辅助变流器

HXD1C机车辅助变流器模式1. 引言HXD1C机车是中国铁路总公司研制的一种交流传动的电力机车，具有运输能力强、运行可靠等优点。

为了满足机车在不同运行条件下的需求，HXD1C机车采用了辅助变流器模式。

本文将介绍HXD1C机车辅助变流器模式的原理和应用。

2. 辅助变流器模式概述辅助变流器模式是指将机车牵引变流器中的一个或多个逆变桥用作辅助供电系统的一种工作模式。

在HXD1C机车中，辅助变流器模式主要用于为机车辅助设备供电，包括车内照明、暖风设备、通信设备等。

3. 辅助变流器模式原理HXD1C机车的牵引变流器是通过调节逆变桥的触发脉冲来控制交流电机的转矩和速度。

当机车处于牵引或再生制动模式时，逆变桥会接收来自主供电系统的电能，并将其转换为机车所需的交流电。

而在辅助变流器模式下，牵引变流器中的一个或多个逆变桥会被切换到辅助供电系统，以满足辅助设备的供电需求。

这种切换是通过控制系统中的逻辑电路和开关来实现的。

4. 辅助变流器模式应用辅助变流器模式在HXD1C机车中广泛应用于许多方面，包括：4.1 车内照明机车运行过程中，车内需要提供足够的照明，以确保驾驶员和乘客的安全。

辅助变流器模式可将逆变桥切换到辅助供电系统，为车内照明设备提供电力。

4.2 暖风设备在寒冷的季节里，机车内部的暖风设备对于驾驶员和乘客的舒适性至关重要。

辅助变流器模式可为暖风设备提供所需的电力。

通过切换逆变桥，机车可以通过辅助供电系统来驱动暖风设备。

4.3 通信设备HXD1C机车上还装备有各种通信设备，包括语音对讲机、无线电台等。

这些设备需要稳定的供电才能正常工作。

辅助变流器模式可以为这些通信设备提供所需的电力，确保通信畅通无阻。

4.4 其他辅助设备除了上述应用外，辅助变流器模式还可以为其他辅助设备提供电力，如车门控制系统、列车信息显示屏等。

5. 结论HXD1C机车辅助变流器模式是一种为辅助设备提供电力的工作模式。

通过切换机车牵引变流器中的逆变桥，可以将电能转换为所需的交流电，满足机车内部各种辅助设备的供电需求。

交流传动电力机车辅助变流器的原理及作用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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辅助变流器的设计HXD1C型6轴7 200 kW货运电力机车是用于干线铁路的大功率交流传动电力机车，该机车采用了具有完全自主知识产权的电气交流传动系统，结束了长期以来国内大功率交流传动电力机车电气系统核心技术被国外公司垄断并完全依靠进口的局面。

辅助变流器为HXD1C型电力机车电气系统的重要组成部分，每台机车配有2个辅助变流柜，为机车辅助负载提供三相交流电源。

正常工况下，2台辅助变流器都工作时, 一台为变频变压型（VVVF），一台为恒频恒压型（CVCF），互为冗余；当其中任意一台故障时，另一台只能工作于CVCF模式，为所有的辅助负载提供电源。

1.主电路及技术参数该辅助变流器采用单相桥式四象限整流＋两电平三相桥式逆变的主电路形式。

从机车牵引变压器辅助绕组获取单相交流电压，经四象限整流器转换为恒定直流电源，并通过支撑电容进行能量储存，然后由逆变器将恒定直流电源转换为三相PWM交流电，再通过LC 滤波器为机车辅助负载提供三相正弦交流电压。

在输入端、支撑电容端及输出端配置电压传感器，实现对输入电压、中间直流电压及三相输出电压的监视及保护；输入端及逆变器模块输出端配置电流传感器，实现对输入电流及输出电流的监视及保护。

图1是辅助变流器的主电路图。

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辅助变流器的主要技术参数如下：额定容量248 kVA 额定输入电压单相交流470 +112.8V额定输入电流474 A 输入电压频率50 Hz输出电压CVCF（440±44）V2.总体结构辅助变流器的总体结构布置如图2所示。

柜体外形为立式长方体，外形尺寸为1 200 mm×1 050 mm×2 000 mm（长×宽×高）。

柜体外壳采用不锈钢材料制作，为全密封、整体散热结构，能满足IP54防护等级。

柜内发热部件采用强迫风冷的方式散热，风道入口装有防尘过滤网，使辅助变流器可用于环境较恶劣的场合。

柜体内部主要部件（如整流器模块、逆变器模块、支撑电容模块、控制单元等）采用模块化设计，便于安装、检修及维护。

辅助变流器启动步骤针对辅助变流器的工作性质、组成、负载特性，辅助变流器启动必须确保主电路、控制系统和负载的安全。

在辅助变流器的正常启动之前，辅助变流器相应配置应准备好，辅助变流器状态良好，负载电路无故障或者已隔离故障部件。

辅助变流器的启动主要包括以下步骤：一、系统初始化系统初始化就是对辅助变流器状态进行自检，确保辅助变流器已做好了投入工作的准备。

闭合辅助变流器开关，通过辅助变流器柜体TI插头T1：6和T1：7将DC110V 控制电源施加，经过电源滤波组件RC1，将110V电压传送到开关电源板，控制箱开关电源插件启动，系统自检开始，CPU对各插件、传感器及模块同步信号进行检查，各插件工作正常、部件状态正常时，KM1中间接触器闭合，检查控制箱的各插件面板指示灯状态如下：◆确认模拟入出板上三个开关都打到正常位；◆DIO插件：2A灯亮逆变器风机开关闭合，5B灯亮辅助变流器正常，1A灯亮代表本台辅变为CVCF，1A灯灭代表本台辅变为VVVF；◆开关电源插件：11B绿灯亮开关电源板正常工作；◆四象限插件：1A、12AB、13AB闪动，10A亮，系统有有同步信号，无启动信号；27A灯亮同步信号正常。

◆逆变器插件：29B灯闪烁程序运行正常；30A,30B,31A慢闪逆变器R、S、T相脉冲指示灯；◆CPU插件：5B灯闪烁CPU板工作正常，6B灯亮控制体统与网络通信正常；◆控制箱风扇层正常运转；此时自检结束，辅助变流器已做好准备。

若辅助变流器存在故障，CPU板接受到故障信息，第一时间将终端KM1中间接触器线圈的110V电源信号，KM1断开。

自检结束，辅助变流器未做好准备。

故障信息通过网络通讯传送、显示及记录。

二、电路预充电系统初始化正常，机车升弓后网压同步信号传送给辅助变流器，通过同步变压器TB1，将100V的网压同步信号传送给模拟入出板和四象限板，之后送给CPU板，CPU板5A灯亮（有网压）。

合主断路器，ACU接受到网络传送的启动信号，SV1电压传感器对输入电压进行检测，确定输入电压无异常之后，辅助变流器开始启动。

HXD3型电力机车辅助电路分析HX D3型电力机车辅助电路分析电力机车辅助系统是机车的重要组成部分，其作用是为机车牵引及制动系统提供保障，包括通风、冷却系统、压缩机及空调等。

辅助变流系统为机车辅助系统提供三相交流电源，属于机车自用电部分。

辅助变流系统的性能好坏，直接关系到机车能否正常运行。

HX D3型电力机车的辅助电路由辅助变流器供电电路、110 V充电电源模块电路、辅助加热装置电路和辅助电路的保护电路四部分组成。

辅助电路如图1所示。

1．辅助变流器供电电路HX D3型电力机车辅助变流系统采用两电平式的交-直-交流变流器，将来自于主变压器辅助绕组的单相交流电能变换为三相PWM电压输出，通过滤波电感和滤波电容的平波整形作用，获得准三相正弦波电压，供给辅助电动机驱动辅助装置运转。

由此可见，辅助变流器供电电路主要由辅助变流器、滤波装置和负载电路三部分组成。

（1）辅助变流器HX D3型电力机车设有两套辅助变流器UA11、UA12。

在正常情况下辅助变流器UA11、UA12全部工作，基本上以50％的额定容量工作，辅助变流器UA11工作在VVVF方式，辅助变流器UA12工作在CVCF方式，分别为机车辅助电动机供电。

当某一套辅助变流器发生故障时，不需要切除任何辅助电动机，另一套辅助变流器即可承担机车全部的辅助电动机负载。

此时，该辅助变流器按照CVCF方式工作，确保机车辅助电动机供电系统的可靠性。

两套辅助变流器UA11、UA12分别同两套主变流器安装在一起，组成功率变流柜。

辅助变流器（APU）单独采用强制风冷方式。

图1 HX D3型电力机车辅助电路原理图辅助变流器由四象限脉冲整流器、中间直流回路和两电平式PWM 逆变器组成，变流元件采用IGBT元件。

辅助变流器UA11、UA12的脉冲整流器由主变压器二次侧3U1-3V1和3U2-3V2线圈供电，将单相交流电转换为恒定电压的直流电，供给逆变器单元将其转换为三相交流电，对辅助电动机分类供电。

辅助变流器IGBT的工作原理
辅助变流器的整流器模块及逆变器模块均采用了IGBT元件并联技术，即每个桥臂上2个IGBT元件并联。

IGBT元件并联技术的关键是优化其并联的静态特性及动态特性：通过IGBT元件的合理布局及对称布线，获得良好的静态并联特性；通过IGBT元件的选型、参数的一致性、门极驱动技术的优化，获得良好的动态并联特性。

辅助变流器的整流器、逆变器模块包含散热器、IGBT元件、复合低感母排、驱动单元以及温度检测单元、电源模块等，是功能独立的高度集成功能模块。

辅助变流器接线图
由于开关元件的di /dt在其快速关断过程中很大，会产生较大的尖峰过电压（其值为Δu=Ls(di/dt)，式中Ls为线路中杂散电感与元器件上分布电感的总和），对开关元件极为不利。

在选用无感或低感元器件后，主电路的电感就取决于元器件的连接形式[3]。

在对元器件合理布局的基础上，辅助变流器中模块与中间直流环节支撑电容的连接采用了低电感复合母排技术，大大降低了主电路上的分布电感，有效地抑制了尖峰过电压Δu，保证IGBT元件运行于安全工作区。

辅助变流器是机车电气系统及通风系统的重要组成部分，采用车
外进风、车内排风的通风方式，承担着为机械间供风的任务。

通过合理的风道设计以及大量的风道实验验证，该辅助电源在结构上较好地解决了散热、柜体密封和快速检修等各项关键技术，同时也保证了机车运行时对风量的需求。

考虑到冬季低温时机械间的温度，在风道设计时，留有进风调节口，在冬季工作时可以通过调节进风口状态，实现部分车内进风，以调节机械间温度。

目前，该辅助变流器已批量装于HXD1C型电力机车上，运行稳定、可靠，能满足该型电力机车的运用要求。

HXD2型电力机车辅助变流器介绍和常见故障处理摘要：本文针对HXD2大功率电力机车辅助变流器（简称辅变）原理、组成和辅助变流柜柜体布局进行了详细介绍，并分析了辅变故障机理和运行中常见的故障类别及处理方法。

关键词：HXD2 辅助变流器原理和组成故障处理1 引言HXD2型电力机车是干线货运用八轴大功率交流电传动电力机车。

由原中国北车集团大同电力机车有限责任公司与法国阿尔斯通交通运输股份有限公司联合开发。

从2006年到2008年，分三个阶段总共交付180台机车，编号为HXD20001-HXD20180，全部配属原太原铁路局湖东机务段，运行于大秦铁路、同蒲线及宁可线，牵引重载货运列车[1]。

辅助变流器是交流传动电力机车必不可少的、重要组成部分，主要为机车辅助负载提供三相或单相交流电源，或为充电机提供供电电源。

辅变故障的解决对机车能否正常运行至关重要。

2 辅助变流器HXD2型电力机车共有A、B两节，每节机车包含1台辅助变流柜，是由两组辅助变流器、一组充电机电路和一组 AC220V 电路组成，其中辅助变流器一组为定频输出，另一组为变频输出。

定频输出为泵类等不需要变频功能的负载供电，输出为 380Vac(50Hz)；变频输出为风机类需要变频功能的负载供电,三种输出方式380Vac(50Hz)、304Vac(40Hz)和 190Vac(25Hz)。

2.1 辅助变流器组成两组变流器硬件电路和器件参数完全相同，主要由输入电路，中间电路和输出电路组成。

输入电路主要由输入熔断器（CC（ENT）CVS）、电压传感器（CA（U-ENT）CVS）、电压检测器（IT（DC）FI-CVS）、滤波电阻（R-FI（ENT）CVS、滤波电容（CAP-FI（ENT）CVS）、放电电阻R（DC）FI（ENT）CVS、电流传感器（CA（I-IT）CVS）、斩波模块（PAN-HC-CVS）和滤波电抗器（SF-FI（IT）CVS）等组成；中间电路主要由电压传感器（CA（U-IT）CVS）、电压检测器（IT（DC）FI-CVS）和过压保护模块（PAN-ECR-CVS）组成；输出电路主要由逆变模块（PAN-OND-CVS）、输出滤波电抗器（SF-FI-OND-CVS）、输出电流互感器（TFI-ONDR-CVS、TFI-ONDS-CVS、TFI-ONDT-CVS）、输出电压传感器（CA（U-380）CVS）、输出接触器和故障切换接触器组成[2]。