用，我國鐵路動車組的維護、保養(yǎng)和繼續(xù)生產(chǎn)也就面臨著巨大的挑戰(zhàn)，維護保養(yǎng)的成本也將會大大提高，間接阻礙我國鐵路動車組事業(yè)的繼續(xù)發(fā)展。 由于不同國家生產(chǎn)的各種動車所采用的技術(shù)各不相同，掌握和吸收起來就會增加一定的難度。因此，迅速加快我國對動車組技術(shù)的引進吸收工作，吸取所引進動車組的各項優(yōu)點，研發(fā)并制造出我國自主研發(fā)的動車組，才能科學(xué)地制定統(tǒng)一的標(biāo)準，迅速加快我國動車組發(fā)展的步伐。 關(guān)鍵字：輔助系統(tǒng)可靠供電鐵路 目錄 第1章crh動車輔助供電系統(tǒng)概述.11.1輔助供電系統(tǒng)的簡單介紹.11.2crh2簡介.

6、21.3crh2型動車組的輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)造、工作原理.42.1輔助供電系統(tǒng)的定義.62.2動車組輔助供電系統(tǒng)和基本組成.62.2.1輔助電源系統(tǒng).72.2.2電源分配系統(tǒng).92.2.3輔助用電設(shè)備.9第3章蓄電池系統(tǒng).123.1蓄電池的用途與分類.123.2鎘鎳蓄電池工作原理與使用.143.2.1堿性蓄電池的型號.153.2.2鎘鎳蓄電池的使用.173.3crh2緊急停電時蓄電池的運用.23第4章輔助電源裝置（apu）的介紹.254.1輔助電源裝置（apu）概述.254.2牽引變壓器輔助供電繞組.254.3輔助電源裝置（apu）的技術(shù)指標(biāo).264.4輔助電源裝置（apu）的工作原理.274.

7、5輔助電源裝置（apu）的動作說明.284.6dc100v系統(tǒng)工作原理.30參考文獻.32 第1章crh動車輔助供電系統(tǒng)概述 1.1輔助供電系統(tǒng)的簡單介紹 在動車組上其輔助供電系統(tǒng)是為動車組所有用電設(shè)備提供電力的設(shè)備及其供電系統(tǒng)。但是前提是除牽引動力系統(tǒng)之外的用電設(shè)備。目前中國運行的高速列車都是電力牽引列車，動車組運行的電力均來自牽引供電電網(wǎng)，經(jīng)受電弓進入列車主變壓器原邊繞組，主變壓器的次級繞組專設(shè)有輔助系統(tǒng)供電的輔助繞組。 動車組上輔助供電系統(tǒng)的動力設(shè)備主要包括。牽引電機風(fēng)機、空氣壓縮機、充電機及風(fēng)機、空天機及各種電動閥門、車廂照明及各種服務(wù)性電氣設(shè)備。輔助供電系統(tǒng)還須為列車控制系統(tǒng)提供不間

8、斷安全電源。以為列車的可靠運行提供必須的電力支持。 動力車的輔助系統(tǒng)供電是獨立的輔助電機。動力車提供的單向交流電源ac1000經(jīng)獨立的交-直-交變換產(chǎn)生的三相交流電為自身的空調(diào)機、輔助電氣設(shè)備及照明供電。 動車組上各種輔助電力設(shè)備都普遍采用單相交流電機，供電十分簡單，但對電機要求較高。動車組的輔助供電系統(tǒng)還具有以下兩個特點：必須從整列車考慮設(shè)計，控制母線和主電纜在全列車貫通。輔助逆變器和充電機向輕量化、小體積發(fā)展。近年均采用igbt元件和高頻電力電子技術(shù)，提高效率和可靠性。 1 中國鐵路開行的crh動車組已知有crh1，crh2，crh3，crh5，crh380a，crh380b，crh6。中

9、國鐵道部將所有引進國外技術(shù)、經(jīng)過消化吸收后，組織各部門攻關(guān)人員，聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)的一系列crh動車組車輛均命名為“和諧號”。 1.2crh2簡介 隨著中國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，高速、高效已成為新時代鐵路發(fā)展的必然要求。為適應(yīng)這一中華民族復(fù)興的目標(biāo)，中華人民共和國鐵道部決定第六次提速，隨后向日本川崎重工及南車四方機車車輛股份有限公司訂購了crh系列動車組。這是繼臺灣高鐵的700t型電聯(lián)車后，第二款日本出口國外的新干線列車。 crh2型電動車組以日本新干線的e2-1000型電動車組為基礎(chǔ)，是繼臺灣的700t型電聯(lián)車后，第二款出口國外的新干線列車。供中國使用的crh2型雖使用與e2-1000相同的電動機，由于

10、其編組方式是4節(jié)動車配4節(jié)拖車，動力比日本的6m2t編組e2系小，因此在營運速度方面會比日本本土的e2系有所下調(diào)，最高營運時速為200公里。列車編組：每組crh2a均為8節(jié)車編組，其編組方式如下：ze20xx01-ze20xx02-ze20xx03-ze20xx04-zec20xx05-ze20xx06-zy20xx07-ze20xx08 0xx列車編號：001-060，zy：一等座車，ze：二等座車，zec：二等座車/餐車。 編號01和08的車廂擁有駕駛室，車外寫有crh2-0xxa；編號04和06的車廂擁有受電弓。 2 車種：一等座車、二等座車、餐車編組定員：610人 客室布置：一等車2+

11、2、二等車2+3最高運營速度：330km/h最高試驗速度：375.3km/h軌距：1435mm（標(biāo)準軌）適應(yīng)站臺高度：1200mm傳動方式：交直交牽引功率：4800kw 編組重量及長度：201.4m，345t車體型式：大型中空型材鋁合金車體 氣密性：車內(nèi)壓力從4kpa降到1kpa時間大于50s頭車車輛長度：25700mm 中間車輛長度：25000mm車輛寬度：3380mm車輛高度：3700mm空調(diào)系統(tǒng)：準集中式 轉(zhuǎn)向架一系懸掛：單組鋼彈簧單側(cè)拉板定位+液壓減振器轉(zhuǎn)向架二系懸掛：空氣彈簧+橡膠堆 3 轉(zhuǎn)向架軸重：14t轉(zhuǎn)向架輪徑：860/790mm轉(zhuǎn)向架固定軸距：2500mm受流電壓：交流25k

12、v，50hz牽引變流器：igbt水冷vvvf牽引電動機：300kw 啟動加速度（m/s2）：0.406制動方式：直通式電空制動 緊急制動距離（m）（制動初速度200km/h）：1800補助電源：dc100v，三相ac100vac220v、ac400v現(xiàn)有crh2a8輛編成250km/hcrh2b16輛編成250km/hcrh2c8輛編成350km/h crh2e16輛編成（臥鋪）250km/h 1.3crh2型動車組的輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)造、工作原理 crh2的構(gòu)成大致上面都介紹過了，輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)負載需要的電源規(guī)模來決定，動車組的輔助供電系統(tǒng)一般由輔助變流器、蓄電池、充電機等組成。 我國

13、動車組的輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式，為動車組上除牽引 4 動力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電。動車組上的輔助變流器由輸入濾波器、斬波器、逆變器、輸出濾波器和控制單元組成，一般和牽引變流器安裝在一個機箱中。蓄電池和充電機提供不停電的應(yīng)急電源。 圖1-3輔助電源裝置與牽引變壓器的介紹： 圖1-3動車組 動車組的輔助電源裝置。動車組在1號、8號車分別設(shè)置一套輔助電源裝置（apu），為空氣壓縮機、照明、控制、廣播、列車無線等設(shè)備提供電源，在2、4、6號車上分別設(shè)有一個蓄電池箱。 牽引變壓器：crh2動車組輔助供電系統(tǒng)由牽引變壓器3次輔助繞組提供電源，采用干線供電方式，按各電源系統(tǒng)貫穿全列車。和牽引變壓器

14、3次線圈直接連接的系統(tǒng)中，連接有空調(diào)裝置、換氣裝置以及atp主控電源。輔助電源裝置（apu）的輸入為400v，該設(shè)備作為電源向以下五個系統(tǒng)提供電源：非穩(wěn)定單相ac100v系統(tǒng)；穩(wěn)定單相ac100v系統(tǒng)；穩(wěn)定單相ac220v系統(tǒng)；穩(wěn)定三相ac400v系統(tǒng)；穩(wěn)定dc100v系統(tǒng)。 5 第2章動車組輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 2.1輔助供電系統(tǒng)的定義 輔助供電系統(tǒng)為動車組所有用電設(shè)備提供電是動車組技術(shù)的重要組成部分。前提是除牽引動力系統(tǒng)之外的的用電設(shè)備，牽引供電系統(tǒng)是主要的主要供電系統(tǒng)，為動車組的啟動、調(diào)速、加速、制動減速提供動力，輔助供電系統(tǒng)是重要的供電系統(tǒng)。國內(nèi)外各型動車組的輔助供電系統(tǒng)各有特色。

15、輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)負載需要的電源規(guī)模來決定，動車組的輔助供電系統(tǒng)一般由輔助變流器、蓄電池、充電機等組成。輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式，為動車組上除牽引動力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電。 輔助變流器由輸入濾波器、斬波器、逆變器、輸出濾波器和控制單元組，一般和牽引變流器安裝在一個機箱中。蓄電池和充電機提供不停電的應(yīng)急電源。 輔助供電系統(tǒng)為空氣壓縮機、冷卻通風(fēng)機、油泵/水泵電機、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、采暖、照明、旅客信息系統(tǒng)、控制、廣播、列車無線等設(shè)備提供電源。上述負載要求輔助供電系統(tǒng)具有包括三相ac380v母線、ac220v母線dc110母線等輸出。 2.2動車組輔助供電系統(tǒng)和基本組成 一般來講，動車組

16、的輔助供電系統(tǒng)主要包括輔助電源系統(tǒng)、電源分配系統(tǒng)、輔助用電設(shè)備。 6 2.2.1輔助電源系統(tǒng) 動車組的輔助電源系統(tǒng)由電源供給設(shè)備、電源轉(zhuǎn)換設(shè)備組成，動車組的輔助供電系統(tǒng)一般由輔助變流器、蓄電池、充電機等組成。輔助變流器由輸入濾波器、斬波器、逆變器、輸出濾波器和控制單元組成，一般和牽引變流器安裝在一個機箱中，蓄電池和充電機提供不停電的應(yīng)急電源。 動車組的輔助變流器的各個組成部分在運行中是相輔相成的。輸入斬波器：輸入濾波器是“變頻器輸入端專用型濾波器”的簡稱。輸入濾波器一般安裝在電源與變頻器輸入電源線之間，主要用于抑制變頻器產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，同時具備共模和差模抑制能力。輸入濾波器主要用于對

17、電磁環(huán)境要求較高的場合，防止變頻器工作時，變頻器輸入端對電網(wǎng)和其它設(shè)備產(chǎn)生的干擾。 直流斬波器。直流斬波器乃利用功率組件對固定電壓之電源做適當(dāng)之切割以達成負載端電壓改變之目的。若其輸出電壓較輸入之電源電壓低，則稱為降壓式（buck）直流斬波器，若其輸出電壓較輸入之電源電壓高，則稱為升壓式（boost）直流斬波器。 逆變器。逆變器是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成交流電（一般為220v、50hz正弦或方波）。應(yīng)急電源，一般是把直流電瓶逆變成220v交流的。通俗的講，逆變器是一種將直流電（dc）轉(zhuǎn)化為交流電（ac）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動砂輪、電動

18、工具、縫紉機、dvd、vcd、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱，錄像機、按摩器、風(fēng)扇、照明等。 輸出濾波器，又名“出線濾波器”，是“變頻器專用型輸出濾波器” 7 的簡稱。輸出濾波器安裝于變頻器的電力輸出線與電機之間，不但能有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波，減小由高頻諧波引起的附加轉(zhuǎn)矩，降低電機溫升及電機運行噪音，而且能有效抑制變頻器的輸出側(cè)的浪涌電壓，保護電機，提高變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)。 蓄電池。電池是將化學(xué)能變?yōu)殡娔艿墓ぞ?。由于電池是用化學(xué)轉(zhuǎn)換方法得到電能，所以又叫化學(xué)電池。常用的化學(xué)電源有原電池和蓄電池，如手電筒用干電池等屬于原電池，酸性蓄電池和堿性蓄電池等屬于蓄電池。而動車動所用電池為堿性蓄電電池。 原電池是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N不可逆電池。當(dāng)化學(xué)變化的活性物質(zhì)（即有效物質(zhì)）全部作用完后，它的壽命便告終了。所以又稱為一次電池。 蓄電池顧名思義就是儲蓄起來，使用時再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊懦鰜?，變換的過程是可逆的。就電能作用來說，當(dāng)蓄電池已完全放電或部分放電后，兩電極表面形成了新的化合物，這時如果用適當(dāng)?shù)姆聪螂娏魍ㄈ胄铍姵兀梢允挂研纬傻男?/p>