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交流传动电力机车主变流器原理及功能介绍摘要：本文详细介绍大功率交流传动电力机车主变流器的电路原理、结构特点、工作方式、理论基础、安全保护方法与实施情况。
关键词：交流传动；机车主变流器；四象限整流器、PWM逆变器。
一、引子大功率交流传动电力机车主变流器是机车交流传动系统的核心构成。
在正常的牵引/制动工况下，主变流器内的牵引控制单元接收司机控制指令，控制各变流器单元实现电源从工频、高压不可控单相交流电源到三相可控变压、变频的交流电源的转化，拖动异步牵引电动机，实现对牵引电机的控制。
二、主变流器的电路原理大功率交流传动电力机车采用交—直—交电传动方式，主变压器的次边牵引绕组向主变流器中的四象限脉冲整流器供电，实现电源从交流到直流的转换；四象限脉冲整流器输出形成一个中间直流电路，变流器直流环节实现二次谐波吸收、直流储能、各种保护；中间直流电路向电压型牵引逆变器供电，实现直流到3相交流的VVVF变换，拖动一台异步牵引电动机，实现机车牵引电机轴控方式。
牵引时能量从电网流向电机，电能转化为机械能；制动时过程相反，机械能转化为电能回馈电网。
主变流器内部设置有向加热装置提供交流电源的接口，使机车电传动系统可以根据需求进行合理配置。
主变流器电路原理如上图1所示，按照功能可分为：四象限变流电路（输入电路）、中间直流电路、VVVF逆变电路（输出电路）。
2.1四象限变流器2.1.1 四象限变流器电路构成如图1所示，四象限变流器通过主变压器的牵引绕组得电，每组四象限变流电路由1个充电电阻、1个预充电接触器、一个主接触器及1个四象限变流器构成，四象限脉冲整流器由一个功率模块单元构成，其每一臂IGBT模块组成。
四象限变流器将交流电变换成直流电向中间回路供电。
2.1.2 四象限变流器工作原理正常情况下，主变流器刚启动工作时，中间电压为零，所以首先开始预充电，此时主接触器断开，预充电接触器闭合，四象限以自然整流方式向中间回路电容充电，预充电电阻的作用在于限制充电电流。
交直传动电力机车主电路介绍交直传动电力机车是一种运用交流和直流电力传输方式的机车。
其主电路是机车电力系统的核心组成部分，负责接收、传输和转换电力。
本文档将详细介绍交直传动电力机车主电路的结构、功能以及关键组件。
结构交直传动电力机车主电路由多个部分组成，包括交流电源、直流电源、控制电路、逆变器、换相器等。
交流电源交流电源是机车电力系统的主要供电来源，采用的是交流电源的原因是交流电可以更轻松地传输长距离，并且通过变压器可以方便地升压或降压。
交流电源通常由变电站或电网提供，经过整流装置将交流电转换为直流电供给机车。
直流电源直流电源由交流电源通过整流装置转换而来，直流电源主要供给机车内部的直流电动机。
直流电源具有稳定的电压特性，能够提供给直流电动机所需的稳定电流。
控制电路控制电路是机车电力系统中的重要组成部分，负责调节电力传输和控制机车运行。
控制电路通常包括电力传输开关、保护装置、信号处理装置等。
通过控制电路，机车驾驶员可以控制机车的速度、方向以及实施紧急制动等操作。
逆变器是交直传动电力机车主电路中的关键组件，负责将直流电源转换为交流电源。
逆变器采用高效的电力转换技术，能够将直流电转换为需要的交流电频率和电压，以供给交流电动机使用。
换相器换相器是交直传动电力机车主电路的另一个重要组成部分，负责实现交流电动机的换相操作。
换相器将交流电源的相位和频率转换为电动机所需的电流波形，以控制电动机的转动方向和速度。
功能交直传动电力机车主电路的主要功能包括以下几个方面：主电路负责将外部供给的电力传输到机车各个部件中，包括直流电动机、交流电动机、辅助设备等。
通过电力传输，机车能够获得所需的动力以推动车辆运行。
电力转换主电路中的逆变器和换相器负责将直流电源转换为交流电源，以供给交流电动机使用。
通过电力转换，机车能够实现高效的电能利用，并且灵活控制交流电动机的运行状态。
控制机车运行通过控制电路，机车驾驶员可以对机车进行速度、方向和制动等操作。
