HXD3型电力机车四象限变流器分析
摘要：本文用对比的方法对HXD3型电力机车牵引变流器中的四象限变流器和韶山系列电力机车中普遍采用的相控整流器进行分析，来说明交流传动机车的特点。
关键词：四象限变流器三段不等分半控桥
1. 引言
HXD3型交流传动电力机车由大连机车车辆有限公司与日本东芝公司合作，以大连机车车辆有限公司研制的SSJ3型交流传动电力机车和日本东芝公司生产的EH500型电力机车为技术平台，为在中国主干线上进行大型货运牵引为目的而设计、研发的。
机车采用交流传动、PWM矢量控制等新技术，能够满足环境温度在-40～40℃、海拔高度在2500m以下适应在中国全境范围内运行，并尽量考虑对环境的保护。机车可以4台重联控制运行。
HXD3型电力机车每台机车装有两台变流装置，每台变流装置内含有三组牵引变流器和一组辅助变流器，使其结构紧凑，便于设备安装。参见图1。每组牵引变流器主要由四象限脉冲变流器、中间直流环节、PWM（脉冲宽度调制）逆变器等组成。
2. 四象限变流器与相控整流器的比较分析
HXD3型电力机车的牵引变流器中的整流器不再是相控整流器，而是采用了四象限变流器。下面分别对相控整流器（常用三段不等分半控桥式整流器）和四象限变流器的原理加以分析说明。
2.1.三段不等分半控桥式整流器的工作原理
目前担当运营任务的韶山系列电力机车普遍采用半控桥式整流电路作为整流器电路。其中以三段不等分半控桥式整流器（SS4改型，SS3B型等电力机车采用）最为典型。其电路主要由二极管和晶闸管组成。其原理图见图2。
网侧25KV（50Hz）单相交流电压经主变压器降压后，各段绕组的电压为：
第Ⅰ段：a2x2-T5T6D3D4工作，大桥调压，晶闸管的控制角为α1，T1～T4晶闸管封锁，即第Ⅱ段桥晶闸管的控制角α2和第Ⅲ段桥晶闸管的控制角α3均为π。负载电流流过a2x2、T5T6、D3D4、L、M、D1D2。整流输出电压的平均值为：
2012年“”列车停于无电区一般D15事故概况 事故概况： 2012年10月14日，我段XX运用车间XXX机班HXD3-8123机车，值乘DH41087次列车，兖北四场开车经一场走白兖联络线方向，由于司机精力旁顾，在兖北一场出站前错过支线号输入时机后，未及时采取补救措施盲目运行，导致出站后装置默认外包线自动闭塞数据，机车信号双黄转白限速递减装置常用动作，机车停于分相无电区，被迫请求救援，构成铁路交通一般D15事故。 事故原因： 1、非正常情况下司机操纵不科学、不合理，在未判明列车前方进路时盲目加速。下行兖北一场出站后有三个进路方向，司机在无法车机联控确认列车运行方向时，没有适时降低列车速度，而是盲目提手柄加载运行，未给采取补救措施留出操作时间，为事故的发生埋下隐患。 2.关键地点、重点作业环节主次不分，精力不集中，错过输入时机。在距出站信号机约70米处，司机已确认进路表示器显示方向，但却将精力旁顾，在仅有的十几秒操作时间内没有完成输入步骤，耽误了操作时机。 3.发生错漏输后没有正确处理，分相前未采取补救措施。司机发现错误后没有执行“乘务员在出现错漏输时，必须在发现后
及时进行监控装置参数修正”要求，未及时采取停车措施对LKJ 降级重新输入站号操作；而是错误考虑前方有电分相，想提高速度先闯过电分相，期间盲目多次进行无效的支线号输入操作，导致在机车信号停车模式下继续运行，装置触发常用动作列车停在无电区，从而导致错误加大，问题升级，是造成本次事故的重要原因。 2013年“”事故因素概况 基本概况： 2013年2月24日，我段XX运用车间XXX机班，使用HXD2C-0127机车，DH38215次，由于机班对弓网异常信息不敏感，没有及时向车站反馈信息；对弓网故障后的应急处置能力差，应急处置措施不正确，造成接触网故障持续存在，导致接触网故障信息不能及时反馈，为后续列车运行带来了较大隐患，构成段定事故因素。 原因分析 1、对弓网异常信息不敏感。接到车站注意观察接触网运行的通知后，未降低运行速度，以75km/h的速度常速运行通过观察地点，对接触网状态确认不彻底，接触网吊悬故障未发现。 2、对弓网故障后的应急处置能力差，应急处置措施不正确。在机车出现只有感应网压、自动降弓动作后未果断采取停车措施。 3、对自动降弓故障不能做出正确判断。对接触网故障导致的机车受
HXD3型电力机车途中常见故障应急处理 一、受电弓故障 1、检查空气柜蓝钥匙是否在开放位，应拨不出来。 2、检查好空气柜升弓气路控制风缸风压是否高于600Kpa。如低 于此值应按压一下辅压机按钮SB95（在控制电器柜上），使 用辅助压缩机泵风，同时检查U77塞门是否在开放位。当风 压达到735Kpa时，辅助压缩机自动停打。 3、在空气柜检查升弓塞门U98应在开放位。 4、检查升弓阀板上调压阀塞门应在开放位。 5、检查侧墙壁处的主断控制器（快速降弓装置），将上面的开关 置断开停用位，如能升弓，说明该装置故障，报活更换或换 弓运行。 6、在电器柜检查司机控制自动开关QA43或QA44应在闭合位， 断合几次，防止假跳。 7、运行中换弓运行。 二、途中刮弓 1、立即断主断降弓停车，迅速关闭控制风缸塞门U77存风，马 上向列车调度员报告列车车次、机车号码、刮弓地点、司机 姓名等有关内容，并申请停电，做好防溜防护。 2、接到停电命令后，将命令号码、日期、电调姓名、停电起止 时间，二人核对后记入手帐。
3、到达停电时间起点后，升前弓并确认升起，确认网压表无显 示，闭合主断，确认辅助变流器UA12不能启动，对应辅机不 工作，“欠压”灯不灭，然后断闸降弓。 4、在停电时间内穿戴防护用品，将随车接地线固定在机车运行 方向左1轴头端盖螺母上，再将随车接地线勾头挂在运行前 方网上。 5、取钥匙上大顶，妥善处理故障的受电弓，捆紧绑牢，使其不 可由于震动而移位或脱落，并排除接地处所。 6、将工具及受电弓损坏部件带下车顶，各钥匙归位，先在接触 网上取下接地线勾头，再从轴头上解下接地线。 7、关闭故障受电弓供风塞门U98，将电器柜内辅助压缩机启动 按钮右边的前后弓隔离开关S96置故障位置。 8、再停电时间终点前，申请送电，来电后开放U77塞门，充风 试闸，升前弓运行。 三、运行中网压突然降为0 1、立刻观察是否刮弓，发现刮弓后，立即停车，按刮弓故障应 急处理。 2、如未刮弓，马上询问车站，得知停电后，选择平道，远离或 越过分相绝缘地点停车。 3、停车后降下受电弓，并关闭控制风缸存风塞门U77，做好防 溜防护工作。 4、接到来电通知后，开放塞门U77，升弓合闸后，充风缓解并
變頻器中直流母線電容的紋波電流計算 1 引言 各類電動機是我們發電量的主要消耗設備，而變頻器作為電動機的驅動裝置成為當前“節能減排”的主力設備之一。它一方面可以起到節約能源消耗的作用，另一方面也可以實現對原有生產或處理工藝過程的優化。目前應用最多也最廣的是交-直-交電壓型變頻器，即中間存在直流儲能濾波環節，一般採用大容量電解電容器實現此功能。 使用電解電容器的作用主要有以下幾個[1]： （1）補償以電源頻率兩倍或六倍變化的逆變器所需功率與整流橋輸出功率之差； （2）提供逆變器開關頻率的輸入電流； （3）減小開關頻率的電流諧波進入電網； （4）吸收急停狀態時所有功率開關器件關斷下的電機去磁能量；（5）提供暫態峰值功率； （6）保護逆變器免受電網暫態峰值衝擊。 電解電容器設計選型所需要考慮的主要因素有以下幾個：電容器的電壓、電容器量、電容器的紋波電流、電容器的溫升與散熱、電容器的壽命等等。這些因素對變頻器滿足要求的平均無故障時間（MTBF）十分重要。然而電解電容器的紋波電流的計算如何能明確給出計算依據，這是本文所要解決的問題。
2 直流母線電容紋波電流的計算 紋波電流指的是流過電解電容器的交流電流，它使得電解電容器發熱。紋波電流額定值的確定方法是在額定工作溫度下規定一個允許的溫升值，在此條件下電容器符合規定的使用壽命要求。當工作溫度小於額定溫度時，額定紋波電流可以加大。但過大的紋波電流會大大縮短電容器的耐久性，當紋波電流超過額定值，紋波電流所引起的內部發熱每升高5℃，電容器器的壽命將減少50%。因此當要求電容器器具有長壽命性能時，控制與降低紋波電流尤其重要。 但在實際設計過程中，電解電容器的紋波電流由於受變頻器輸入輸出各物理量變化以及控制方式等的影響很難直接計算得到[2]，一般多採用根據實際經驗估算大小，如每μf電容器要求20ma紋波電流之類的經驗值，或者通過電腦模擬來估算[3～6]。 本文根據對變頻器電路拓撲與開關調製方式的分析，並借鑒已有文獻資料，歸納出一個直接的計算電解電容器紋波電流的方法，供大家參考。 圖1 變頻器拓撲示意圖 由圖1可以得到直流母線電容的紋波電流ic=il-i，il和i分別是整流器
文章编号:1007-6042(2010)03-0013-03 HXD3型电力机车运用初期的常见故障和处理方法 李春晓 (郑州机务段 河南郑州 450000) 摘 要:分析了HXD3型电力机车运用初期的常见故障,提出了故障处理 方法。 关键词:HXD3型电力机车;故障;处理 中图分类号:U264.8 文献标识码:B HXD3型电力机车是目前世界上批量投入商业运行的6轴电力机车中功率最大的交流传动电力机车,该型机车应用了先进的网络控制、交流电机矢量控制和轴控驱动方式等一系列新技术,使我国铁路机车技术装备全面进入世界先进行列。 郑州机务段在2009年9月配属了32台HXD3型电力机车,每台机车都经过全面检查整修后才投入运用,该型机车充分满足了重载、快速货物运输的需要,然而,在实际运用过程中,还是发现HXD3型电力机车存在着一些问题,影响了该型机车的正常运用。 1 机车走行部部分紧固螺母紧固力矩值偏低 随着32台HXD3型电力机车的完全投入运行,机车入段检查中发现3台机车的垂向油压减震器安装螺母途中丢失,此问题引起我们的高度关注,在随后的机车入段日常检查中发现,走行部部分紧固螺母松脱的现象普遍 4 结束语 实物对比试块上的人工模拟裂纹是判断车轴裂纹深浅、距离定位的当量依据,在更换探头时要重新校核实物对比试块1mm深的人工模拟裂纹,因为它是不可缺少的当量对比标准,一旦离开实物对比试块,缺少了裂纹的当量参照物,车轴的超声波探伤是相当困难的。 选择车轴实物对比试块时,一定要测量镶入部抱轴颈与轴身的尺寸,因为各部分尺寸的变化会导致固定波位置和波形的变化。正确判断固定波的位置和波形的变化,才能消除危害性大裂纹的误判,才能更好地利用对比试块来指导车轴的检测。□收稿日期:2009-11-30
变频器直流母线电容纹波电流计算方法 各类电动机是我们发电量的主要消耗设备，而变频器作为电动机的驱动装置成为当前“节能减排”的主力设备之一。它一方面可以起到节约能源消耗的作用，另一方面也可以实现对原有生产或处理工艺过程的优化。目前应用最多也最广的是交-直-交电压型变频器，即中间存在直流储能滤波环节，一般采用大容量电解电容器实现此功能。 使用电解电容器的作用主要有以下几个： （1）补偿以电源频率两倍或六倍变化的逆变器所需功率与整流桥输出功率之差； （2）提供逆变器开关频率的输入电流； （3）减小开关频率的电流谐波进入电网； （4）吸收急停状态时所有功率开关器件关断下的电机去磁能量； （5）提供瞬时峰值功率； （6）保护逆变器免受电网瞬时峰值冲击。 电解电容器设计选型所需要考虑的主要因素有以下几个：电容器的电压、电容器量、电容器的纹波电流、电容器的温升与散热、电容器的寿命等等。这些因素对变频器满足要求的平均无故障时间（mtbf）十分重要。然而电解电容器的纹波电流的计算如何能明确给出计算依据，这是本文所要解决的问题。 直流母线电容纹波电流的计算 纹波电流指的是流过电解电容器的交流电流，它使得电解电容器发热。纹波电流额定值的确定方法是在额定工作温度下规定一个允许的温升值，在此条件下电容器符合规定的使用寿命要求。当工作温度小于额定温度时，额定纹波电流可以加大。但过大的纹波电流会大大缩短电容器的耐久性，当纹波电流超过额定值，纹波电流所引起的内部发热每升高5℃，电容器器的寿命将减少50%。因此当要求电容器器具有长寿命性能时，控制与降低纹波电流尤其重要。 但在实际设计过程中，电解电容器的纹波电流由于受变频器输入输出各物理量变化以及控制方式等的影响很难直接计算得到，一般多采用根据实际经验估算大小，如每μf电容器要求20ma纹波电流之类的经验值，或者通过计算机仿真来估算[3～6]。 本文根据对变频器电路拓扑与开关调制方式的分析，并借鉴已有文献资料，归纳出一个直接的计算电解电容器纹波电流的方法，供大家参考。
风电变流器简介 快速浮点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”；在发电机的转子压定向矢量控制策略；系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术，核心控制采用具有防尘、防盐雾等运行要求。 变流器可根据海拔进行特殊设计，可以按客户定制实现低温、高温、和最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率的IGBT功率QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理 器件，保证良好的输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波制，是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。 变流器工作原理框图如下所示： 统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控能质量。这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系含量少等优点，可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电变流器提供实时监控功能，用户可以实时监控风机变流器运行状态。侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略，电网侧变流器实现电网电本文将针对市场上主流的双馈型风电变流器进行简介。 型风电变流器系统功能 变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁，使得双馈发电机关，目前已实现规模化的生产。 06年成功研制第一台风电变流器以来，不断寻求技术革新严把质量风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，我国变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。 的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要风能资源丰富，近几年来国家政策也大力扶持风电产业。我公司自求扩展），用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器及风进行有功和无功的独立解耦控制。 机和电网造成的不利影响。 变流器提供多种通信接口，如Profibus, CANopen等（可根据用户要场远程监控系统的集成控制。 变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网，减小并网冲击电流对电转子侧逆变器、直流母线单元、电网侧整流器。 原理图如下： 控制器、监控界面等部件。 变流器主回路系统包含如下几个基本单元： QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成 变流器由主电路系统、配电系统以及控制系统构成。包括定子并网开关、整流模块、逆变模块、输入/输出滤波器、有源Crowbar电路、功率柜主要由功率模块、有源Crowbar等构成。 功率柜：主要负责转子滑差能量的传递。 并网柜：主要用于变流器与发电机系统和电网连接控制、一些控制信控制柜主要由主控箱、PLC、滤波器、电源模块等组成。 并网柜主要由断路器、接触器、信号采集元件、UPS、加热器、信号变流器控制结构框图如下： 接口部分等构成。 号的采集以及二次回路的配置。 上述各功能分配到控制柜、功率柜、并网柜中： 约了机舱空间，柜中还可提供现场调试的220V电源。 成有并网控制系统，用户无须再配置并网柜，提高了系统集成度，节制指令,控制变流器的运行状态 控制系统由高速数字信号处理器（DSP）、人机操作界面和可编程逻配电系统由并网接触器、主断路器、继电器、变压器等组成，自身集辑控制器（PLC）共同构成。整个控制系统配备不间断电源（UPS），控制柜：控制柜主要对采集回的各种模拟数字信号进行分析,发出控便于电压跌落时系统具有不间断运行能力。 成功满发，截止目前运行状态稳定。 附：北京清能华福风电技术有限公司简介 目前在赤峰、大安等风场正陆续进行变流器吊装施工。 限公司自主研发的1.5MW风电变流器在国电联合动力技术有限公司北京清能华福风电技术有限公司成立于2006年7月，由“国内高压变求。 2009年12月28日经过2天的现场调试，北京清能华福风电技术有及其现场调试所相关技术人员的支持下，已于哲里根图风场全部并网公司坐落于中关村科技园，依托清华大学电力系统国家重点实验室的厚的资金、科研、市场、服务实力，为国家大力鼓励、扶持的风力发电事业，提供其拥有自主知识产权的核心装备——兆瓦级风力发电机变流器及其电控系统。一流技术以及利德华福专业化、规模化、现代化的生产厂房，凭借雄以达到满功率发电和连续运行的要求，系统品质达到了风场应用的要资控股，是专门从事开发、制造风电变流器与控制系统产品的高新技术企业。 频器领域最具影响力的企业”——北京利德华福电气技术有限公司投3月至今，在河北建设投资公司和东方汽轮机有限公司的支QHVERT-DFIG型风电变流器具有以下一些特点： 优异的控制性能 完备的保护功能 少发电机损耗，提高运行效率，提升风能利用率。 风速范围内的变速恒频发电，改善风机效率和传输链的工作状况，减 型风电变流器技术特征 型风电变流器可以优化风力发电系统的运行，实现宽良好的电网适应能力 具备高可靠性，适应高低温、高海拔等恶劣地区运行 变流器在河北海兴风电场成功并网发电，通过240小时验收，目前已无故障连续运行8000多小时。成功经历了夏季高温、冬季降雪后的持下，北京清能华福风电技术有限公司自主研发生产的1.5MW风电QHVERT-DFIG型风电变流器最新动态 模块化设计，组合式结构，安装维护便捷 2丰富的备品备件；专业、快速的技术服务 低温、海边盐雾等运行环境的考验，事实证明了：清能华福变流器可
2012年“10.14”列车停于无电区一般D15事故概况 事故概况： 2012年10月14日，我段XX运用车间XXX机班HXD3-8123机车，值乘DH41087次列车，兖北四场开车经一场走白兖联络线方向，由于司机精力旁顾，在兖北一场出站前错过支线号输入时机后，未及时采取补救措施盲目运行，导致出站后装臵默认外包线自动闭塞数据，机车信号双黄转白限速递减装臵常用动作，机车停于分相无电区，被迫请求救援，构成铁路交通一般D15事故。 事故原因： 1、非正常情况下司机操纵不科学、不合理，在未判明列车前方进路时盲目加速。下行兖北一场出站后有三个进路方向，司机在无法车机联控确认列车运行方向时，没有适时降低列车速度，而是盲目提手柄加载运行，未给采取补救措施留出操作时间，为事故的发生埋下隐患。 2.关键地点、重点作业环节主次不分，精力不集中，错过输入时机。在距出站信号机约70米处，司机已确认进路表示器显示方向，但却将精力旁顾，在仅有的十几秒操作时间内没有完成输入步骤，耽误了操作时机。 3.发生错漏输后没有正确处理，分相前未采取补救措施。司机发现错误后没有执行“乘务员在出现错漏输时，必须在发现后及时进行监控装臵参数修正”要求，未及时采取停车措施对LKJ —1—
降级重新输入站号操作；而是错误考虑前方有电分相，想提高速度先闯过电分相，期间盲目多次进行无效的支线号输入操作，导致在机车信号停车模式下继续运行，装臵触发常用动作列车停在无电区，从而导致错误加大，问题升级，是造成本次事故的重要原因。 2013年“2.24”事故因素概况 基本概况： 2013年2月24日，我段XX运用车间XXX机班，使用HXD2C-0127机车， DH38215次，由于机班对弓网异常信息不敏感，没有及时向车站反馈信息；对弓网故障后的应急处臵能力差，应急处臵措施不正确，造成接触网故障持续存在，导致接触网故障信息不能及时反馈，为后续列车运行带来了较大隐患，构成段定事故因素。 原因分析 1、对弓网异常信息不敏感。接到车站注意观察接触网运行的通知后，未降低运行速度，以75km/h的速度常速运行通过观察地点，对接触网状态确认不彻底，接触网吊悬故障未发现。 2、对弓网故障后的应急处臵能力差，应急处臵措施不正确。在机车出现只有感应网压、自动降弓动作后未果断采取停车措施。 3、对自动降弓故障不能做出正确判断。对接触网故障导致的机车受电弓自动降弓故障判断不准确，错误判断为只是机车受电弓故障，没有采取—2—
HXD3型电力机车常见故障分析与处理 学生姓名: 学号: 专业班级： 指导教师:
摘要 HXＤ3型电力机车是由中国北车集团大连机车车辆有限公司与日本东芝公司于２00１年起合作研制的大功率交流传动货运电力机车。ＨXD3型电力机车是目前世界上批量投入商业运行的6轴电力机车中功率最大的交流传动电力机车,该型机车应用了先进的网络控制、交流电机矢量控制和轴控驱动方式等一系列新技术,使我国铁路机车技术装备全面 进入世界先进行列。郑州机务段在2０0９年9月配属了３2台HXＤ３型电力机车,每台机车都经过全面检查整修后才投入运用,该型机车充分满足了重载、快速货物运输的需要,然而,在实际运用过程中,还是发现HXD3型电力机车存在着一些问题,影响了该型机车的正常运用。 关键词：HXＤ3;常见故障;分析与处理
目录 摘要..................................................................................................... 错误!未定义书签。目录?错误!未定义书签。 引言?错误!未定义书签。 1．HXＤ3型电力机车主要特点 ............................................................... 错误!未定义书签。 1.1.机车主要技术性能指标?错误!未定义书签。 1.2．机车设备布置............................................................................ 错误!未定义书签。 １．2．1司机室设备布置........................................................ 错误!未定义书签。 1.2.2车顶设备布置.................................................................... 错误!未定义书签。 1.3．机车冷却系统............................................................................ 错误!未定义书签。 1.４.机车主要部件介绍..................................................................... 错误!未定义书签。 1.4.1 真空断路器结构特点及优点 (4) １．４．2 主变压器特点......................................................... 错误!未定义书签。 １．4．３变流装置?错误!未定义书签。 1.4．４复合冷却器?错误!未定义书签。 2.HXD3常见的故障分析?错误!未定义书签。 2.1．受电弓故障................................................................................ 错误!未定义书签。 2.2．主断合不上.............................................................................. 错误!未定义书签。 2.3.提牵引主手柄，无牵引力 (7) 2.4.主变流器故障............................................................................... 错误!未定义书签。 ２.5.辅助变流器故障?错误!未定义书签。 2.6.油泵故障?错误!未定义书签。 ２．7.主变油温高故障...................................................................... 错误!未定义书签。 ２.8.牵引风机故障?8 2.9.冷却塔风机故障处理................................................................... 错误!未定义书签。 2.１0.空转故障................................................................................... 错误!未定义书签。 ２.１1．110Ｖ充电电源（PSU)故障 (9) 2.1２．控制回路接地........................................................................ 错误!未定义书签。 2.1 3.原边过流故障............................................................................. 错误!未定义书签。 2.14.各种电气故障不能复位、不能解决的处理?错误!未定义书签。 ２．1５.制动机系统故障产生的惩罚制动?错误!未定义书签。 3、ＨXD3应急处理?错误!未定义书签。 11 3.1．升不起弓?
HXD3型电力机车故障应急处理 现象一：受电弓升不起故障 原因： 1.总风缸压力或控制风缸压力低于480Kpa； 2.控制电器柜上有关断路器不在正常位置； 3.升弓气路有关塞门应不在正常位； 4.主断控制器故障。 应急处理： 1.检查总风缸压力或控制风缸压力，若风压低于480Kpa，使用辅助压缩机泵风（辅助压缩机泵风按钮SB95在控制电器柜上），当风压达到735Kpa时，辅助压缩机自动停泵。 2.风压正常，检查控制电器柜QA41、AQ42、QA43、QA44、QA45、QA55断路器的位置，应置于正常位，如有跳开现象，检查确认后，重新闭合开关。 3.检查升弓气路有关塞门应在正常位： ⑴蓝色钥匙应插入制动装置内的受电弓用的管道切断开关，并处于垂直位； ⑵升弓塞门U98（受电弓控制单元上）应置于开放位。 4.检查主断控制器，将其上面的开关置于“停用”位置，如能升起，说明主断控制器故障，换弓维持运行。 现象二：主断合不上 原因： 1. 总风缸或辅助风缸压力小于650kPa； 2. 司机控制器手柄不在“0”位； 3. 主断供风塞门U94（受电弓控制单元上）在关闭位；
4、两端司机室操纵台上的紧急按钮SA103（104）之一不在弹起位（紧急按钮有按压复位和旋转复位两种）； 5. 半自动过分相按钮SB67（68）不在正常弹起位； 6. 自动过分相装置试验按钮(自复式)不在正常弹起位； 7、CI试验开关SA75（电器控制柜上）不在正常位； 8、网压表不显示QA1跳开。 应急处理： 1.总风缸或辅助风缸压力小于650kPa时，受电弓能升起，主断合不上，使用辅助压缩机继续打风； 2.置司机控制器手柄于“0”位； 3.置主断供风塞门U94（受电弓控制单元上）在开位。 4.置两端司机室操纵台上的紧急按钮SA103（104）在弹起位（紧急按钮有按压复位和旋转复位两种）。 5.恢复半自动过分相按钮SB67（68）在正常弹起位。 6.恢复自动过分相装置试验按钮(自复式)在正常弹起位。 7.置CI试验开关SA75（电器控制柜上）在正常位； 8、重新闭合QA1。 现象三：主断分不开 原因： 主断扳钮控制电路故障； 应急处理： 过分相前应及时将调速手柄回“0”位，将制动单元内的蓝色钥匙，转动90度置于关闭位，实施紧急降弓。如需通过降弓区段，又遇主断分不开时，可捅紧急按钮实施紧急停车，同时采用关断蓝钥匙的方法，实施紧急降弓。
FREQCON变流简介 ——by郭锐FREQCON变流器总体结构图 各部分简介 变压器支架 620/400V自耦变压器——提供机组动力用电和控制用电。总容量40KVA，副边22.4KVA 提供主控柜，变流柜用电。17.5KVA 提供机舱用电。 IGBT2冷却风扇——风冷系统循环动力 制动电阻 制动电阻箱——消耗直流母线上过高的能量。网侧故障后的能量消耗，低电压穿越。 电抗器支架 网侧空开——风机的并网与脱网控制。过流、短路等保护功能。注意保护后复位按钮弹出需回复。 电流互感器——完成电流变送。变比：1/2000。原理：二次侧短路的特殊变压器，二次侧相当于一个电压源。 3组（六个）交流电抗器——与网侧电容、变压器构成LCL滤波。 3个直流电抗器——直流斩波升压电抗器。 第 1 页
变流柜 变流柜由低压配电柜、主控柜、IGBT柜1、IGBT柜2、电容柜5部分组成。 变流柜背后风道 变流柜模块图 每只IGBT模块包含一个智能半桥模块（半桥由串联的两个IGBT和与之反并联的二极管组成，分别称为上桥臂和下桥臂）、16只支撑电容、4只吸收电容、4只均压电阻、1块过压保护板、直流端2只快熔组成。 构成三相全桥不可控整流。 变流器在整个风机的作用 叶轮系统在风作用下受到气动扭矩Ta，叶轮——发电机系统转动会因轴承滚动摩擦、风阻等受到与选中方向相反的摩擦力矩Tf，叶轮带动发电机转动，转子上的永磁体旋转切割定子绕组产生感应电势，如果如果定子绕组中有电流流过将产生电枢反应，通过磁场的作用产生阻碍转子转动的电磁力矩Te。在这几个扭矩作用下，叶轮——发电机系统刚体动力学方程如如上所示。由方程可知当Ta>Tf+Te时，叶轮——发电机系统将在启动力矩作用下转速上升。反之转速将下降。Tf基本为恒量。因此想要调节叶轮转速可以通过调节Ta、Te。由此产生了两种调节方法：一个是变桨调节起动扭矩；另一个是调节发电机电磁扭矩。因此从控制角度来看，变流器需要具有调节发电机电磁扭矩的作用。从能量角度来看风能转化成叶轮系统旋转机械能再通过发电机转换成电能，变流系统需要将发电机发出电能转换成与电网频率、相位、幅值相对应的交流电。完 第 2 页
四象限变流器控制策略的探讨 1,概述 交流传动技术是我国铁路牵引动力发展的主要方向。对于单相供电牵引主变流器来说，电源侧四象限变流器是整个牵引系统的重要组成部分，对四象限变流器的控制策路对电网中的动率因数和电网电流中的高次谐波的含量有着决定性的影响。对四象限变流器的控制必须达到以下两个目的：①但电网电压或负载发生变化时，维持中间回路直流电压的恒定；②使电网电流接近正弦波，电网功率因数接近于1，电网电流中的高次谐波的含量尽可能小，满足轨道电路对谐波电流限值的要求。 2,单相四象限变流器工作原理 2.1,单相四象限变流器主电路原理图 图1 单个四象限变流器主电路原理图 图1中：方框部分是变压器牵引绕组的等效电路，L N 和R N 分别为折合到二次侧的牵引变压器绕组的漏感和电阻。L2 和C2 构成二次滤波回路, C d 为直流侧支撑电容。U N 为变压器二次侧电压矢量, I N1 为变压器二次侧电流的基波矢量, V1～V4 为可关断电力电子开关器件, D1～D4 为功率二极管, 通过对V1～V4 进行适当的导通与关断控制可以对直流侧电压进行调制, 从而在四象限变流器的输入端A、B生成一个与电网同步的脉宽调制波,记为 U S 。 2.2,单相四象限变流器交流电网侧等效电路 对于图1所示的单相四象限变流器主电路原理图，交流电网侧电路可以等效为图2。 图2 四象限变流器交流电网侧等效电路图
图2 四象限变流器交流电网侧等效电路图 2.3, 二次侧交流回路电压方程 由图2可以得到二次侧交流回路的矢量电压方程: U N= U s－I N R N－jωL N I N ⑴ 假设U N和U S之间的相位差为Ψ,在牵引工况下, U N和I N的相位差应为0°,则用该方程表示牵引工况的矢量如图3(a) 所示,此时U S滞后I N；而对于再生制动工况, U N和I N的相位差应为180°,该工况下的矢量如图3 (b) 所示,此时US超前U N。 (a) 牵引工况 (b) 再生工况 图3 四象限变流器控制矢量图 由方程(1) 和矢量图可知: 如果变压器二次侧电压U N和电感I N为已知量,那末只要控制了U S的幅值和相位,也就控制了I N的幅值和相位。反之,只要控制了I N的幅值和相位,也就控制了U S的幅值和相位,因此方程(1) 是实现四象限变流器控制的基本公式。通常采用的双闭环控制的原理就是由此而来,它是通过控制U S的幅值来调节I N的相位,保证交流侧电网的基波功率因数为1；而通过调节U S的相位来调节I N的幅值,保证直流侧电压U d的稳定。 3，单相四象限变流器控制策略 要使四象限变流器工作时达到单位功率因数，必须对电流进行控制，保证其为正弦且与电压同相或反相。根据有没有引入电流反馈可以将这些控制方法分为两种：没有引入交流电流反馈的称为间接电流控制，间接电流控制也称为相位幅值控制；引入交流电流反馈的称为直接电流控制。 3.1间接电流控制 ⑴间接电流控制工作原理 间接电流控制没有引入交流电流控制信号，而是通过控制四象限变流器的交流输入端电压，间接控制输入电流，故称间接电流控制。又因其直接控制量为电压，所以又称为相位幅值控制。间接电流控制具体的数学公式为： I N1=K p(U dg-U d)+1/T i∫(U dg-U d)dt I N2= I d I d /U N I N= I N1 + I N2
铁路路基事故案例及分析 一、石太高速客运专线路基下沉案例分析 1.事故概况 2009年7月7日至8日，我国开工最早的高速铁路客运专线-“石太客运专线”发生了路基下沉事故，由于连日普降暴雨，事故发生时，列车晃车严重，其中 k178+910、k158+300、k106+300三处路基下沉严重，最大下沉分别达到64.2cm、16cm、9.7cm。这起事故导致多趟北京至太原的动车组限速运行晚点，严重影响了铁路正常运输秩序，危及列车运行安全。铁道部认定k178+910质量事故为铁路建设工程质量大事故，k158+300、k106+300质量事故为铁路建设工程质量一般事故。如图4-1 图4-1 石太高速铁路路基下沉 2.事故原因 一是路基填筑不规范。填料控制不严，粒径超标、级配不良，甚至有的填料类别与设计不符；填筑不讲究工艺控制，野蛮操作，虚铺厚度超标；路基断面加宽不够，边坡碾压不实，雨季冲刷严重；过渡段台阶宽度不足，涵洞两侧不对称填筑；土工格栅铺设不平顺、接头搭接长度不够、搭接处理不规范等。 二是路基挡护和排水工程质量问题突出。沉降缝、反滤层不按设计要求施做；片石混凝土片石掺量过多；预应力坡面锚索施工不到位，存在锚索长度不够、数量不足、不做防锈处理等问题，甚至有个别锚索不张拉就使用。排水系统不到位、不完善、不畅通，造成路基、涵洞经常被水浸泡。 三是CFG桩和岩溶注浆施工存在较多的质量隐患。比如，不做工艺性试验就
开始施工；实际地质与勘察资料有出入时，不及时进行变更，影响处理效果；对施工质量的过程控制手段偏弱等。 3.事故责任 石太客专k178+910处为中铁三局施工区段，设计单位铁道第三勘察设计院，监理单位乌鲁木齐铁建监理有限公司，建设单位石太客运专线公司； 石太客专k158+300处为中铁12局施工区段，设计单位铁道第三勘察设计院，监理单位乌鲁木齐铁建监理有限公司，建设单位石太客运专线公司； 石太客专k106+300处为中铁13局施工区段，设计单位铁道第三勘察设计院，监理单位乌鲁木齐铁建监理有限公司，建设单位石太客运专线公司。 4.对有关人员的处理 中铁三局，取消10次铁路大中型项目施工投标资格，赔偿损失70% ，设计和监理单位赔偿损失各15%； 中铁12局，取消5次铁路大中型项目施工投标资格，赔偿损失90%，监理单位赔偿损失10%； 中铁13局，取消5次铁路大中型项目施工投标资格，赔偿损失90%，监理单位赔偿损失10%； 铁道第三勘察设计院，取消2次铁路大中型项目设计方案投标资格； 监理单位乌鲁木齐铁建监理有限公司，取消10次铁路大中型项目监理投标资格。 5.采取措施 （1）进一步加强技术交底管理。一是建设项目开工前，由建设单位牵头，设计、施工、监理单位和运营部门参加，对全线进行现场勘察设计技术交底，尤其是防护及排水工程，一定要现场核对，对措施不强的，要研究制定优化措施。二是建设项目一开工，施工单位要及时组织施工技术交底，将设计意图、质量要求、工艺标准、作业标准、安全措施等向施工技术管理人员和作业人员详细准确说明。三是加强技术交底考核评价。技术交底工作纳入勘察设计单位施工图考核和施工单位信用评价。对于勘察设计单位或施工单位技术交底不到位、处理问题不及时、影响工程建设的，建设单位应在施工图考核或信用评价中予以扣分。 （2）增加路基施工专项联合检查环节。在全线路基基本成型或独立标段路基成型后，由建设单位和设计单位牵头，组织运营部门及施工、监理单位，联合对路基本体、防护及排水工程进行现场平推检查，重点检查是否落实了建设标准和设计文件，施工措施是否到位，特别是地形地貌改变后，更要重视这个检查环节。运营部门在建设阶段就要提前介入了解路基和防护工程、排水工程的情况，并提出不符合运输要求的问题，建设单位组织抓好整改。
对滤波效果而言，电容的ESL和ESR参数都很重要，电感会阻止电流的突变，电阻则限制了电流的变化率，这些影响对电容的充放电显然都不利。优质的电容在设计及制造时都采取了必要的手段来降低ESL和ESR，故而横向比较起来，同样的容量滤波效果却不同。
漏电流小，ESR小，一般都是认为要选择低ESR的系列，不过也与负载有关，负载越大，ESR不变时，纹波电流变大，纹波电压也变大。我们从公式上来看看，dV=C*di*dt；dv就是纹波，di是电感上电流的值，dt是持续的时间。一般的开关电源书籍都会讲到怎么算纹波，大题分解为：滤波电容对电压的积分+滤波电容的ESR+滤波电容的ESL+noise，如下图： 一般对纹波的计算通常是估算 有关开关电源纹波的计算，原则上比较复杂，要将输入的矩形波进行傅立叶展开成各次谐波的级数，计算每个谐波的衰减，再求和。最后的结果不仅与滤波电感、滤波电容有关，而且与负载电阻有关。当然，计算时是将滤波电感和滤波电容看成理想元件，若考虑电感的直流电阻以及电容的ESR，那就更复杂了。所以，通常都是估算，再留出一定余量，以满足设计要求。对样机需要实际测试，若不能满足设计要求，则需要更改滤波元件参数。 以Buck电路为例，电感中电流连续和断续，开关电源的传递函数完全不同。电流连续时环路稳定，电流断续时未必稳定。而电感中电流是否连续，除与电感量等有关外，还与负载有关。更严重的是，电流是否连续还与占空比有关，而占空比是由反馈电路控制的。不仅Buck，其它如Boost以及由基本拓扑衍生出来的正激、反激等也是一样。 若要求所有可能产生的工作状态下都稳定，通常要加假负载以保证Buck电路电感电流总是连续(对Buck/Boost或反激则保证不会在连续断续之间转变)，或者把反馈环路时间常数设计得非常大(这会在很大程度上降低开关电源的响应速度)。对输出电压可调整的开关电源(例如实验室用的0～30V输出电源)，环路稳定的难度更大。对这类电源，往往要在开关电源之后再加一级线性调整。 电解电容的选择很重要 在输出端采用高频性能好、ESR低的电容，高频下ESR阻抗低，允许纹波电流大。可以在高频下使用，如采用普通的铝电解电容作输出电容，无法在高频（100kHz以上的频率）下工作，即使电容量也无效，因为超过10kHz时，它已成电感特性了。
风电变流器简介 风能作为一种清洁得可再生能源,越来越受到世界各国得重视,我国风能资源丰富,近几年来国家政策也大力扶持风电产业。我公司自06年成功研制第一台风电变流器以来,不断寻求技术革新严把质量关,目前已实现规模化得生产。 本文将针对市场上主流得双馈型风电变流器进行简介。 QHVERT-DFIG型风电变流器系统功能 变流器通过对双馈异步风力发电机得转子进行励磁,使得双馈发电机得定子侧输出电压得幅值、频率与相位与电网相同,并且可根据需要进行有功与无功得独立解耦控制。 变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网,减小并网冲击电流对电机与电网造成得不利影响。 变流器提供多种通信接口,如Profibus, CANopen等(可根据用户要求扩展),用户可通过这些接口方便得实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统得集成控制。 变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。 变流器提供实时监控功能,用户可以实时监控风机变流器运行状态。变流器可根据海拔进行特殊设计,可以按客户定制实现低温、高温、防尘、防盐雾等运行要求。 QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理 变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术,核心控制采用具有快速浮点运算能力得“双DSP得全数字化控制器”;在发电机得转子侧
变流器实现定子磁场定向矢量控制策略,电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略;系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网与最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率得IGBT功率器件,保证良好得输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点,可以明显地改善双馈异步发电机得运行状态与输出电能质量。这种电压型交-直-交变流器得双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪得发电机有功与无功得解耦控制,就是目前双馈异步风力发电机组得一个代表方向。 变流器工作原理框图如下所示: QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成
HXD3型电力机车弹簧停车制动装置故障原因分析与对策 摘要HXD3型机车是我国目前广泛运用的大功率交流传动六轴7200kW干线电力机车，自2007年投入运用以来多次发生机车弹簧停车制动装置故障导致运用机车轮对擦伤剥离，严重影响机车正常运用和轮对使用寿命。本文从HXD3型机车弹簧停车制动装置设计原理、控制系统及运用条件出发，深入分析了弹簧停车制动装置动作导致轮对擦伤剥离的原因，提出了解决措施和方案，通过实施取得了良好效果。 关键词HXD3 弹簧制动停车原因分析对策 0 引言 HXD3型电力机车1、6轴加装有UF型复合型制动缸，该型制动缸集成了气动力驱动的带有单向间隙调整器的常用制动缸以及垂直安装的、弹簧力驱动的停放制动缸，具有占用空间小、便于集中控制等优点。但在实际运用中，因机车弹簧停车制动装置设计、操作等方面存在一些缺陷，频繁发生机车弹簧停车制动装置动作导致运用机车轮对严重擦伤、剥离，多次造成临修、区停，严重影响了机车的正常运用和HXD3型机车轮对使用寿命，已成为影响HXD3型运用安全的一个关键问题。 1 问题的提出 1.1 弹簧停车制动装置动作导致轮对擦伤情况统计 我们对安康机务段配属的HXD3型机车2009年5月份至2010年2月份期间机车弹簧停车制动装置（简称弹停装置，下同）动作导致轮对擦伤情况进行了统计汇总，具体情况见表1。 表1：弹簧停车制动装置动作导致轮对擦伤情况统计表
5 HXD30289 09-7-1 右6动轮剥离超限镟修补机 6 HXD30333 09-8-10 Ⅰ右动轮剥离镟修补机 7 HXD30283 09-8-12 M6动轮擦伤超限镟修补机 8 HXD30518 09-8-14 左1轮对剥离超限镟修补机 9 HXD30278 09-8-18 1左右动轮剥离超限镟轮补机 10 HXD30220 09-8-21 1左右动轮踏面有一圈拉 槽，运行中走行部异音大 镟修补机 11 HXD30535 09-8-31 1左右轮对擦伤镟修补机 12 HXD30418 09-9-3 1左右6左右动轮剥离镟修补机 13 HXD30414 09-10-10 动轮1左,6左右剥离超限镟修补机 14 HXD30500 09-11-18 1左右动轮踏面擦伤到限镟修补机 15 HXD30499 09-11-18 1左右动轮踏面擦伤到限镟修补机 16 HXD30110 09-11-18 6左右动轮擦伤到限镟修补机 17 HXD30594 09-12-16 1、6轮对擦伤剥离严重镟修补机 18 HXD30594 10-1-20 1、6轴动轮擦伤镟修1、6轴轮对， 更换弹停双向脉动 阀、双向节流阀及 KP59继电器 补机 19 HXD30272 10-2-6 M1、6动轮擦伤镟修补机 20 HXD30594 10-2-21 右6轮缘剥离超限镟修，切除电控装置 观察运用 补机 21 HXD30600 10-2-24 1、6轴动轮轻微擦伤镟修单机 （1）运用机车弹停装置动作均导致1、6轴轮对同一 位置擦伤，未及时发现长时间运用后造成区域性剥离，个 别机车动轮剥离严重。如2009年12月16日HXD30594 机车作为补机运用过程弹停装置动作，乘务员未及时发现， 机车1、6轴抱闸从广元南站运行至代家坝站，导致轮对 严重剥离（如图1）。 （2）HXD3型机车弹停装置动作导致轮对擦伤问题 主要是作为重联补机运行时发生，当补机停车制动动作后， 压力开关信号进入TCMS后仅对补机切除动力，所以司机