任務(wù)1.3交流型電力機(jī)車控制基礎(chǔ)任務(wù)目標(biāo)任務(wù)內(nèi)容08課件

任務(wù)目標(biāo)

掌握交流電力機(jī)車變壓變頻及脈寬調(diào)制的相關(guān)知識。任務(wù)內(nèi)容1.交流型電力機(jī)車

2.交流傳動系統(tǒng)的組成3.脈寬調(diào)制原理任務(wù)1.3交流型電力機(jī)車控制基礎(chǔ)1.交流型電力機(jī)車

所謂交流型電力機(jī)車是指電力機(jī)車采用交流牽引電動機(jī)驅(qū)動的機(jī)車（含動車組、軌道交通等），根據(jù)供電不同有直-交型和交-直-交型兩種，目前鐵路以交-直-交型電力機(jī)車或動車組為主，而軌道交通車組則以直-交型驅(qū)動列車為主。（1）直-交型電力機(jī)車

接觸網(wǎng)（或第三軌）使用直流電壓為750V、1000V或1500V等不同電壓等級的直流電，直-交型電動列車采用直流供電，交流異步電機(jī)驅(qū)動，主要用途為城市軌道交通中的電動車組。任務(wù)1.3交流型電力機(jī)車控制基礎(chǔ)1.交流型電力機(jī)車

（2）交-直-交型電力機(jī)車

接觸網(wǎng)電源為交流電，由各種變流器供電的三相異步電動機(jī)作為牽引。交流異步牽引電動機(jī)在制造、性能、功能、體積、重量、成本、及可靠性等方面遠(yuǎn)比直流電機(jī)優(yōu)越得多。之所以交流異步牽引電機(jī)遲遲不能在電力機(jī)車上應(yīng)用，主要原因是調(diào)速比較困難。改變端電壓不能使這種電機(jī)在較大范圍內(nèi)改變速度，而只有改變電源的頻率才能達(dá)到目的。因此，只有當(dāng)電子技術(shù)和大功率晶閘管變流裝置得到迅速發(fā)展的今天，才能生產(chǎn)出交-直-交型電力機(jī)車。

交-直-交型電力機(jī)車采用三相異步電動機(jī)，根據(jù)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式可知，它的速度控制方式有三種方式，但在交流型電力機(jī)車的實(shí)際控制中，僅采用變壓變頻（即VVVF）的方式。HXD系列電力機(jī)車、CRH系列動車組等均采用這種方式對交流牽引電動機(jī)進(jìn)行控制。

任務(wù)1.3交流型電力機(jī)車控制基礎(chǔ)2.交流傳動的組成

交流型電力機(jī)車使用交流傳動系統(tǒng)。交流傳動系統(tǒng)主要由牽引變壓器、牽引變流器和交流電動機(jī)等組成，如圖1-3-1所示。其中牽引變流器包含四象限整流器、逆變器、中間直流環(huán)節(jié)及控制和保護(hù)電路。任務(wù)1.3交流型電力機(jī)車控制基礎(chǔ)2.交流傳動的組成

（1）四象限整流器

調(diào)速系統(tǒng)中“四象限”是以力矩和轉(zhuǎn)速為坐標(biāo)系所構(gòu)成的四個象限。即正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)運(yùn)行；正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動。四象限整流器可以調(diào)整輸入的功率，也可以將電動機(jī)回饋產(chǎn)生的能量反送到電網(wǎng)。

（2）逆變器

又稱負(fù)載側(cè)變流器。作用是利用6個開關(guān)器件組成橋式逆變電路有規(guī)律地通斷，得到任意頻率的三相交流電輸出。任務(wù)1.3交流型電力機(jī)車控制基礎(chǔ)3.脈寬調(diào)制原理

正弦脈寬調(diào)制法（SPWM）是將每一正弦周期內(nèi)的多個脈沖作規(guī)則的寬度調(diào)制，使其依次調(diào)制出相當(dāng)于正弦函數(shù)值的相位角和面積等效于正弦波的脈沖序列，形成等幅不等寬的正弦化電流輸出。等效原則是每一區(qū)間的面積相等。采用帶有SPWM（正弦脈沖寬度調(diào)制）控制的牽引變流器具有四象限運(yùn)行的功能。通過這樣的調(diào)制，可以實(shí)現(xiàn)直流電逆變成正弦交流電。目前SPWM波形的生成和控制多采用微機(jī)來實(shí)現(xiàn)。任務(wù)1.3交流型電力機(jī)車控制基礎(chǔ)任務(wù)目標(biāo)

掌握HXD3型電力機(jī)車主電路的組成。任務(wù)內(nèi)容1.

HXD3型電力機(jī)車主電路概述2.主電路的特點(diǎn)、組成任務(wù)8.1主電路系統(tǒng)概況1.HXD3型電力機(jī)車主電路特點(diǎn)

HXD3型電力機(jī)車為大功率交流傳動的貨運(yùn)機(jī)車。該車軸式為C0-C0，軸輸出總功率7200kW，最高運(yùn)行速度120km/h。機(jī)車電氣系統(tǒng)采用交-直-交傳動，軸控技術(shù)；采用IGBT水冷變流機(jī)組，1250kW大轉(zhuǎn)矩異步牽引電機(jī)，具有起動（持續(xù)）牽引力大、恒功率速度范圍寬、粘著性能好，功率因數(shù)高等特點(diǎn)。任務(wù)8.1HXD3型機(jī)車主電路2.HXD3型電力機(jī)車主電路組成HXD3型電力機(jī)車的主電路由網(wǎng)側(cè)電路