動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)-牽引變流器

一、技術(shù)參數(shù)動(dòng)車組分為2個(gè)動(dòng)力單元：M1+M2，M3+M4。動(dòng)車組要求的弓網(wǎng)電壓為25kV、50Hz的單相交流電，由受電弓從接觸網(wǎng)受電、通過(guò)VCB與牽引變壓器1次側(cè)繞組連接。每個(gè)動(dòng)力單元車中各設(shè)一臺(tái)牽引變壓器、兩臺(tái)牽引變流裝置（包括整理器和逆變器）及八臺(tái)牽引電機(jī)。安裝在2、3、6、7號(hào)車的底盤一、技術(shù)參數(shù)本牽引變流裝置其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，整流器、直流中間電路、逆變器、真空交流接觸器等的主電路機(jī)器、無(wú)觸點(diǎn)控制裝置、控制電源等控制電路器具均安置在一個(gè)箱體內(nèi)的一箱體構(gòu)造，從而縮小了安裝空間。同時(shí)由于采用鋁制框架力求達(dá)到輕量化的目的。主變流器外形一、技術(shù)參數(shù)（1）形式：CI11。（2）脈沖整流器：?jiǎn)蜗嚯妷?點(diǎn)式PWM脈沖整流器。（3）逆變器：3相電壓3點(diǎn)式PWM逆變器。（4）額定參數(shù)輸入：1285kVA(單相交流1500V，857A，50Hz)。中間直流電路：1296kW(直流3000V，432A)。輸出：1475kVA(三相交流2300V，424A，0～220Hz)。效率：96％以上（在額定載荷條件下，除輔助電路外）。功率因數(shù)：97%以上（在額定載荷條件下，除輔助電路和控制電路外）。（5）開關(guān)頻率脈沖整流器：1250Hz。逆變器：500～1000Hz。（6）冷卻方式：液體沸騰冷卻機(jī)械通風(fēng)方式，冷媒為氟化碳(FX3250)。一、技術(shù)參數(shù)（7）主要構(gòu)成

功能單元

主開關(guān)元件：IGBT或IPM。

濾波電容器：合計(jì)8000μF/裝置。

脈沖整流器功率單元：2125μF/臺(tái)×2臺(tái)＝4250μF。

逆變器功率單元：1250μF/臺(tái)×3臺(tái)＝3750μF。

過(guò)壓抑制可控硅單元：過(guò)壓抑制可控硅柵級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、直流電壓互感器(DCPT)。

充電單元：濾波電容器備用充電用接觸器、變壓器及整流器。

真空交流接觸器。一、技術(shù)參數(shù)⑤．電阻器單元：過(guò)電壓抑制電抗器、放電電阻器。

⑥．交流變流器單元：霍爾型電流傳感器。

⑦．交流變壓器單元：電壓傳感器。

⑧．無(wú)接點(diǎn)控制裝置。

⑨．控制電源單元。

⑩．電動(dòng)通風(fēng)機(jī)：主電動(dòng)通風(fēng)機(jī)、輔助電動(dòng)通風(fēng)機(jī)(密閉室冷卻用)。一、技術(shù)參數(shù)（8）接點(diǎn)控制裝置

（9）脈沖整流器控制功能

主電路控制方式：3點(diǎn)式PWM方式。

脈沖整流器輸出頻率：50Hz。

直流電壓：DC2600V～DC3000V(按速度范圍變化可調(diào))。

載波頻率：1250Hz。

功率因數(shù)：97%以上。

控制功能：（1）發(fā)生直流電壓模式；（2）電源相位同步控制；（3）PWM控制。一、技術(shù)參數(shù)1．基本工作原理

CRH2動(dòng)車組采用TGA10A/CI11型牽引變流器，一個(gè)基本動(dòng)力單元2個(gè)，全列4個(gè)，車下吊掛，液體沸騰冷卻。主電路結(jié)構(gòu)為三電平式，由脈沖整流器、中間直流電路及逆變器構(gòu)成，不設(shè)網(wǎng)側(cè)諧波濾波器和二次諧振濾波裝置?？刂撇捎肞WM方式。隨著牽引電機(jī)輸出功率的變化，變流器的中間直流環(huán)節(jié)的電壓在2600V到3000V變化，每一個(gè)牽引變流器采用矢量控制原理控制四臺(tái)并聯(lián)的牽引電機(jī)。功率元器件為3300/1200A等級(jí)的IGBT或者IPM，冷卻介質(zhì)為氟化碳，（FX3250）。二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理2．牽引變流器組成及結(jié)構(gòu)牽引變流器的外形如圖所示外形尺寸L×W×H為3240×2400×650mm。主變流器外形二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

牽引變流器裝置中心變頻功率單元二臺(tái)，逆變功率單元三臺(tái)，使功率單元能夠集中布置，圖是主變流器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

(a)主變流器打開檢查罩的狀態(tài)二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理（b）主變流器外部接線圖

為打開檢查罩的狀態(tài)二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

在牽引變流器功率單元車輛側(cè)配置有兩排氣口的兩軸電動(dòng)通風(fēng)機(jī)，向功率單元冷凝器送風(fēng)。主變流器吸氣側(cè)外觀二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理主變流器拆下吸氣過(guò)濾網(wǎng)的狀態(tài)

牽引變流器的零部件，考慮到其操作和維修的方便，采用模塊化設(shè)計(jì)。例如，半導(dǎo)體冷卻裝置分層變頻器兩臺(tái)，逆變器三臺(tái)的單元，分別具有互換性，圖為牽引變流器箱外形尺寸及技術(shù)說(shuō)明。

二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

主變換裝置分別在M1、M2車上各裝載一臺(tái)，其除了在加速時(shí)向牽引電機(jī)供電和實(shí)施制動(dòng)時(shí)的電力再生控制外，還有保護(hù)功能。牽引變流器內(nèi)部設(shè)備布置二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

此外，將車輛信息控制裝置的信息在換流器之間進(jìn)行載波相位差運(yùn)行，以減少接觸網(wǎng)電流的高次諧波。車軸端裝有速度傳感器，用于主變換裝置、制動(dòng)控制裝置的速度（旋轉(zhuǎn)頻率）的檢出。

主變換裝置由三個(gè)部分組成：①?gòu)膯蜗蚪涣鞯玫降闹绷鞴β实恼髌?；②從直流電流得到三相交流的逆變器；③吸收脈沖電壓得到直流電壓的直流平滑電路（濾波電容）。二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理CRH2牽引變流器內(nèi)部接線圖二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理變流器單元的外形圖二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

脈沖整流器功率模塊外觀參照?qǐng)D所示，中央為框架，上部為冷卻通風(fēng)部，用于配置冷凝器。冷卻器下面為高壓絕緣的IPM元件、箝位二極管和緩沖二極管(8\9\10)等元件單體。冷卻器的沸騰容器作為接地。脈沖整流器外形結(jié)構(gòu)圖二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

利用PWM脈沖整流器可實(shí)現(xiàn)輸入電壓基波分量功率因數(shù)為1的運(yùn)行狀態(tài)，從而減小設(shè)備體積、降低電力消耗。此外，由于脈沖整流器、逆變器部采用三點(diǎn)式電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電壓控制，主電路半導(dǎo)體元件采用高速開關(guān)的IPM減小了交流電壓波形失真，可有效降低牽引電機(jī)和牽引變壓器的力矩波動(dòng)、電磁噪音。二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理主電路元件導(dǎo)通狀態(tài)和輸出相電壓的關(guān)系二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理圖3-36功率模塊連接圖二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

減少接觸網(wǎng)電流高次諧波，同一動(dòng)車組內(nèi)的M1車、M2車的2臺(tái)換流器間其載波相位差-90°，每個(gè)動(dòng)車組間相差-67.5°，按此來(lái)進(jìn)行設(shè)定。動(dòng)車組間的相位差依據(jù)并結(jié)狀態(tài)也會(huì)變更。

(2)逆變器

逆變器以濾波電容電壓輸入，通過(guò)無(wú)接點(diǎn)控制裝置的IGBT點(diǎn)弧控制信號(hào)，輸出電壓頻率可變的三相交流電壓，控制4臺(tái)并聯(lián)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的速度、轉(zhuǎn)矩。再生制動(dòng)時(shí)，功能的進(jìn)行順變化，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)輸入發(fā)電的三相交流，向?yàn)V波電容輸出直流電壓。二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理逆變部分的外形二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理逆變器功率模塊外觀參照?qǐng)D所示。圖

逆變器功率模塊外形結(jié)構(gòu)圖二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

牽引變流器的零部件，考慮到其操作、維修方便，采用模塊化設(shè)計(jì)。例如半導(dǎo)體冷卻裝置分成脈沖整流器用兩臺(tái)，逆變器用三臺(tái)的單元，分別具有互換性。

控制裝置分為無(wú)接點(diǎn)控制裝置（控制邏輯部）、繼電器單元、電源單元等。半導(dǎo)體冷卻裝置和電動(dòng)通風(fēng)機(jī)等大型裝置采用下部拆裝的結(jié)構(gòu)。小型控制單元內(nèi)的各零部件可以采用不同廠家的產(chǎn)品，維修和檢查時(shí)需要更換的控制單元，其結(jié)構(gòu)和功能必須具有互換性。二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理（3）直流平滑電路部分中間電路主要由均壓電阻、支撐電容器和過(guò)壓保護(hù)電路構(gòu)成，目的是獲得直流恒壓。中間直流電路如圖3-39所示，支撐電容器5個(gè)并聯(lián)，分別組裝于各個(gè)功率模塊內(nèi)，兩臺(tái)脈沖整流器模塊各裝1個(gè)，3臺(tái)逆變器模塊也各裝1個(gè)，合計(jì)容量8000μF。圖3-39中間直流電路二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

濾波電容器在換流器功率單元有二組，在逆變器功率單元有三組，總共容量為8000μF。濾波電容與備用充電源相連接，啟動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)內(nèi)有電阻分量的充電變壓器，由三次電路進(jìn)行初次充電，防止因K線接通時(shí)的過(guò)大的沖擊電流。接通換向器時(shí)，接入CHK，充電（約1秒）后，CHK斷開，K接通，如圖所示。圖3-40支撐電容器預(yù)備充電電路構(gòu)成二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理

此外，在中間直流電路上設(shè)置由電阻和半導(dǎo)體開關(guān)構(gòu)成的過(guò)電壓保護(hù)電路。為防止?fàn)恳兞髌?次側(cè)電源投入用接觸器(K)投入時(shí)的過(guò)大沖擊電流,在K投入前對(duì)支撐電容器進(jìn)行充電。開始充電的時(shí)機(jī)是從終端裝置輸入換向器(reverser)投入信號(hào)的時(shí)候。以下表示從充電開始到K投入為止的流程。①換向器(reverser)投入②輸出充電用接觸器(CHK)投入③支撐電容器充電④充電用接觸器(CHK)斷開⑤K投入二、CRH2型動(dòng)車組主變流器結(jié)構(gòu)原理主變換裝置的構(gòu)成設(shè)備序號(hào)名稱數(shù)量/每組備注１箱形框架１２換流器功率單元２３逆變器功率單元３４無(wú)接點(diǎn)控制裝置(TCU)１５主鼓風(fēng)機(jī)（ＣＩＢＭ１）１６輔助鼓風(fēng)機(jī)（ＣＩＢＭ２、３）２７熱交換器２８真空接觸器１三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要９電流檢出器（ＡＣＣＴ）１10電流檢出器（ＣＴＵ?ＣＴＶ?ＣＴＷ）３11耐壓試驗(yàn)接插件１12充電單元１13接地電流檢出（ＧＣＴ）單元１14抑制過(guò)電壓晶閘管（ＯＶＴｈ）2包括DCPT單元15門用電源１16交流電壓檢出器（ＡＣＰＴ）１17繼電器單元１18電阻器單元１19空氣過(guò)濾器１式20檢查面蓋板３種三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要牽引變流器的冷卻系統(tǒng)牽引變流器的冷卻系統(tǒng)由通過(guò)外氣進(jìn)行冷卻的主冷卻部和不導(dǎo)入外氣進(jìn)行冷卻的密封室冷卻部組成。冷卻流程如圖所示，主冷卻風(fēng)的流程用粗黑箭頭表示，密封室內(nèi)的冷卻風(fēng)的流程如“白箭頭所示”，圖是牽引變流器斷面冷卻風(fēng)流向。三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要

①主冷卻風(fēng)流向冷卻風(fēng)（外氣）經(jīng)空氣過(guò)濾器過(guò)濾后分為兩部分:

一部分經(jīng)過(guò)熱交換器（散熱部）后被主鼓風(fēng)機(jī)（CIBM1）吸入.

一部分直接被主鼓風(fēng)機(jī)吸入。主鼓風(fēng)機(jī)（CIBM1）送出的冷卻風(fēng)經(jīng)過(guò)脈沖整流器功率模塊冷凝器、逆變器功率模塊冷凝器后，由排風(fēng)管道排出。熱交換器(散熱部)空氣過(guò)濾器主鼓風(fēng)機(jī)(CIBM1)換流器功率單元（Ｕ相）排風(fēng)管道逆變器功率單元（Ｗ相）逆變器功率單元（Ｕ相）逆變器功率單元（Ｖ相）換流器功率單元（Ｖ相）熱交換器(散熱部)排風(fēng)管道冷卻風(fēng)：主冷卻風(fēng)的流向冷卻風(fēng)冷卻風(fēng)冷卻風(fēng)主變換裝置三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要②密封室內(nèi)冷風(fēng)的流程換流器功率單元(U?V相)密封室內(nèi)冷風(fēng)用的通風(fēng)道逆變器功率單元(U?V?W相)熱交換器(受熱部)輔助鼓風(fēng)機(jī)(CIBM2)輔助鼓風(fēng)機(jī)(CIBM3)檢查面?zhèn)葯C(jī)械室熱交換器(受熱部)循環(huán)循環(huán)：密封室內(nèi)的冷卻風(fēng)流向圖密封室

密封室內(nèi)的冷卻風(fēng)沒(méi)有從外界進(jìn)入的循環(huán)風(fēng)，而是通過(guò)熱交換器釋放熱量。為使冷卻風(fēng)循環(huán)，使用了2臺(tái)輔助鼓風(fēng)機(jī)（CIBM2、3）。三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要②密封室內(nèi)冷風(fēng)的流程換流器功率單元(U?V相)密封室內(nèi)冷風(fēng)用的通風(fēng)道逆變器功率單元(U?V?W相)熱交換器(受熱部)輔助鼓風(fēng)機(jī)(CIBM2)輔助鼓風(fēng)機(jī)(CIBM3)檢查面?zhèn)葯C(jī)械室熱交換器(受熱部)循環(huán)循環(huán)：密封室內(nèi)的冷卻風(fēng)流向圖密封室冷卻器的流程有二種：一種是從CIBM2經(jīng)由檢查面?zhèn)鹊臋C(jī)器室，熱交換器（受熱部），另一種是由CIBM2經(jīng)過(guò)密封室的冷卻風(fēng)管道，熱交換器（受熱部）實(shí)施的。三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要②密封室內(nèi)冷風(fēng)的流程換流器功率單元(U?V相)密封室內(nèi)冷風(fēng)用的通風(fēng)道逆變器功率單元(U?V?W相)熱交換器(受熱部)輔助鼓風(fēng)機(jī)(CIBM2)輔助鼓風(fēng)機(jī)(CIBM3)檢查面?zhèn)葯C(jī)械室熱交換器(受熱部)循環(huán)循環(huán)：密封室內(nèi)的冷卻風(fēng)流向圖密封室通過(guò)熱交換器散熱的冷風(fēng)，冷卻換流器功率單元及逆變器功率單元的電子元件（門驅(qū)動(dòng)器、濾波電容等），然后為輔助鼓風(fēng)機(jī)（CIBM2|3）吸入進(jìn)行循環(huán)。三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要(5)主送風(fēng)機(jī)送風(fēng)機(jī)（MH1132—FK205型電動(dòng)送風(fēng)機(jī)）用作C111系主變換器的主冷卻，在主變換裝置內(nèi)有1臺(tái)。電動(dòng)機(jī)使用單相籠形兩軸感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。送風(fēng)機(jī)是用多翼型兩扇類，由主鼓風(fēng)機(jī)吸入的冷卻風(fēng)（外界空氣）從2個(gè)口排出送風(fēng)，冷卻換流器功率單元及逆變器功率單元的冷凝器，圖是主送風(fēng)機(jī)的外形。主送風(fēng)機(jī)三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要②電動(dòng)機(jī)本電動(dòng)機(jī)是作為主鼓風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)相配合的，是全封閉，附有外扇腳的橫向兩軸型電動(dòng)機(jī)。它是水平橫向安裝。送風(fēng)機(jī)的翼片直接安裝在電動(dòng)機(jī)兩軸端，電動(dòng)機(jī)的冷卻是通過(guò)自己的外扇風(fēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電容器另外設(shè)置在機(jī)械室內(nèi)（檢查面?zhèn)龋＂鬯惋L(fēng)機(jī)本送風(fēng)機(jī)是使用多翼葉輪，安裝在電動(dòng)機(jī)的兩側(cè)，套管安裝后，吸入口均使用鋁材，以減輕重量。電動(dòng)機(jī)和箱一起安裝在安裝臺(tái)上。主鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)8個(gè)防振橡膠安裝在主變換裝置上。三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要輔助鼓風(fēng)機(jī)（MH1130—201型號(hào)電動(dòng)送風(fēng)機(jī)）輔助鼓風(fēng)機(jī)（MH1130—201型號(hào)電動(dòng)送風(fēng)機(jī)）用作C111型主變換裝置的密封室的冷卻，該裝置用2臺(tái)輔助鼓風(fēng)機(jī)。圖3-49是輔助電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)外形，電動(dòng)機(jī)使用單相籠形感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)使用軸流型。由于輔助鼓風(fēng)機(jī)是2臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，使密封室內(nèi)的空氣循環(huán)通過(guò)熱交換放熱。

輔助電動(dòng)鼓風(fēng)三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要①輔助鼓風(fēng)機(jī)規(guī)格。②電動(dòng)機(jī)本電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)為全封閉型的，通常通過(guò)外扇冷卻電機(jī)。本主變換裝置為能夠通過(guò)密封室內(nèi)的循環(huán)達(dá)到冷卻效果，去掉了外風(fēng)扇，使之減輕重量，定子使用0.5mm厚的硅夕鋼片，槽數(shù)為24個(gè)，線圈是使用脂亞氨基線，絕緣物使用諾曼克斯紙（聚酰胺絕緣材料商品名），是F類絕緣。轉(zhuǎn)子是有高電阻的鋁鑄件，電容是另行設(shè)置在機(jī)械室內(nèi)（檢查面?zhèn)龋?。③送風(fēng)機(jī)本送風(fēng)機(jī)是斜流型，由罩葉片導(dǎo)軌、葉輪組成，電動(dòng)機(jī)與罩一起裝在安裝臺(tái)上。輔助鼓風(fēng)機(jī)是通過(guò)4塊防振橡膠安裝在主變換裝置的密封室內(nèi)。三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要熱交換器熱交換器用于藏有電子產(chǎn)品的密封室內(nèi)的冷卻，每個(gè)主變換裝置有2臺(tái)，冷卻媒介不是氟的替代品，而是使用純水，這是本熱交換器的特征，在設(shè)計(jì)上充分考慮了環(huán)境因素。三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要熱交換器2動(dòng)作原理本熱交換器使用重力型加熱管，在圖4給出了熱交換器的略圖。封入的液體（純水）通過(guò)從管壁吸熱蒸發(fā)，形成蒸氣流面向冷凝器部。這里蒸氣被冷卻成為液體，其時(shí)，通過(guò)冷凝熱的釋放進(jìn)行熱交換。三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要熱交換器3結(jié)構(gòu)加熱管使用銅管（表面鍍錫），散熱扇片使用鋁（0.5T），以提高熱交換器的性能和減輕重量。安裝框使用SUS304（1.2T）。三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要（8）無(wú)觸點(diǎn)控制裝置無(wú)觸點(diǎn)控制裝置具有如下功能：①變頻器控制功能②逆變器控制功能③程序控制功能④維修、檢查功能三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要(b)無(wú)觸點(diǎn)控制裝置安裝位置三、CRH2型動(dòng)車組主變流器設(shè)備構(gòu)成概要（一）電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變流器就是將一種直流或交流電變?yōu)榱硪环N直流或交流電的供電設(shè)備?？梢哉f(shuō)變流器是各種變流裝置的總稱。對(duì)一個(gè)交-直-交電力傳動(dòng)系統(tǒng)，變流器將包括從整流器，中間直流環(huán)節(jié)，到逆變器及其控制系統(tǒng)。

說(shuō)明：在許多場(chǎng)合下，同一個(gè)電力變換電路既可以作整流電路，又能作逆變電路，所以我們也稱這樣的電力變換裝置為變流器。換言之，整流和逆變，交流和直流在變流器中是互相聯(lián)系的，并在一定條件下可互相轉(zhuǎn)化。電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及類型電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及類型接觸網(wǎng)的單相交流電在牽引變壓器中變換成所需大小的合適電壓，經(jīng)整流器整流后供給中間直流回路。中間直流回路起無(wú)功能量交換的作用，完成儲(chǔ)能、能量變換、濾波的任務(wù)。通過(guò)牽引逆變器的逆變，將直流變換為交流牽引電機(jī)調(diào)速所需要的交流能量。工作過(guò)程中，控制裝置接受司機(jī)控制器的控制指令，通過(guò)觸發(fā)脈沖發(fā)生器控制整流器和逆變器中的電力電子器件，實(shí)現(xiàn)交-直-交的能量變換。牽引變流器的組成：整流器、中間直流環(huán)節(jié)、牽引逆變器、控制系統(tǒng)。電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及類型（二）電力牽引交流傳動(dòng)系統(tǒng)的類型1．根據(jù)中間直流環(huán)節(jié)儲(chǔ)能元件的類型分類接觸網(wǎng)的單相交流電在牽引變壓器中變換成所需大小的合適電壓，經(jīng)整流器整流后供給中間直流回路。由于從單相交流接觸網(wǎng)來(lái)的功率是以脈動(dòng)形式提供給中間回路的，從傳動(dòng)特性來(lái)看，希望得到盡可能恒定的功率，從而得到盡可能恒定的轉(zhuǎn)矩，因此，中間回路首先是一個(gè)能量存儲(chǔ)和變換的裝置，同時(shí)它又是一個(gè)濾波器，在平衡功率波動(dòng)方面起著決定性的作用。電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及類型（二）電力牽引交流傳動(dòng)系統(tǒng)的類型1．根據(jù)中間直流環(huán)節(jié)儲(chǔ)能元件的類型分類根據(jù)所選擇的不同的儲(chǔ)能元件，交流傳動(dòng)相應(yīng)地分為兩種基本系統(tǒng)：

電壓型系統(tǒng)和電流型系統(tǒng)相應(yīng)地，把有關(guān)的交-直-交變流器稱為

電壓型變流器和電流型變流器目前，我國(guó)CRH系列動(dòng)車組（包括地鐵列車）均采用電壓源逆變器。電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及類型電壓型變流器：電容器用作中間回路的儲(chǔ)能器它接受向中間回路供給的瞬時(shí)電流與從中間回路取用的瞬時(shí)電流之差，并使電壓保持恒定。作為逆變器的電源，在其輸入端提供一個(gè)實(shí)際上恒定不變的電壓。電壓源逆變器：逆變器的端電壓不隨負(fù)載變化。對(duì)于單電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)或多電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)都同樣適用。電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及類型但是低的內(nèi)阻抗使得時(shí)間常數(shù)也很小，在逆變器端子上出現(xiàn)的任何短路，都會(huì)使短路電流迅速上升，很難通過(guò)一般方法加以消除，必須采用快速熔斷器或采取特殊的保護(hù)措施。我國(guó)CRH系列動(dòng)車組（包括地鐵列車）均采用電壓源逆變器。電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及類型電流型變流器：采用電抗器作為中間回路儲(chǔ)能器它吸收波動(dòng)形式的差電壓，保持中間回路的電流強(qiáng)度恒定。由于這個(gè)作為逆變器電源的中間回路具有很大的內(nèi)阻抗，逆變器輸入端的電流在負(fù)載變化時(shí)保持恒定。這種逆變器稱為電流源逆變器。但是，電流源逆變器的端電壓明顯地隨負(fù)載變化，如果用來(lái)向多臺(tái)并聯(lián)的電動(dòng)機(jī)供電，那么其中任何一臺(tái)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的變化都會(huì)影響到其他電動(dòng)機(jī)的工作。所以，電流源逆變器對(duì)于多電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不適用的。電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及類型2．根據(jù)交流牽引電動(dòng)機(jī)的類型分類電流型變流器供電的同步電動(dòng)機(jī)或籠型異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；電壓型變流器供電的籠型異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。1.絕緣試驗(yàn)絕緣電阻測(cè)量方法及絕緣耐壓試驗(yàn)方法如下所述。準(zhǔn)備車輛呈無(wú)加壓狀態(tài)VCB設(shè)在“關(guān)”位控制電源NFB(CICN1～2)在“關(guān)”位將主變換裝置內(nèi)的耐壓試驗(yàn)接插件(面向檢查左側(cè)蓋(密閉室)內(nèi))插入“測(cè)試”位置,這樣使下述的高壓部充電部發(fā)生短路。1501-1501a–1502-1502a–501-501A-502-511A-512A-513A-520-521一、牽引變流器測(cè)試方法在主變換裝置內(nèi)的控制電路配線中，要卸開以下接插件：無(wú)接點(diǎn)控制裝置（右側(cè)密封室）的全部接插件（不包括光纜接插件）共12個(gè)。全部電源的接插件（右側(cè)密封室、左側(cè)深處）5個(gè)。OVTh單元接插件（中央密封室、中間正面）1個(gè)。儀表接插件（控制電路用）的所有針腳全部短路。短路儀表端子臺(tái)TB11（3次電路用）的全部端子（8點(diǎn)）。735A-785A-716-766-717-767-718-768斷開GS。一、牽引變流器測(cè)試方法測(cè)量絕緣電阻測(cè)量高壓導(dǎo)電部與控制電路（1501—40）間的絕緣電阻（用1000V兆歐表測(cè)量）。測(cè)量高壓導(dǎo)電部與箱形框架1501-E（接地板）間的絕緣電阻（用1000V兆歐表測(cè)量）。測(cè)量3次電路與箱形框架（735A-E）間的絕緣電阻（用500V兆歐表測(cè)量）。測(cè)量控制電阻與箱形框架（40-E）間的絕緣電阻（用500V兆歐表測(cè)量）。一、牽引變流器測(cè)試方法絕緣耐壓試驗(yàn)在高壓導(dǎo)電部與控制電路（1501-40）間，施加AC4500V持續(xù)1分鐘。在高壓導(dǎo)電部與箱形框架（1501-E）間，施加AC4500V持續(xù)1分鐘。輔助電路與箱形框架（735A-E）間，施加AC1800V持續(xù)1分鐘?？刂齐娐放c箱形框架（40-E）間，施加AC1200V持續(xù)1分鐘。①（c）—（h）項(xiàng)復(fù)位（耐壓試驗(yàn)接插件插在“平?！蔽恢?。一、牽引變流器測(cè)試方法2.空檔試驗(yàn)空檔試驗(yàn)只設(shè)為無(wú)加壓空檔，不實(shí)施加壓空檔，在判斷主變換裝置內(nèi)車輛加壓（VCB接通，接觸網(wǎng)變壓器（3次）側(cè)有電壓（包括延長(zhǎng)供電），主變換直流裝置有電壓等的場(chǎng)合，即使操作空檔，主變換裝置不實(shí)施空檔動(dòng)作?？諜n試驗(yàn)方法如下所述：空檔時(shí)，主變換裝置內(nèi)的接觸器只有K動(dòng)作，CHK不動(dòng)作。將VCB“切斷”接通CIBMN1,2,3、MMBMN1,2、BMK（與通常的現(xiàn)車動(dòng)作相一致）接入空檔指令一、牽引變流器測(cè)試方法3.車上試驗(yàn)車上試驗(yàn)實(shí)施方法、規(guī)定值根據(jù)車輛信息控制裝置傳來(lái)的指令，司機(jī)臺(tái)能夠?qū)χ髯儞Q裝置進(jìn)行動(dòng)作試驗(yàn)，作為主變換裝置，操作空檔只有在無(wú)加壓的情況下能實(shí)施。試驗(yàn)項(xiàng)目由二部分組成。確認(rèn)接點(diǎn)接通等時(shí)序試驗(yàn)，確認(rèn)保護(hù)動(dòng)作設(shè)定值的保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)。詳細(xì)的試驗(yàn)項(xiàng)目、規(guī)定值等內(nèi)容參見(jiàn)表8-9-8-2。一、牽引變流器測(cè)試方法表車上的試驗(yàn)項(xiàng)目及規(guī)定值No.試驗(yàn)項(xiàng)目小項(xiàng)目判斷值1前進(jìn)加速10檔K接通時(shí)間直流電壓圖形電機(jī)電注圖形K開路時(shí)間0.5sec以下2600V±10%544A±10%

0.5sec以下2前進(jìn)加速1檔K接通時(shí)間直流電壓圖形電機(jī)電圖形K開路時(shí)間0.5sec以下2600V±10%164A±10%

0.5sec以下3前進(jìn)再生制動(dòng)K接通時(shí)間直流電壓圖形電機(jī)電注圖形K開路時(shí)間0.5sec以下3000V±10%168～616A±10%(?根據(jù)制動(dòng)指令)

0.5sec以下一、牽引變流器測(cè)試方法42次過(guò)流1IS1OC1(+)2300A±10%52次過(guò)流2IS2OC1(-)-2300A±10%62次過(guò)流3IS1OC2(+)2700A±10%72次過(guò)流4IS1OC2(-)-2700A±10%8直流過(guò)電壓1VDOV13400V±10%9直流過(guò)電壓2VDOV21700V±10%10直流過(guò)電壓3VDOV31900V±10%11電機(jī)過(guò)電流1MMOC1U(+)1400A±10%12電機(jī)過(guò)電流2MMOC1V(+)1400A±10%一、牽引變流器測(cè)試方法13電機(jī)過(guò)電流3MMOC1W(+)1400A±10%14電機(jī)過(guò)電流4MMOC1U(-)-1400A±10%15電機(jī)過(guò)電流5MMOC1V(-)-1400A±10%16電機(jī)過(guò)電流6MMOC1W(-)-1400A±10%17電機(jī)過(guò)電流7MMOC2U(+)1800A±10%18電機(jī)過(guò)電流8MMOC2V(+)1800A±10%19電機(jī)過(guò)電流9MMOC2W(+)1800A±10%20電機(jī)過(guò)電流10MMOC2U(-)-1800A±10%21電機(jī)過(guò)電流11MMOC2V(-)-1800A±10%22電機(jī)過(guò)電流12MMOC2W(-)-1800A±10%232次側(cè)接地1GD1(+)3±1A242次側(cè)接地2GD1(-)-3±1A一、牽引變流器測(cè)試方法（一）檢查項(xiàng)目（注）檢查周期、雙日：雙日檢查、轉(zhuǎn)向架：轉(zhuǎn)向架檢查、月檢：月檢查、大：大修。①裝置整體No.項(xiàng)目檢查判斷標(biāo)準(zhǔn)處理１外觀檢查有無(wú)外傷、有無(wú)蓋損傷、安裝狀態(tài)如何無(wú)異常有損傷要修理２襯墊有無(wú)損傷老化（檢查面蓋、底蓋、主鼓風(fēng)機(jī)出口永久變形３ｍｍ以下有彈性有損傷及永久變形者更換３通電部松動(dòng)否，有無(wú)加熱痕跡無(wú)異常增加堅(jiān)固力有加熱痕跡、有異常者要更換４導(dǎo)電棒有否損傷、絕緣有否老化、固定狀態(tài)是否良好無(wú)異常有松動(dòng)要緊固，有異常者要更換二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查No.項(xiàng)目檢查判斷標(biāo)準(zhǔn)處理５電線有否老化、損傷、固定狀態(tài)是否良好無(wú)異常有松動(dòng)要緊固，有異常者要更換６端部有否松動(dòng)，焊點(diǎn)、壓接部有無(wú)損傷、老化無(wú)異常增加緊固力修理異常者更換７光纜有無(wú)污損無(wú)異常損傷甚者更換８光纜衰減量衰減量３ｄＢ以下更換９裝置內(nèi)污損無(wú)污損吹氣式清掃10內(nèi)含器件（單元）有無(wú)損傷變色無(wú)異常有異常者要修理、更換二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查②功率單元No.檢查項(xiàng)目判定標(biāo)準(zhǔn)處理１濾波電容器連接端子有否松動(dòng)盒子是否膨脹無(wú)異常盒膨脹（單側(cè)）換流器：10mm以下逆變器：７mm以下增加緊固力（8.5～7.5N?m）盒子膨脹甚者要更換２本體安裝部襯墊有無(wú)損傷、老化永久變形３mm以下要有彈性損傷及永久變形者要更換３冷卻器的冷凝部的堵塞、污損情況記錄堵塞、臟污程度，反映在維修標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定中吹風(fēng)清掃。此外，堵塞、臟污等用清掃方法不能完全去掉時(shí)要更換※功率單元溫度上升時(shí)，必須進(jìn)行清掃４門驅(qū)動(dòng)印刷電路板表面、光接插件有無(wú)污損無(wú)污損用吸引方式清掃(操作同無(wú)接點(diǎn)控制裝置項(xiàng))５主電路導(dǎo)體棒絕緣處理部有否損傷老化，及其固定狀態(tài)無(wú)異常絕緣處理部損傷及老化甚者更換增加堅(jiān)固力（較規(guī)定的緊固力矩為高）二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查③鼓風(fēng)機(jī)（主鼓風(fēng)機(jī)、輔助鼓風(fēng)機(jī)）No.檢查項(xiàng)目判定標(biāo)準(zhǔn)處理１外觀檢查緊固部有無(wú)松動(dòng)，有無(wú)損傷、變形無(wú)異常增加緊固力視需要進(jìn)行分解檢查２有無(wú)異常振動(dòng)、異常噪聲無(wú)異常視需要進(jìn)行分解檢查３檢查防振橡膠有無(wú)龜裂、裂紋、老化無(wú)龜裂、裂紋，推薦硬度無(wú)異常更換（推薦更換周期：２次大修后）４清掃翼輪無(wú)污損鼓風(fēng)機(jī)整體用吹風(fēng)清掃，葉輪用布擦抹清掃５軸承無(wú)異常更換（不超過(guò)６年范圍，更換周期可延長(zhǎng)）二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查（二）更換元件更換元件如下表所示。此外，本表所示的更換周期是“標(biāo)準(zhǔn)”，還有必要考察開始使用后的實(shí)際情況來(lái)判斷。

No.使用部位更換元件更換周期備注１檢查面的蓋板底蓋板墊襯Ａ每2次4級(jí)修有損傷永久變形嚴(yán)重２主鼓風(fēng)機(jī)引出口墊襯Ｂ每2次4級(jí)修３主鼓風(fēng)機(jī)防振橡膠每2次4級(jí)修公司推薦更換周期：廠修期４軸承每2次4級(jí)修不超過(guò)６年內(nèi)，可延長(zhǎng)更換周期５輔助鼓風(fēng)機(jī)防振橡膠每2次4級(jí)修公司推薦更換周期：廠修期６軸承每2次4級(jí)修不超過(guò)６年內(nèi)，可延長(zhǎng)更換周期7真空接觸器真空斷流器每3次4級(jí)修根據(jù)斷流次數(shù)二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查No.使用部位更換元件更換周期備注13功率單元電源Ｃ每2次4級(jí)修有損傷永久變形嚴(yán)重14門印刷電路板推薦10年根據(jù)電解電容壽命15密封劑─卸下功率單元時(shí)16空氣過(guò)濾器空氣過(guò)濾器每1次4級(jí)修17充電單元內(nèi)電磁接觸器１０年18過(guò)電壓抑制晶閘管單元內(nèi)門印刷電路板推薦10年根據(jù)電解電容壽命二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查1．拆卸與安裝（1）主變換裝置的拆卸、安裝要領(lǐng)－拆卸外部配線①?gòu)亩俗优_(tái)拆卸主電路配線；②從端子臺(tái)拆卸交流口的出線；③從外部接地座卸下接地線；④卸下控制電路儀表接插件；⑤從無(wú)接點(diǎn)控制裝置卸下儀表光纜。

卸光纜時(shí)一定要注意對(duì)光纜的施力、扭曲。此外，為使光纜端部及無(wú)接點(diǎn)控制裝置光接插件的防塵，使用專用蓋加以保護(hù)。二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查（三）變流器裝置的移動(dòng)如圖所示那樣，預(yù)先設(shè)定擋板，使負(fù)重得到均勻負(fù)擔(dān)，卸下裝置的螺栓，將負(fù)載移至升降機(jī)上來(lái)移動(dòng)裝置二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查

采用吊車裝置的場(chǎng)合，如圖所示那樣，安裝吊桿，用4支點(diǎn)的鋼絲繩將裝置吊起。

圖裝置的吊起狀態(tài)二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查（四）功率單元的拆卸①首先在功率單元下面準(zhǔn)備了升降機(jī)，支撐功率單元。其次，在升降機(jī)與功率單元間放入能沿枕木方向移動(dòng)的活動(dòng)臺(tái)。②M12螺栓：換流器部分16個(gè)×2單元=32個(gè)、逆變器部分12×3單元=36個(gè)，使用長(zhǎng)度為500mm以上的套筒板手。③升降機(jī)降下，從主體中取出功率單元。二、牽引變流器保養(yǎng)與檢查維修項(xiàng)目：牽引變流器檢查及清潔

適用車型CRH2A統(tǒng)型版本V5.2（寧）修程二級(jí)檢修周期6萬(wàn)公里/60天車廂號(hào)02、03、06、07車供電條件無(wú)電、有電作業(yè)人員2名地勤機(jī)械師作業(yè)時(shí)間30分鐘/輛三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目1.作業(yè)人員須按規(guī)定穿戴勞保用品。2.作業(yè)前接觸網(wǎng)斷電，掛接地桿，動(dòng)車組放電完成，10分鐘后方可開始作業(yè)。3.禁止觸摸發(fā)熱部件,不得損壞熱交換器。人員分工：1號(hào)主要負(fù)責(zé)車組狀態(tài)確認(rèn)、變流器檢查；2號(hào)主要負(fù)責(zé)變流器清洗。詳細(xì)分工見(jiàn)作業(yè)步驟。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目牽引變流器檢查及清潔一、作業(yè)條件無(wú)電二、作業(yè)工具基本工具；棘輪扳手；扭矩扳手；毛刷；高壓風(fēng)管三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目三、作業(yè)內(nèi)容及步驟

1.準(zhǔn)備工作①插入主控鑰匙,升起受電弓。②打開主司機(jī)左側(cè)下方柜門，按下EGCS進(jìn)行放電處理，1分鐘后右旋保護(hù)接地切除按鈕，斷開EGS。③降下受電弓。④確認(rèn)動(dòng)車組狀態(tài)。1號(hào)位確認(rèn)動(dòng)車組停放制動(dòng)已施加，受電弓已降下，接觸網(wǎng)已斷電，接地桿已掛，動(dòng)車組放電已結(jié)束，安全號(hào)志已設(shè)置。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目牽引變流器檢查及清潔2.1開啟裙底板①拆卸牽引變流器相對(duì)應(yīng)位置的裙板和底板，清理裙板和底板。確認(rèn)進(jìn)、出風(fēng)格柵無(wú)變形、裂紋；裙板、底板表面無(wú)灰塵及雜物。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目2.2.檢查牽引變流器①檢查牽引變流器外觀狀態(tài)和安裝狀態(tài)；

確認(rèn)牽引變流器外觀狀態(tài)良好，懸掛部件安裝狀態(tài)良好，固定螺栓無(wú)松動(dòng)，防松標(biāo)記清晰。②配線管路檢查；

確認(rèn)配線管路無(wú)損傷、碰磨、變色，接線緊固，密封泥無(wú)脫落，密封良好。③檢查變流器本體蓋板鎖閉狀態(tài)；目視確認(rèn)鎖閉到位、無(wú)松動(dòng)。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目2.3.變流器濾網(wǎng)清潔①拆下變流器濾網(wǎng)；目視確認(rèn)濾網(wǎng)無(wú)變形。將變流器濾網(wǎng)搬運(yùn)回濾網(wǎng)清洗間進(jìn)行清洗②用刷子清理散熱器表面吸附物并用高壓風(fēng)管對(duì)變流器內(nèi)部進(jìn)行吹塵處理；目視確認(rèn)吹出空氣無(wú)明顯灰塵。（對(duì)散熱出風(fēng)口、散熱進(jìn)風(fēng)口、鼓風(fēng)機(jī)吹灰）三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目2.4變流器過(guò)濾網(wǎng)安裝安裝變流器過(guò)濾網(wǎng)。確認(rèn)安裝狀態(tài)良好。2.5裙底板安裝安裝相應(yīng)裙板或底板。確認(rèn)安裝緊固、無(wú)松動(dòng)，螺栓齊全，裙板螺栓扭矩為15N.m(2A)/25N.m(380A)。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目2.6標(biāo)記涂打及作業(yè)確認(rèn)(1) 自檢后在底板處涂打“人”字標(biāo)記及檢修日期。(2) 互檢確認(rèn)作業(yè)后涂打“一”字標(biāo)記。(3) 質(zhì)檢員對(duì)最終作業(yè)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)良好后涂打“口”字標(biāo)記。作業(yè)結(jié)束，對(duì)裙底板的安裝狀態(tài)確認(rèn)。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目3.通電檢查檢查牽引變流器冷卻風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)確認(rèn)牽引變流器及其冷卻風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)良好，風(fēng)機(jī)無(wú)異音。4.完工確認(rèn)(1)確認(rèn)隨身工具齊全，無(wú)遺失。(2)確認(rèn)作業(yè)工具齊全，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)工具遺留。(3)確認(rèn)完畢，攜帶作業(yè)工具，撤離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。(4)匯報(bào)組長(zhǎng)，本項(xiàng)目作業(yè)完畢。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目維修項(xiàng)目：牽引變流器裙板濾網(wǎng)清潔適用車型CRH2A/CRH380A版本V4.1修程二級(jí)檢修周期3萬(wàn)公里/30天車廂號(hào)02、03、06、07車/02、03、04、05、06、07車供電條件無(wú)電作業(yè)人員2名地勤機(jī)械師作業(yè)時(shí)間30/20分鐘/輛三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目1.作業(yè)人員須按規(guī)定穿戴勞保用品。2.作業(yè)前接觸網(wǎng)斷電，掛接地桿，動(dòng)車組放電完成，10分鐘后方可開始作業(yè)。3.禁止觸摸發(fā)熱部件,不得損壞熱交換器。4.作業(yè)中防止濾網(wǎng)磕碰、損傷。5.應(yīng)安裝充分干燥的濾網(wǎng)。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目1.準(zhǔn)備工作①確認(rèn)接觸網(wǎng)斷電；②確認(rèn)動(dòng)車組放電作業(yè)完畢。③確認(rèn)動(dòng)車組停放制動(dòng)已施加，受電弓已降下，接觸網(wǎng)已斷電，接地桿已掛，安全號(hào)志已設(shè)置。2.1開啟裙板用裙板專用鑰匙開啟牽引變流器濾網(wǎng)對(duì)應(yīng)處的裙板。首先打開兩側(cè)裙板鎖、再開啟中間鎖；注意確認(rèn)裙板安全吊帶作用良好，格柵無(wú)變形。牽引變流器濾網(wǎng)更換三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目2.2取出濾網(wǎng)①用套筒扳手松開濾網(wǎng)安裝螺栓；②依次將舊濾網(wǎng)從安裝槽中取出；取出過(guò)程中注意防止濾網(wǎng)變形。③將舊濾網(wǎng)按規(guī)定放置到指定地方。不得在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清潔作業(yè)。④檢查進(jìn)風(fēng)口側(cè)的換熱器，有積污時(shí)對(duì)其進(jìn)行清潔。⑤清除過(guò)濾網(wǎng)周邊底板上的灰塵、雜物。⑥檢查過(guò)濾網(wǎng)，如有框架變形無(wú)法使用的更換新過(guò)濾網(wǎng)。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目2.3除塵(1) 用1500～2000W吸塵器對(duì)各過(guò)濾器框架及網(wǎng)進(jìn)行徹底除塵；如除塵效果不好時(shí)用中性清洗劑溶液清洗。(2) 濾網(wǎng)清洗干凈后，放料架晾干或用高壓風(fēng)吹干。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目2.4安裝濾網(wǎng)①依次將濾網(wǎng)安裝到安裝槽中；注意確認(rèn)濾網(wǎng)干燥、干凈、無(wú)變形；②緊固濾網(wǎng)固定螺栓；目視確認(rèn)濾網(wǎng)安裝良好。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目2.5.恢復(fù)裙板①檢查活動(dòng)裙板鎖閉機(jī)構(gòu)和安全吊帶狀態(tài)良好，不良時(shí)進(jìn)行檢修。②安裝好活動(dòng)裙板吊帶，再將活動(dòng)裙板鎖閉到位。③確認(rèn)裙板鎖閉狀態(tài)良好，安裝螺栓，用棘輪扳手和13mm套筒預(yù)緊螺栓，并使用扭矩扳手用15N.m\13.5N.m緊固螺栓。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目3.完工確認(rèn)(1)確認(rèn)隨身工具齊全，無(wú)遺失。(2)確認(rèn)作業(yè)工具齊全，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)工具遺留。(3)確認(rèn)完畢，攜帶作業(yè)工具，撤離作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。三、牽引變流器二級(jí)檢修項(xiàng)目逆變技術(shù)基礎(chǔ)■什么是逆變？為什么要逆變？

◆逆變（invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過(guò)程?！裟孀冸娐罚喊阎绷麟娔孀兂山涣麟姷碾娐贰?/p>

?當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，為有源逆變電路。?變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載，稱為無(wú)源逆變。◆對(duì)于可控整流電路，滿足一定條件就可工作于有源逆變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變。既工作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài)，稱為變流電路。逆變電路的基本工作原理■基本的工作原理◆S1~S4是橋式電路的4個(gè)臂，由電力電子器件及輔助電路組成。

負(fù)載a)b)tS1S2S3S4iouoUduoiot1t2◆當(dāng)開關(guān)S1、S4閉合，S2、S3斷開時(shí)，負(fù)載電壓uo為正；當(dāng)開關(guān)S1、S4斷開，S2、S3閉合時(shí)，uo為負(fù)，這樣就把直流電變成了交流電。

◆改變兩組開關(guān)的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率。

◆電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流io和uo的波形相同，相位也相同。

◆阻感負(fù)載時(shí)，io相位滯后于uo，波形也不同。圖4-1逆變電路及其波形舉例

牽引逆變器可以分成電壓源型和電流源型兩種，為同步電機(jī)供電的大多采用電流源型逆變器，為異步電機(jī)供電的大多采用電壓源型逆變器。我國(guó)高速列車全部采用電壓源型逆變器。根據(jù)輸出電平數(shù)的不同，電壓源型牽引逆變器又可分為兩電平和三電平兩種。在交流傳動(dòng)領(lǐng)域，當(dāng)中間電路直流電壓Ud>(2.7~2.8)kV時(shí)，主電路中通常采用兩點(diǎn)式結(jié)構(gòu)；當(dāng)Ud>3kV時(shí)，宜采用三點(diǎn)式結(jié)構(gòu)。

逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理三點(diǎn)式逆變器與二點(diǎn)式逆變器定義與區(qū)別

二點(diǎn)式逆變器是指每相交流輸出電壓相對(duì)于直流輸入電壓只有兩種取值可能——電壓正端或負(fù)端（或兩種電平）。多點(diǎn)式逆變器是指交流輸出電壓相對(duì)于直流輸入電壓有多種電平可取，其中三點(diǎn)式逆變器是多點(diǎn)式中最簡(jiǎn)單又最有實(shí)用意義的一種電路，其交流輸出電壓對(duì)直流輸入電壓的三種取值，一般為電壓的正端、負(fù)端與中間的零端。逆變電路的基本工作原理二點(diǎn)式逆變器拓?fù)鋱D三點(diǎn)式逆變器拓?fù)鋱D

逆變電路的基本工作原理兩電平牽引逆變器主電路構(gòu)成及工作模式共有T1T2T3，T2T3T4，T3T4T5，T4T5T6，T5T6T1，T6T1T2，T1T3T5和T2T4T6導(dǎo)通23=8種工作狀態(tài)，從而獲得三相對(duì)稱輸出電壓波形。

逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理三電平牽引逆變器主電路結(jié)構(gòu)及工作狀態(tài)逆變電路的基本工作原理

交流傳動(dòng)系統(tǒng)的變流裝置是將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)頻調(diào)壓的三相交流電，這種大功率的牽引變流器不同于應(yīng)用在一般工業(yè)領(lǐng)域中的變流器，它的技術(shù)特點(diǎn)可以歸納為如下幾點(diǎn)：1．調(diào)速范圍寬根據(jù)列車速度的要求，變流器調(diào)頻范圍從0.4Hz到200Hz以上，而且調(diào)頻要連續(xù)平穩(wěn)，無(wú)沖擊。2．控制特性復(fù)雜一般高速列車的牽引性能由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)及自然特性區(qū)組成，并且要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，恒功區(qū)寬。牽引變流器用電力電子器件3．有良好的穩(wěn)態(tài)控制特性和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性電力機(jī)車或者動(dòng)車由弓網(wǎng)獲得能量，通過(guò)輪軌傳遞牽引力?？辙D(zhuǎn)、打滑、跳弓離線及網(wǎng)壓波動(dòng)等均能引起功率的急劇變化，牽引變流器應(yīng)該能夠適應(yīng)這種負(fù)載及外界環(huán)境的急劇變化。4．輸出電壓波形質(zhì)量好為了減少諧波分量對(duì)牽引電機(jī)諧波熱損耗和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)影響，輸出波形應(yīng)盡量接近正弦波。由交流電網(wǎng)供電時(shí)，應(yīng)使功率因數(shù)盡可能的接近1，電網(wǎng)電流波形接近正弦波，從而降低對(duì)供電系統(tǒng)的影響和對(duì)外界的干擾。牽引變流器用電力電子器件5．牽引與再生制動(dòng)頻繁，能量雙向流動(dòng)。

6．效率高，利用率高，可靠性高。

7．由于安裝在車上，對(duì)重量、體積和耐振動(dòng)性能要求嚴(yán)格。

8．有利于安裝，調(diào)速及維修。牽引變流器用電力電子器件

實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的高效變換和控制的一門技術(shù)，它包括電壓、電流、頻率和波形方面的變換，是電力、電子及控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域之間的交叉學(xué)科，與現(xiàn)代控制理論、材料科學(xué)、電機(jī)工程及微電子技術(shù)等諸多領(lǐng)域密切相關(guān)。

電力電子器件是列車牽引變流器的基礎(chǔ)與核心，電力電子器件的性能直接決定了牽引變流器的性能指標(biāo)。其發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)重要階段，即以SCR為代表的傳統(tǒng)半控型電力電子時(shí)代，和以IGBT為代表的全控型自關(guān)斷現(xiàn)代電力電子器件時(shí)代。牽引變流器用電力電子器件◆電力電子技術(shù)具體地說(shuō)，電力電子技術(shù)就是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。

?電力電子器件是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)。

?變流技術(shù)則是電力電子技術(shù)的核心。

輸入輸出

交流（AC）

直流（DC）

直流（DC）整流

直流斬波

交流（AC）交流電力控制變頻、變相逆變

表

電力變換的種類牽引變流器用電力電子器件■電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍

◆一般工業(yè)?工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電動(dòng)機(jī)，都是用電力電子裝置進(jìn)行調(diào)速的。一些對(duì)調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機(jī)等近年來(lái)也采用了變頻裝置，以達(dá)到節(jié)能的目的。避免調(diào)速電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流沖擊的軟起動(dòng)裝置。?電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源?電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應(yīng)加熱電源淬火電源及直流電弧爐電源等場(chǎng)合。牽引變流器用電力電子器件◆交通運(yùn)輸?電氣化鐵道：電氣機(jī)車中的直流機(jī)車中采用整流裝置，交流機(jī)車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來(lái)的磁懸浮列車中，電力電子技術(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。除牽引電機(jī)傳動(dòng)外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術(shù)。

?電動(dòng)汽車：電機(jī)依靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動(dòng)控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺(tái)高級(jí)汽車中需要許多控制電機(jī)，它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動(dòng)并控制。

?飛機(jī)、船舶和電梯都離不開電力電子技術(shù)。牽引變流器用電力電子器件◆家用電器?電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，正在逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。

?空調(diào)、電視機(jī)、音響設(shè)備、家用計(jì)算機(jī)，不少洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)?！羝渌?航天飛行器中的各種電子儀器需要電源，載人航天器也離不開各種電源，這些都必需采用電力電子技術(shù)。?抽水儲(chǔ)能發(fā)電站的大型電動(dòng)機(jī)需要用電力電子技術(shù)來(lái)起動(dòng)和調(diào)速。超導(dǎo)儲(chǔ)能是未來(lái)的一種儲(chǔ)能方式，它需要強(qiáng)大的直流電源供電，這也離不開電力電子技術(shù)。牽引變流器用電力電子器件總之，電力電子技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣，其地位也越來(lái)越重要。

?新能源、可再生能源發(fā)電需要用電力電子技術(shù)來(lái)緩沖能量和改善電能質(zhì)量。當(dāng)需要和電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)時(shí)，更離不開電力電子技術(shù)。?核聚變反應(yīng)堆在產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)和注入能量時(shí)，需要大容量的脈沖電源，這種電源就是電力電子裝置?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)或某些特殊場(chǎng)合，常需要一些特種電源。牽引變流器用電力電子器件■電力電子器件的特征

◆處理電功率的大?。ǔ惺茈妷汉碗娏鞯哪芰Γ┮话愣歼h(yuǎn)大于處理信息的電子器件，是其最重要的參數(shù)，◆為了減小本身的損耗，提高效率，一般都工作在開關(guān)狀態(tài)?！粲尚畔㈦娮与娐穪?lái)控制,而且需要驅(qū)動(dòng)電路。

◆自身的功率損耗通常仍遠(yuǎn)大于信息電子器件，在其工作時(shí)一般都需要安裝散熱器。

牽引變流器用電力電子器件■電力電子器件實(shí)際應(yīng)用：由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和以電力電子器件為核心的主電路組成一個(gè)系統(tǒng)。

電氣隔離圖

電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用中的系統(tǒng)組成牽引變流器用電力電子器件■按照能夠被控制電路信號(hào)所控制的程度◆半控型器件

?器件的關(guān)斷由其在主電路中承受的電壓和電流決定?主要是指晶閘管（Thyristor）及其大部分派生器件?！羧匦推骷?通過(guò)控制信號(hào)既可以控制其導(dǎo)通、關(guān)斷。?目前最常用的是

IGBT和PowerMOSFET。

◆不可控器件?電力二極管（PowerDiode）?不能用控制信號(hào)來(lái)控制其通斷。牽引變流器用電力電子器件典型全控型器件■門極可關(guān)斷晶閘管在晶閘管問(wèn)世后不久出現(xiàn)。■20世紀(jì)80年代以來(lái)，電力電子技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新時(shí)代?！龅湫痛怼T極可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管。電力MOSFETIGBT單管及模塊牽引變流器用電力電子器件牽引變流器用電力電子器件（一）絕緣柵雙極晶體管IGBT1．IGBT簡(jiǎn)介復(fù)合型電力電子器件IGBT是絕緣柵雙極晶體管的簡(jiǎn)稱。它綜合了電力電子器件GTR的安全工作區(qū)寬、電流密度高、導(dǎo)通壓降低和電力電子器件MOSFET輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展很快，應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)展中。◆IGBT的特性和參數(shù)特點(diǎn)可以總結(jié)如下：

?開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小。

?在相同電壓和電流定額的情況下，IGBT的安全工作區(qū)比GTR大，而且具有耐脈沖電流沖擊的能力。

?通態(tài)壓降比VDMOSFET低，特別是在電流較大的區(qū)域。

?輸入阻抗高，其輸入特性與電力MOSFET類似。?與電力MOSFET和GTR相比，IGBT的耐壓和通流能力還可以進(jìn)一步提高，同時(shí)保持開關(guān)頻率高的特點(diǎn)。牽引變流器用電力電子器件牽引變流器用電力電子器件（一）絕緣柵雙極晶體管IGBT

(1)工作原理。IGBT是以金屬氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管為驅(qū)動(dòng)元件、GTR為主導(dǎo)元件的達(dá)林頓電路結(jié)構(gòu)器件。它相當(dāng)于一個(gè)由場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)GTR。IGBT的控制原理與MOSFET基本相同，IGBT的開通和關(guān)斷受柵極控制，N溝道型IGBT的柵極上加正偏置電壓，并且數(shù)值上大于開啟電壓時(shí)，IGBT內(nèi)的MOSFET的漏極與源極之間因此感應(yīng)產(chǎn)生一條N型導(dǎo)電溝道，使MOSFET導(dǎo)通，從而使IGBT導(dǎo)通。反之，如在N溝道型IGBT上加反偏置電壓，它內(nèi)部的MOSFET漏源極間不能感生導(dǎo)電溝道，IGBT就截止。牽引變流器用電力電子器件（一）絕緣柵雙極晶體管IGBT

(2)IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)電路。對(duì)IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路的基本要求可歸納為下列幾點(diǎn)：提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?，使IGBT能可靠地開通和關(guān)斷；提供足夠大的瞬時(shí)功率或瞬時(shí)電流，使IGBT能及時(shí)迅速建立柵控電場(chǎng)而導(dǎo)通；輸入、輸出延遲時(shí)間盡可能小，以提高工作頻率；輸入、輸出電氣隔離性能足夠高，使信號(hào)電路與柵極驅(qū)動(dòng)電路絕緣；具有靈敏的過(guò)電流保護(hù)能力?！鼍чl管（Thyristor）是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱，又稱作可控硅整流器（SiliconControlledRectifier——SCR），以前被簡(jiǎn)稱為可控硅?！?956年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室（BellLaboratories）發(fā)明了晶閘管，1957年美國(guó)通用電氣公司（GeneralElectric）開發(fā)出了世界上第一只晶閘管產(chǎn)品，并于1958年使其商業(yè)化?！銎涑惺艿碾妷汉碗娏魅萘咳匀皇悄壳半娏﹄娮悠骷凶罡?，而且工作可靠，因此在大容量的應(yīng)用場(chǎng)合仍然具有比較重要的地位。晶閘管及模塊牽引變流器用電力電子器件■晶閘管的結(jié)構(gòu)◆從外形上來(lái)看，晶閘管也主要有螺栓型和平板型兩種封裝結(jié)構(gòu)?！粢鲫?yáng)極A、陰極K和門極（控制端）G三個(gè)聯(lián)接端?！魞?nèi)部是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

圖2-7晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào)

a)外形b)結(jié)構(gòu)c)電氣圖形符號(hào)

牽引變流器用電力電子器件■靜態(tài)特性

◆正常工作時(shí)的特性

?當(dāng)晶閘管承受反向電壓時(shí)，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。

?當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。

?晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導(dǎo)通