牵引辅助变流器技术方案说明书

1、牵引辅助变流器技术方案说明书时速200公里动车组工程牵引辅助变流器技术方案说明书永济新时速电机电器有限责任公司2022年11月12日第1页共7页牵引辅助变流器技术方案说明书牵引辅助变流器技术方案说明书?时速200公里动车组工程-牵引辅助变流器采购意向铁路应用机车车辆用电力变流器振动和冲击试验电磁兼容性-总那么电磁兼容-车辆设备绝缘的协调性车辆对于电气危险的防护标准车辆用电气设备牵引系统的电力供给EN60077-1通用维护条件TB/T1333.1-2022铁路应用机车车辆电气设备第1局部：一般使用条件和通用规那么EN60310铁路应用车载牵引变压器和电感器3依据的技术标准AX0000006426

2、9牵引、方向、速度限制器技术标准C版本AY00000001332牵引、辅助系统技术要求C版本AY00000001333牵引、辅助系统技术描述B版本2442DT牵引辅助变流器技术描述4技术描述与主要技术参数根据AY1332AY1333技术标准中描述的牵引特性、制动特性、辅助系统的技术要求,对牵引辅助变流器的技术方案描述如下：4.1概述在周围环境温度为40c和接触网电压大于或等于22.5kV的条件下,每台牵引辅助变流器能够同时给两台牵引电动机提供550kW勺功率,满足动车组的电气牵引和制动特性一再生制动接触网吸收能量时或电阻制动过分相时一以及辅助系统供电.牵引辅助变流器主要包括：- 2个四象限变流

3、器4QC侪4QC2,给2个牵引逆变器和1个辅助变流器供电.-2个三相逆变器INV-TRAZ俐INV-TRAZ2,每个给一个异步牵引电动机- 2个制动斩波器CHF1和CHF2,当列车在过分相区制动时,能够将能量消耗在制动电阻上.第2页共7页牵引辅助变流器技术方案说明书1工程来源EN50125-1铁路应用设备环境条件第1局部：车载设备与长客股份签订的书?2引用标准EN50207(2000)EN61373(1999)EN50121-1(1997)EN50121-3-2(2000)EN50153铁路应用EN50155铁路应用EN50163铁路应用-1个辅助变流器CH-INVAUX,给辅助负载提供400

4、VAC和50Hz的电源.- 1个牵引限制单元TCU,限制四象限变流器、制动斩波器和牵引逆变器的IGBT,实现符合技术标准合同要求的动态性能的转矩和功率限制.-牵引限制单元通过电压和电流传感器监控牵引变流器工作状态,以调节牵引电动机在牵引和电空制动时的输出转矩.- 1个辅助限制单元ACU,限制辅助变流器的IGBT,为辅助负载提供400VAC-50Hz三相交流电压.牵引辅助变流器的IGBT器件集成在5个功率模块中：-2个相同的四象限功率模块,每一个模块是一个四象限变流器,包含8个600A的IGBT和相应的反并联二极管.-2个相同的逆变斩波功率模块,每一个模块是一个牵引逆变器和一个制动斩波器,包含7

5、个600A的IGBT和相应反并联二极管.-第五个模块是辅助功率模块包括：-4个1200AIGBT,执行2个单相逆变器的功能.-2个600AIGBT和8个二极管,执行整流器和谐振的功能.-6个1200AIGBT和相应的反并联二极管,执行辅助逆变器的功能.4.2冷却系统通过安装在模块上的散热板内冷却剂水和乙二醇混合物的循环,实现IGBT和二极管的冷却.冷却剂循环流入热交换器中时将热量释放到周围的环境中.空气从车辆的侧边通过2个风扇流入热交换器,通过牵引服变流器下部的风道喷到路基上.冷却系统是由以下部件组成的：- 1个热交换器- 1个泵- 2个风扇- 1个膨胀水箱还有以下附件：- 2个快速接头- 1

6、个平安阀- 1个别离通风装置- 1个水填充系统- 1个温度传感器- 1个压力传感器冷却系统的每一个部件均能容易的在变流器下部进行检修与维护操作.冷却剂液面指示能够通过车厢旁边显示；压力传感器和温度传感器是提供限制和调节冷却系统的信号.冷却管路的温度限制标准是由TCUft照文件中描述所限制的.1.1.1泵的参数电压380VAC50Hz三相电压变化范围380VAC10%电压失真10%TCU实时检测和监控泵的工作状态.1.1.2电机风扇参数第3页共7页牵引辅助变流器技术方案说明书电机风扇为双速电机风扇,其功能是提供通过热交换器的空气流.低速运行的目的是牵引/辅助变流器工作在减功工况下例如,到站停车时

7、,减少噪声.牵引/辅助变流器电机风扇是由TCU空制的.电动机风扇主要技术参数：电压380VAC50Hz三相电压变化范围380VAC10%电压失真10%4.3四象限变流器输入阶段是由2个IGBT四象限变流器组成的,在电制开工况下能将电能反馈给接触网.由牵引变压器的2个次边绕组提供电压,限制并稳定中间直流电压到达要求值.两个四象限变流器,相位差为180,能够从接触网吸收功率因素接近1的电流或者在电制动期间提供电流.每个IGBT功率模块是由相同的模式组成的全控桥电路.这两个全控桥的输出是并联的,能将牵引变压器次边单相交流电压1770Va.转换为稳定直流电压.主要技术参数：类型：强迫关断两个全控桥并联

8、连接功率半导体器件：600A/6500VIGBT包括反并联的二极管,模块绝缘电压9.5kV冷却液：水和乙二醇混合溶液输入电压：2X1770VAC输出电压：3200-3700VDCIGBT工作频率：250Hz4.4牵引逆变器三相逆变器是把中间直流电压变换为三相交流电压供给相应的异步牵引电动机.电压值和频率根据牵引电动机的转速而进行调节变化；逆变器能进行从电气牵引到电气制动的转换.主要技术参数：类型：两级三相逆变器功率半导体器件：600A/6500VIGBT包括反并联的二极管,模块绝缘电压9.5kV冷却液：水和乙二醇混合溶液输出电压102808V4.5制动斩波器当列车处于过分相电区时,制动斩波器能

9、将电气制动期间的反应能量在制动电阻上消耗.主要技术参数：功率半导体器件：600A/6500VIGBT包括反并联的二极管,模块绝缘电压9.5kV半导体冷却液：水和乙二醇混合溶液最大输出电压：2X522.1kW工作频率：250Hz4.6辅助变流器第4页共7页牵引辅助变流器技术方案说明书辅助变流器与牵引变流器一起安装在列车的第1、2、4、7和8车的下方,直接从牵引变流器的中间直流回路获得输入电源.辅助变流器是采用IGBT的双级结构,从电路角度看,包含：-一个单极线路隔离开关(KAUX.-一个输入滤波器.-两个单相逆变器.-两个高频变压器.-两个全波整流桥.-一个中间滤波器.-一个三相辅助逆变器.-一

10、个输出滤波器.-一个可以减少中间电源的电磁噪声干扰的EMI滤波器.-一个如果辅助逆变器发生故障而使它与三相线隔离的输出遥控开关(TLUI)o-一个辅助限制单元(ACU)o-一个在变流器内将三相线接地的手动隔离开关(SMT400O4.6.1输入滤波器LC型的滤波器通过隔离开关KAUXW牵引逆变器并联接在中间直流回路上,由一个200pH电抗器(LAUX)和4个120F电容器(CAI11,CAI12,CAI21和CAI22)0输入滤波器容量的方式是当电源电压变化而输入到2个单相逆变器的输入电压有限的；止匕外,一个电压传感器(TV时时测量输入滤波器的电压,为了辅助变流器工作在事先规定的变化范围内.4.

11、6.2高频降压变流器这是辅助变流器的第一阶段,它的组成：-两个单相逆变器.-两个高频变压器(4kHz).-两个全波整流桥.-一个中间滤波器,由1mH的电抗器(LAUC和980F的电容(CADC组成,工作频率(8kHz)是高频变压器的二倍.降压变流器的主要任务是：-转换600Vde的输入电压以满足辅助逆变器的需要.-通过高频变压器(TR1-TR2保证输入电压和辅助逆变器的电源之间的电气隔离.4.6.3辅助逆变器辅助变流器的第二阶段是辅助逆变器,采用1950Hz的开关频率的PWMfc术,是由3对IGBT和相应的反并联二极管组成；每对IGBT组成一个三相变流器的一辅助逆变器的主要任务是将输入直流电压

12、(600VDC转换为三相+中性400VAC-50Hz的交流电压,供给中压负载使用.一个LC三相输出滤波器限制输出电压谐波的干扰；该滤波器是由电抗器LU1、LU2和LU3以及三相电容器CU1CU万口CU到成.中性线穿过星星连接的输出电容器的中央.限制和保护是由电压传感器的逆变输出开关(TLU)和相位电流传感器进行.第5页共7页牵引辅助变流器技术方案说明书4.6.4EMI滤波器为了减少辅助变流器的电磁噪声干扰,在中压电源和低压电源使用滤波器.4.6.5辅助限制单元ACU带微处理器的ACU通过给IGBT相应的指令驱动辅助变流器和根据检测输入电压和电流驱动相应的电气机械部件,并产生输出电压和电流.通过

13、相应的电压、电流传感器读取参数.逆变器IGBT的调节使输入电流接近正弦波形式,可显著提升输入功率因数.止匕外,限制器有电气保护功能,在下面模式时停止辅助交换器：-在下面情况下临时停止：电源电压浪涌超过允许值；过载或短路；过热.-在下面情况下永久停止：三相输出的缺乏一相；变流器外部的400Vac线路重复短路；内部短路.辅助限制器与列车逻辑之间的通信通过MVEBB口连接.4.6.6输出开关TLU单稳态的四极开关电器,可限制相应的三相线路R-S-T-N;它是由ACU限制；当辅助逆变器产生充足的电压时,开关闭合；当低于预测值时,开关断开.输出开关TLU处于“闭合状态2秒后,其状态由列车逻辑来限制.在模

14、拟的模式限制重载的引入,预防电流重叠.这样变流器可能由于功率过载而导致辅助变流器停止.4.6.7接地开关SMT400三极转换开关,允许辅助变流器隔离开关把车辆相应的三相线路和变流器接地三相线路隔开,目确实保变流器内部的维护操作平安,列车的其它车辆的变流器应通过400V的车间插座供电.4.6.8主要技术参数辅助变流器通过2个斩波器和一个高频去耦变压器将中间直流电压转为一适宜的电压供给辅助逆变器,给辅助系统的负载提供400Vac的电压.辅助变流器技术参数：类型两级功率半导体器件：3300V-1200AIGBT单相逆变器,模块绝缘电压9.5kV1700V-600AIGBT整流器的谐振局部1200V-1200AIGBT辅助逆变器半导体的冷却液：水和乙二醇溶液输出电压：400VAC50Hz输出持续功率：300kVAcos小=0.8周围环境温度为+45C4.7牵引限制单元TCU参考文件2359DT牵引限制单元的技术标准.5外形结构与接口5.1结构特点第6页共7页牵引辅助变流器技术方案说明书在1