《动车辅助供电系统》ppt课件

1、引进动车组的九大关键技术牵引控制系统牵引电机制动系统牵引与辅牵引与辅助变流器助变流器牵引变压器转向架列车网络控制系统铝合金、不锈钢车体动车组系统集成动车组 辅助供电系统动车组辅助供电系统 辅助供电系统为动车组除牵引动力系统之外的一切用电设备提供电力，是动车组技术的重要组成部分。国内外各型动车组的辅助供电系统各有特征。本讲座详细引见动车组辅助供电系统的构成、功能、任务原理。 动车组 辅助供电系统主要内容 第一节 辅助供电系统构成与功能 第二节 CRH1动车组辅助供电系统 第三节 CRH2动车组辅助供电系统 第四节 CRH5动车组辅助供电系统 一、概述 第一节 辅助供电系统构成与功能 随着动车组技

2、术的开展和运输质量要求的提高，辅助供电系统的构造方式也逐渐多样化，总的来讲：功能逐渐添加，技术目的及可靠性的要求也越来越高。v 辅助供电系统具有以下特点 v 辅助供电系统的供电母线在动车组全列车贯穿。v 辅助供电系统的负载种类多，需求提供的电源规格多，布线复杂。 v 辅助变流器向轻量化、小体积开展，近年均采用IGBT元件和高频电力电子技术来提高效率和可靠性。动车组 辅助供电系统v辅助供电系统的构成 v 辅助供电系统的构造根据负载需求的电源规模来决议，动车组的辅助供电系统普通由辅助变流器、蓄电池、充电机等组成。v 辅助供电系统采用干线供电方式，为动车组上除牵引动力系统之外的一切用电设备供电。v

3、辅助变流器由输入滤波器、斩波器、逆变器、输出滤波器和控制单元组成，普通和牵引变流器安装在一个机箱中。v 蓄电池和充电机提供不停电的应急电源。 动车组 辅助供电系统v辅助供电系统功能 v 动车组是电力牵引列车，电力均来自AC25KV牵引供电电网，经受电弓进入牵引变压器原边绕组，再由牵引变压器的次级绕组或主变流器的直流环节进入辅助变流器。v 辅助供电系统为空气紧缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、空气调理系统、采暖、照明、旅客信息系统、控制、广播、列车无线等设备提供电源。v 上述负载要求辅助供电系统具有包括三相AC380V母线、AC220V母线、DC110V母线等输出。 动车组 辅助供电系统二、辅助

4、供电系统任务原理 根据任务原理可以将辅助供电系统分为两类：牵引变压器辅助供电绕组供电方式牵引变流器直流环节辅助供电方式。 动车组 辅助供电系统v牵引变压器辅助供电绕组供电方式 v 在这类辅助供电系统中，由牵引变压器的辅助供电绕组提供电源，具有代表性的为CRH2动车组。在CRH2动车组中，辅助供电系统由牵引变压器3次绕组的AC400V提供电源，AC25kV的高压电输入牵引变压器，经过降压变成AC400V，再输入辅助电源安装，经过处置后，从辅助电源安装输出4路交流和1路直流电源，为列车的各设备供电。 动车组 辅助供电系统CRH2动车组辅助供电系统任务原理表示图 v牵引变压器辅助供电绕组供电方式 动

5、车组 辅助供电系统v牵引变流器直流环节辅助供电方式 v 在这类辅助供电系统中，由牵引变流器直流环节提供电源，具有代表性的有CRH1动车组、 CRH5动车组。 CRH1动车组 AC25kV高压电经牵引变压器降压后输入牵引变流器，辅助供电系统由牵引变流器的直流环节1650VDC电压供电，经过处置后得到三相380VAC和110VDC两路电源，为列车的各设备供电。 动车组 辅助供电系统CRH1动车组辅助供电系统任务原理表示图 v牵引变流器直流环节辅助供电方式动车组 辅助供电系统v牵引变流器直流环节辅助供电方式 CRH5动车组 AC25kV高压电经牵引变压器降压后输入牵引变流器，辅助供电系统由牵引变流器

6、上的3600VDC中间直流环节电压供电，经过处置后得到三相380VAC，向一切三相负载提供电源，如空调系统、牵引系统通风和空气紧缩机等；另外，设置充电机提供直流电源。 动车组 辅助供电系统CRH5动车组辅助供电系统任务原理表示图 v牵引变流器直流环节辅助供电方式牵引变压器牵引变压器牵引变流器牵引变流器一、概述 第二节 CRH1动车组辅助供电系统 CRH1动车组以Regina型动车组为原型车，经过公司内部技术转移，由BSP公司在国内制造消费。动车组由8辆车组成，5动3拖，组成3个列车单元，每个列车单元都有其完好的380V交流辅助供电和110V蓄电池供电。编成后构造如下图。 动车组 辅助供电系统辅

7、助电源系统有三种不同的运转方式 n1.普通运转方式: 普通牵引开工况下，从25千伏电网获取电能。n2.回送方式: 是指在没有25千伏电网电压时以牵引电机作为发电机，仅提供牵引/制动所需的辅助三相电源和蓄电池充电电源。n3.外部电源供电方式 ：外部电力衔接器 CRH1在动车下分别设置一套辅助电源安装， CRH1动车组辅助供电系统任务原理图。 AC25kV高压电经设置在拖车上的牵引变压器8降压后输入相邻动车牵引变流器的网侧变流器单元LCM9 辅助变流器11由网侧变流器单元LCM9输出的直流环节1650VDC电压供电，经过处置后得到三相380VAC和110VDC两路电源，为列车负载设备提供电源。 动

8、车组 辅助供电系统 1. 受 电 弓 2. 接 地 开 关 3. 主 电 路 断 路 器 4. 电 压 测 量 变 压 器 5. 电 涌 放 电 器 6. 电 流 互 感 器 7. 线 路 滤 波 器 8. 主 变 压 器 9. 线 路 变 流 器 10. 电 动 机 表 流 器 11. 辅 助 变 流 器 12. 滤 波 器 /变 压 器 13. 切 换 触 点 14. 外 部 三 相 电 源 15. 牵 引 电 机 16. 受 电 弓 切 断 开 关 20. 电 池 充 电 器 21.电 池 开 关 22.电 池 23.电 池 触 点 CRH1动车组辅助供电系统任务原理图1. 受电弓1.

9、接地开关1. 主电路断路器1. 电压丈量变压器1. 电涌放电器1. 电流互感器1. 线路滤波器1. 主变压器1. 网侧变流器10.电动机变流器11.辅助变流器12.滤波器/变压器13.外电源切换触点14.外部三相电源15.牵引电机120.电池充电器121.电池开关122.电池123.直流供电触点 在每一个动车上设有一个辅助逆变器和滤波安装。 辅助逆变器输出经过隔离变压器和接触器同列车三相供电母线相衔接。 辅助供电系统的缺点形状和冗余措施的控制可以经过列车控制管理系统TCMS进展监视和控制。 列车过分相的短暂过程中，辅助系统可不断电维持正常运转(此时牵引电机做再生制动维持系统中间电压)。 辅助系

10、统外接供电时采用3380V, 50Hz地面电源。 即使蓄电池完全放电，外接电源也可以启动蓄电池充电功能。动车组 辅助供电系统 当外接三相电源同车内三相母线衔接后，车内辅助逆变器立刻断开。外接电源插座的位置为每个根本单元车组中的拖车每侧一个。 每一个根本单元车组有两个充电器和两组蓄电池。两个充电器和两组蓄电池都同蓄电池母线相连。充电器和蓄电池设置于动力车Mc和M内。 蓄电池充电器将辅助电源三相电压转化为110V DC电压。蓄电池电压经过110V DC母线传输，母线同充电器和蓄电池相连，防止产生环流，在蓄电池与母线连线上设有一个功率二极管，从而防止经过母线向其充电。动车组 辅助供电系统vCRH1端

11、外部电力衔接器 v 每个前端车有一个125A (IEC) 的插头 车端衔接器车端衔接器动车组 辅助供电系统v车侧边外部电力衔接器(8个衔接器设计适用一切125A输入 )v 每辆TP车的两侧有一个KC20的插座、v 每辆TB车的两侧有两个KC20的插座。 MC1TP1M1M3TBM2TP2MC2衔接器衔接器动车组 辅助供电系统n辅助电源系统的框图如下图，其中心是静止变流安装，主要的功能单元有：n1交流部分：辅助逆变器、3-相变压器、3-相滤波器、接地缺点指示、三相外部电源衔接接触器、三相外部电源相序监视逻辑；n2直流部分：电池充电器、电池、用于电源总线分配的接触器。n3两条贯穿整列车的公共电源母

12、线：一是辅助逆变器并联供电的公共3相交流母线；另一条是蓄电池充电器并联衔接的公共蓄电池电压母线。 逆变器箱 过滤器箱 反馈给 DCU/A 电压互感器 三相滤波电感 三相变压器 三相分离接处器 3x400v,50Hz 带中性线供电 辅助逆变器 牵引 DC-连接 前充电单元 三相滤波电容 三相滤波电容 电池充电器模块 电池电流测量 110vDC 供电 电池 二、技术目的 辅 助 逆 变 器 的 义 务 是 输 出 三 相 电3220/380V, 50Hz，并将其供应到列车上一切的交流负载。辅助逆变器的主要负载如下： 动车组 辅助供电系统 l列车采暖 l 通风与空调系统 l变流器和变压器的冷却 l蓄

13、电池充电器辅助逆变器的技术目的为：辅助逆变器的技术目的为： l输出电压 3220/380V,5% l输出电压中谐波的最大含量 10% l频率 50Hz,1.0% l一个逆变器的最大输出功率 147 kW, cos = 0,88 l 总 体 尺 寸 ( 高 / 长 / 深 )350/410/810mm l分量90kgvCRH1动车组辅助供电系统设备与容量 CRH1设计人员计算了8种不同工况下的供电系统容量。 1正常运转 正常运转形状下，冬季和夏季的用电需求功率、视在功率和无功功率列于下表。冬季负荷夏季负荷需求功率视在功率无功功率需求功率视在功率无功功率673kW378kVA82kVAr491 k

14、W576 kVA301 kVAr8种不同工况下的供电系统容量。 2一个ACM发生缺点 当一个ACM发生缺点时，控制系统将自动将供电系统转换到“一个ACM发生缺点方式：普通负载正常任务，5辆车客室的空调HVAC功率减小一半，其他三辆车客室的空调HVAC循环交替的全功率任务。 这种情况下的冬季和夏季的用电需求功率、视在功率和无功功率列于下表。冬季负荷夏季负荷需求功率视在功率无功功率需求功率视在功率无功功率544kW551kVA82kVAr414 kW482 kVA247 kVAr8种不同工况下的供电系统容量。 3至少有两个ACM可用 当两个或者三个ACM发生缺点时，控制系统将自动将供电系统转换到“

15、至少两个ACM可用方式：七辆车的客室HVAC(除了用于废排风扇的)断开，司机室空调在没有司机的车辆中断开，一切强迫通风的电加热器断开。 冬季负荷夏季负荷需求功率视在功率无功功率需求功率视在功率无功功率247kW258kVA76kVAr226 kW267 kVA142 kVAr8种不同工况下的供电系统容量。 4400V总线上发生短路 在400V总线上发生短路时，控制系统将自动将供电系统转换到“400V总线上发生短路方式：发生短路车辆的一半负荷将断开在短路处，车辆另一半负荷的客室HVAC的供电量减少一半。 当短路发生在MC2、TP2 、M2线路时，冬季和夏季的用电需求功率、视在功率和无功功率列于下

16、表。冬季负荷夏季负荷需求功率视在功率无功功率需求功率视在功率无功功率304kW310kVA59kVAr240 kW279 kVA142 kVAr8种不同工况下的供电系统容量 当400V总线上短路发生在MC1、TP1、 M1、 M3、 TB线路时，冬季和夏季的用电需求功率、视在功率和无功功率列于下表。 冬季负荷夏季负荷需求功率视在功率无功功率需求功率视在功率无功功率193kW198kVA45kVAr158 kW186 kVA97 kVAr8种不同工况下的供电系统容量 5回送时由外部三相电缆供电 当列车处于回送形状无受电弓，由车辆经过前端的外部供电插头供电时，采用“回送时由外部三相电缆供电方式：负

17、载为一切的蓄电池充电器限电、不受控制的负荷(不能断开的负荷)、一个空气紧缩机。 这种情况下的冬季和夏季的用电需求功率、视在功率和无功功率列于下表。冬季负荷夏季负荷需求功率视在功率无功功率需求功率视在功率无功功率53kW63kVA35kVAr47 kW58 kVA35 kVAr8种不同工况下的供电系统容量 6回送时由牵引电机发电 当列车处于回送形状无受电弓，由车辆牵引发电机处于制动形状再生供电时，采用“回送时由牵引电机发电方式：负载为全部的蓄电池充电器、防寒除了客室内水箱、不受控制的负荷不能断开的负荷、司机室空调、一个空气紧缩机。 这种情况下的冬季和夏季的用电需求功率、视在功率和无功功率列于下表

18、。冬季负荷夏季负荷需求功率视在功率无功功率需求功率视在功率无功功率103kW109kVA36kVAr50 kW62 kVA35 kVAr8种不同工况下的供电系统容量 7牵引其它车并提供其三相电源 当本列车牵引另一列动车组并向其提供电能时，采用“牵引它车并提供其三相电源方式，其根本情况与 “一个ACM发生缺点方式一样：普通负载正常任务，5辆车客室的空调HVAC功率减小一半，其他三辆车客室的空调HVAC循环交替的全功率任务。8种不同工况下的供电系统容量 8.外电源供电 当动车组同任一拖车的外部电源插头相连，采用“外电源供电方式：防寒除了客室区脚蹬加热器和水箱、蓄电池充电器限电、不受控制的负荷 不能

19、断开的负荷、单负载最高负荷时可操作。 冬季负荷夏季负荷需求功率视在功率无功功率需求功率视在功率无功功率75kW78kVA24kVAr56 kW65 kVA33 kVAr三、 380VAC辅助供电系统任务原理 v 380VAC辅助供电系统的任务原理图。v 辅助逆变器单元ACM同网侧变流器单元LCM的输出直流环节1650VDC衔接，它的义务是将输入的1650VDC经过逆变得到220/380V, 50Hz三相交流输出。辅助系统经过MVB与车辆控制单元通讯。v ACM为三相两电平IGBT逆变器，产生所需求的三相输出电压。包括滤波器电容、门驱动单元GDU、电压和电流传感器及控制单元等。v 三相输出滤波器

20、包括一个三相电抗器和一个三相电容器，可将辅助逆变器产生的谐波成份过滤掉。三相隔离变压器将辅助电源和用电设备隔离。动车组 辅助供电系统 CRH1动车组380VAC辅助供电系统外控外控电池电池1650v直流直流直流电直流电流检测流检测交流电交流电流检测流检测给给MVB的信号的信号光耦隔离光耦隔离IGBTDCU温温度检测度检测门驱动门驱动v380VAC辅助供电系统v 在ACM中设有一个电源安装，为控制单元(DCU)、门驱动单元GDU及电压和电流传感器供电。v GDU的主要义务是控制大功率器件IGBT的开与关。当电源出现缺点或IGBT出现短路过流时，GDU可将IGBT断开。GDU还可检测其本身的电源。

21、v 控制单元(DCU)经过光纤向GDU传输信号，使系统具有较高的抗电气干扰才干。v ACM采用空间矢量调制法控制。为了在起动和接上较大负载时到达最好的控制效果，采用恒定的电压频率比控制，直到到达额定电压为止。辅助电源三相电压的幅值经过检测相电压实践值进展反响控制。 动车组 辅助供电系统MCM, IGBT 变流器组成GDU Gate DriveUnitOpto fibre signalFrom/To MCMControl UnitUVWU相IGBT-模块DC +DC -+ 24 V DC0 V DC+ 24 V DC0 V DC220V电压380V电压W相V相光纤信号From/To MCMCon

22、trol UnitGDU门驱动单元IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘门两极晶体管GDU = Gate Drive Unit 门(Gate)驱动单元nIGBT表示符号nGDU控制门 CollectorEmitterGateGDU电源电源发射极发射极门极门极集电极集电极螺钉螺钉软件接口软件接口光输出光输出光输入光输入3-DCU信信号号U相输出相输出高电平高电平IGBT模块模块U相模块相模块GDU开开GDU关关IGBT模块任务方式模块任务方式1动车组 辅助供电系统3-DCU信信号号U相输出相输出低电平低电平IGBT模块模块U相模块相模块GDU开开GD

23、U关关IGBT模块任务方式模块任务方式2动车组 辅助供电系统v380VAC辅助供电系统v ACM采用基于微处置器的控制单元。辅助逆变器单元同牵引变流器一同，安装在同一个机箱内。变压器和滤波器箱内有隔离变压器、滤波器、主接触器和系统接地等。辅助逆变器、滤波器和变压器的冷却系统同牵引变流器的冷却系统合为一体。v 辅助供电系统具有完善的缺点诊断和维护功能。出现缺点时，辅助逆变器接触器可以将辅助逆变器断开。每个三相电源系统都高电阻接地。这种衔接都在每个三相辅助系统的“0 V和车体之间。该衔接置于每个根本单元车组的拖车内。假设出现一处接地缺点，不影响辅助系统供电。v 设一个控制继电器，监控辅助系统和车体

24、之间的电阻。三相母线设置接地开关，接地开关包含在根本联锁系统中。 动车组 辅助供电系统v110VDC辅助供电系统 v 110VDC辅助供电系统任务原理表示图。v 充电器20和蓄电池22设置于动力车Mc和M内。v 蓄电池充电器20将辅助逆变器11输出的三相380VAC电压转化为110VDC电压后，一路衔接列车110VDC母线，另一路给蓄电池充电。v 蓄电池充电器是一个IGBT变流器，任务原理图。 动车组 辅助供电系统 CRH1动车组110VDC辅助供电系统充电器充电器辅助逆变器滤波器/变压器蓄电池蓄电池直流供电触点CRH1蓄电池充电器电路原理冷冷却却输入输入滤波滤波软启动整软启动整流控制板流控制

25、板整流整流+滤波滤波逆变逆变门控门控变压变压整流整流+滤波输滤波输出出供电供电模块模块控制控制模块模块动车组 辅助供电系统vCRH1蓄电池系统的组成 v CRH1动车组蓄电池系统正常形状下，向列车内的控制系统、应急照明、应急通风、无线电等系统供电。v 蓄电池系统包括五个蓄电池和五个充电器，均与主蓄电池总线并联衔接。v 蓄电池采用镍镉电池，运用容量为200安培小时。即使在蓄电池总线阴极和阳极之间出现短路时也可以任务。v 与主蓄电池总线并联有两条较小的蓄电池线。这两条线的功能是：提供启动电路和应急电路。1.电池箱2.熔断器3.电池开关4.充电机5.电池触点6.插座7.接地电阻8.接地继电器9.紧急

26、供电开关11.二极管前往前往n如下图，电池经过熔断器和隔分开关与电池充电器并联接到电池母线上，电池接触器1控制整个直流母线。n蓄电池接触器1闭合后能将蓄电池和电池充电器衔接到电池母线上，假设要激活TCMS系统，该接触器必需闭合；n蓄电池接触器2闭合后可给旅客信息显示屏及旅客电源插座板的DC/AC逆变器供电，假设外部电源中断，该接触器在蓄电池紧急供电2分钟后断开；n蓄电池接触器3闭合后向牵引变流器的控制计算机供电，假设外部电源中断，该接触器在蓄电池紧急供电30分钟后断开。如下图如下图一、概述 第三节 CRH2动车组辅助供电系统 CRH2动车组以E2-1000型动车组为原型车，经过全面引进设计制造

27、技术，由四方股份公司在国内制造消费。动车组由8辆车组成，其中4动4拖；首尾车辆设有司机室，可双向驾驶，编成后构造如下图。 动车组 辅助供电系统 动车组在1号、8号车分别设置一套辅助电源安装APU，为空气紧缩机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供电源；在2、4、6号车上设有蓄电池箱。 CRH2辅助供电系统与用电设备组成的方框图 动车组 辅助供电系统 CRH2车组辅助供电系统由牵引变压器3次辅助绕组提供电源，采用干线供电方式，按各电源系统贯穿全列车。和牵引变压器3次线圈直接衔接的系统中，衔接有空调安装、换气安装以及ATP主控电源。辅助电源安装APU的输入为400V，该设备作为电源向以下五个系统提

28、供电源：动车组 辅助供电系统非稳定单相AC100V系统；稳定单相AC100V系统；稳定单相AC220V系统；稳定三相AC400V系统；稳定DC100V系统。 CRH2辅助供电系统: 非稳压单相AC100V系统，由辅助变压器ATr仅将牵引变压器辅助绕组的AC400V电压直接降压至AC100V，向热水器的加热器等允许电压变动的负荷供电。 稳压AC100V、AC220V系统和稳压DC100V系统，运用辅助电源安装与AC400V实现隔离，并且降压和稳压。 稳压三相AC400V与牵引系统相关的辅助设备牵引变压器、牵引变流器、牵引电机用各送风机等衔接。 稳压DC100V系统向车辆的控制电源、车厢照明、蓄电

29、池等供电。 动车组 辅助供电系统CRH2动车组辅助供电系统图 CRH2辅助供电系统: 辅助供电系统采用冗余设计，在动车组上安装2台牵引变压器，其辅助绕组输出至辅助电源安装APU的AC400V电压分别供电给4节车厢。 当一台牵引变压器缺点时，为了使另一台正常运转，牵引变压器可以经过辅助绕组向8节车厢供电，设置了用于切换的辅助绕组电源感应回路。 当辅助绕组电源切换后，空调安装半功率运转。相邻单元具有相互援助功能，在动车组上安装2台辅助电源安装，一台辅助电源安装供应4节车厢所需辅助用电。动车组 辅助供电系统 CRH2辅助供电系统: 当一台辅助电源安装发生缺点时，为了使另一台正常运转的辅助电源安装可以

30、向8节车厢供电，设置了用于切换的扩展供电回路。辅助电源安装的输出容量的设计可以在缺点时用一台正常运转的辅助电源安装向整列车供电。因此，当一台辅助电源安装缺点时无需减少负荷。 辅助系统设有完善的平安接地措施以及自诊断功能和缺点维护功能。在列车信息控制系统和辅助电源安装之间设置自诊断功能接口，由列车信息控制系统实施。 动车组车外车体侧面装有衔接外部电源的插座AC400V、单相、50Hz，M2车2号车及6号车上各有一处。车辆检修基地设置有外部电源，可供辅助电路的任务。动车组 辅助供电系统二、技术目的 动车组 辅助供电系统v 方式 v 电路方式：单相桥式脉冲整流器v 三相桥式逆变器方式； v 控制方式

31、：逆变器稳压控制方式； v 冷却方式：强迫风冷方式。 v 输入额定值 v 额定电压：单相； v 电压变动范围：延续，v 分钟。 v 方式 v 辅助电源安装： ；v 辅助整流器： 。 二、技术目的 动车组 辅助供电系统v 输出额定值 v 额定容量：； v 负载程度：延续，输出秒，输出秒； v 负载功率因数：延迟； v 输出类别 CRH2辅助电源安装APU输出种类 类别类别交流交流3相相交流单相交流单相直流直流(辅助整流器箱辅助整流器箱内置内置ATr(不稳定输出不稳定输出额定电压额定电压AC400VAC400VAC100VAC100VAC220VAC220VDC100VDC100VAC100VAC

32、100V额定输出额定输出123kVA123kVA12kVA12kVA12kVA12kVA58kW58kW22kVA22kVA电压精度电压精度+10%+10%-10%-10%同左同左同左同左+10%+10%-10%-10%+26%+26%-41%-41%频率频率50Hz50Hz1%1%同左同左同左同左50Hz50Hz失真率失真率5%5%以下以下ACAC输出电输出电压瞬间变动压瞬间变动ATrATr除外除外+5%+5%、-5%-5%AC400VAC400V输出输出输入电压输入电压AC400VAC400V，负载变动在，负载变动在70%70%100%100%电压瞬间变动电压瞬间变动时的稳定时间时的稳定时

33、间1 1个循环个循环20ms20ms以下以下其他其他效率在效率在90%90%以上以上* *输入电压输入电压-37%-37%时、时、ATAT电压精度电压精度-41% -41% 二、技术目的 动车组 辅助供电系统v 运用条件 v 环境温度：外界温度； v 控制电源 v 1额定电压：；v 2电压变动范围：；v 3所需容量：，起动时 毫秒。二、技术目的 动车组 辅助供电系统v 温度上升范围 v 输入交流电抗器，：v 通风温度；v 输出交流电抗器：v 通风温度；v 变压器：通风温度；v 变压器：通风温度；v 变压器：通风温度；v 辅助变压器r：通风温度。v 注的线圈绝缘部耐热为时，允许上升温度为。 二、

34、技术目的 动车组 辅助供电系统v 耐电压 v 主电路输入：额定电压：；v 输出：v 额定电压：；v 输出：v 额定电压：；v 输出：v 额定电压：；v 输出：v 额定电压：；v 控制电路：额定电压：。三、任务原理 本辅助电源安装APU向辅助电路、蓄电池、荧光灯等供电；输出DC100V向插座、效力设备等供电；输出AC100V和AC220V向牵引系统的相关通风机输出三相AC400V的电源安装，安装在车体地板下侧。其内还设有向电热器等供电的AC100V电源用辅助变压器ATr。动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU任务原理 v 辅助电源由辅助电源安装APU和辅助整流器ARf两个安装组成，图中上方虚线

35、框内是辅助电源安装的功能方块图，下方虚线框内是辅助整流器的功能方块图。 CRH2辅助电源功能方框图 辅助电源安装辅助整流器前往前往三、任务原理 动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU任务原理 v牵引变压器 v 引变压器将架线电压25kV 变换成辅助电源安装的输入电压AC400V，同时也担负辅助电源安装对架线的绝缘作用。 v输入滤波回路 v 输入滤波回路是降低从架线流入到脉冲整流器/逆变器上的高频电流。vIGBT 脉冲整流器 v 脉冲整流器将牵引变压器的单相交流输出电压变换成直流的恒定电压。控制方式运用了大容量IGBT的脉宽调制方式PWM。 如下图如下图三、任务原理 动车组 辅助供电系统v辅助

36、电源安装APU任务原理 vDC 环形回路 v 滤波电容器将稳定的直流电压供应给后段的逆变器。 vIGBT 逆变器 v 逆变器将直流电压变换成为恒频恒电压的3 相交流电压。 vAC 滤波回路 v AC 滤波回路降低逆变器输出电压中的由于切换所产生的高频电压、使其输出畸变很小的正弦波。v输出接触器 v 输出接触器3phMK 担负切断和辅助电源安装间的负荷的作用。 如下图如下图三、任务原理 动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU任务原理 v辅助整流器ARf v 1二极管整流电路v 整流电路经过二极管3 相全桥电路将APU的AC400V 输出电压进展变换、供应DC100V 电压。v 2可调电阻v 可

37、调电阻使直流输出电压具有如下图的下垂特性。如下图如下图三、任务原理 动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU任务原理 v辅助整流器ARf v2可调电阻v 可调电阻使直流输出电压具有如下图的下垂特性。动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU任务电路原理 v APU由APU输入辅助整流器、PWM三相输出逆变器、逆变器输出变压器、CVCF(稳压稳频)输出变压器、辅助变压器等构成。v辅助整流器柜由整流器变压器、辅助整流器构成。 辅助电源安装APU电路表示图辅助电源安装的接线图输入输入部分部分接线接线图图输出输出部分部分接线接线图图动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU任务原理 v APU的输入电源是

38、牵引变压器辅助绕组输出的AC400V，经过可控硅混合电桥变换成为直流电。该直流电经过PWM三相逆变器变换成为交流电，经过逆变器输出变压器提供AC400V三相50Hz电源。v CVCF输出变压器将AC400V三相电源变换成单相AC220V、AC100V的稳压电源。v 辅助变压器将牵引变压器辅助绕组的AC400变换成另一单相AC100V电源。v 辅助整流器箱运用整流器变压器将APU的400V三相电压输出变压后，经过三相全波整流器，输出DC100V。v 动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU任务原理 v 辅助整流安装采用自冷式，由整流器变压器、整流二极管单元、用于实现输出电压下降特性的电阻等构成。

39、v 动车组上清扫用电源插座运用AC220V,在每辆车上配置2个，不设DC24V及DC36V的直流电源插座。辅助电源安装的输出满足JIS E 6402。 v 动车组车体侧面装有衔接外部电源的插座AC400V、单相、50Hz，M2车2号车及6号车上各有一处。车辆检修基地设置有外部电源，可供辅助电路的任务。动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU动作阐明v动作阐明 1起动条件l 控制电源有DC100V见 。l 无重缺点轻缺点。l 脉冲整流器的输入电压在AC250V50Hz以上。l 耐压实验衔接器在运转的位置上。前往前往接通IVK2接通IVK1接通ACK1脉冲整流器输入电压接通脉冲整流器闸控接通脉冲整

40、流器闸控脉冲整流器输出电压动车组 辅助供电系统2起动动作 l供应控制电压后1 秒钟对CPU 进展初始化(见的脉冲)并接通ACK1见 l脉冲整流器输入电压在250V 以上时作为架线电压确立、接通逆变器接触器IVK2、经过充电电阻对滤波电容器进展初期充电见 l 接通IVK2，2 秒钟后接通IVK1、不用充电电阻对滤波电容器进展直接充电见 。 l 接通IVK1，2 秒钟后断开IVK2、接通脉冲整流器的闸控。见 。如下图如下图前往前往动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU动作阐明续v l 逆变器的输入电压脉冲整流器的输出电压到达DC600V 时作为输入电压确立，1 秒钟后接通逆变器的闸控。见vl 接

41、通逆变器的闸控0.3 秒钟后、逆变器的输出电压到达AC400V。 见vl 接通IVK1，1秒钟后接通3phMK，输出交流电。如下图如下图动车组 辅助供电系统v 辅助电源安装APU动作阐明v 3运转形状的显示v CPU 初始化后、在基板的LED 上显示下面运转形状。v l H-00： CPU 初始化后、或静态逆变器SIV 停顿一切的开关、闸控都在未接通的形状。v l H-10： 接通IVK2 的形状。v l H-20： 接通IVK1 的形状。v l H-30： 接通脉冲整流器闸控的形状。v l H-40： 逆变器输入电压确立的形状DC600V 以上。v l H-50： 接通逆变器闸控的形状。如下

42、图如下图动车组 辅助供电系统v 辅助电源安装APU动作阐明v 在H-50 形状下,最初显示H-50 ，v 然后顺序地显示以下的值。v 交流输出相电流：IU,IV,IW；v 交流输出线间的电压：UV,VW,WU；v 输出频率：F；v 架线电压：L；v 脉冲整流器输出电压：VC；v 脉冲整流器输入电压：CI。v 以上显示完成后，依然显示H-00 如下图如下图动车组 辅助供电系统v 辅助电源安装APU动作阐明v 4停顿条件v l 控制电源无DC100V 时。v l 有轻缺点、重缺点时。v l 耐压实验衔接器不在运转位置时。v 5停顿动作v 有停顿条件时，停顿以下的全部控制信号：v IVK1 接通讯号

43、、脉冲整流器接通讯号、逆变器接通讯号、3phMK 接通讯号。动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU动作阐明v维护阐明 v 1维护的种类v APU 的维护根据有无再起动分为轻缺点和重缺点两大类。 维护的种类维护的种类动动 作作轻缺点轻缺点APU 停顿后进展自动重新启动。监视发生轻缺点后停顿后进展自动重新启动。监视发生轻缺点后60 秒秒钟以内能否发生第二次轻缺点，不发生的情况下那么中钟以内能否发生第二次轻缺点，不发生的情况下那么中止监视继续进展通常的动作。止监视继续进展通常的动作。重缺点重缺点APU 停顿，不自动重新启动。停顿，不自动重新启动。动车组 辅助供电系统v辅助电源安装APU缺点维护任务

44、原理 v 动车组沿袭原型车的设计，各供电系统上均设置有各自独立的接地开关。在列车信息控制系统和辅助电源安装之间设置自诊断功能接口，由列车信息控制系统实施。v辅助电源安装的缺点维护功能有20项： l 输入过电流CONVOCD l 变流器过压INVOVD l 变流器过流INVFO l 变流器过载IAOC l 输出过压ACOVD l 输出低电压ACLVD l 输出短路ACOSC l 检测接地GFD动车组 辅助供电系统n辅助电源安装的缺点分类n重缺点1：8项n重缺点2：3项n轻缺点：9项辅助电源安装的缺点检测图动车组 辅助供电系统vDC100V系统任务原理 v 辅助整流器箱运用整流器变压器将APU的4

45、00V三相电压输出变压后，经过三相全波整流器，输出稳压DC100V，向车辆的控制电源、车厢照明、蓄电池、插座、效力设备等供电。 v DC100V系统可由102、103线两条线供电。v 通常是由103线供电，架线停电时，经过操作应急灯切换接触器，将电源由103线切换到102线的同时，即可向广播安装，应急灯等最低限制所需的设备供电。 DC100V系统任务原理动车组 辅助供电系统vCRH2蓄电池的根本参数 v CRH2动车组采用阴极吸收式铅酸蓄电池，蓄电池额定容量为100Ah20h放电率；v 列车无线系统采用镉镍蓄电池，蓄电池额定容量为60Ah5h放电率全列共设5组控制蓄电池(整列进口、散件组装和国

46、产化阶段前17列车共设3组控制蓄电池)，蓄电池组容量可维持应急用电量两小时。动车组 辅助供电系统CRH2蓄电池箱蓄电池箱动车组 辅助供电系统v实验阐明 v 实验规格适用JIS E6402，实验工程表辅助电源安装实验工程 序号序号实验工程实验工程方式实验方式实验验收检验验收检验构造检查、接线检查构造检查、接线检查绝缘电阻的丈量及绝缘强度实验绝缘电阻的丈量及绝缘强度实验操作电路及维护动作确实认实验操作电路及维护动作确实认实验稳定特性实验稳定特性实验起动实验起动实验输出电压波形摄影输出电压波形摄影 负载变动实验负载变动实验电源急变实验电源急变实验电压中断、再增压实验电压中断、再增压实验效率测定效率测

47、定 噪音实验噪音实验 温度上升实验温度上升实验 输出短路实验输出短路实验 输出调整的丈量输出调整的丈量 振动实验振动实验 分量丈量分量丈量 施加干扰实验按照施加干扰实验按照 洒水实验洒水实验 不平衡负载实验不平衡负载实验 一、概述 第四节 CRH5动车组辅助供电系统 CRH5动车组以SM3型动车组为原型车，动车组由8辆车组成，其中5辆动车3辆拖车，分成两个动力单元，一个动力单元由3个动车和1个拖车M-M-T-M组成，另一个动力单元由2个动车和2个拖车T-T-M-M组成，首尾车辆设有司机室，可双向驾驶，编组后构造如下图。 动车组 辅助供电系统一、概述 CRH5动车组辅助供电系统由辅助变流器、蓄电池、充电机等组成，每列车设有5台辅助变流器，每辆动车一台，和牵引变流器安装在一同，每列车设8组蓄电池和电池充电机，每辆车一套。 AC25kV高压电经设置在拖车上的牵引变压器降压成1770V后，输入每辆动车中的牵引变流器。 辅助变流器将牵引变流器DC3600V的中间直流电压变换成AC380V后，为空气紧缩机、冷却