牵引变流器产品介绍

电力机车牵引变流器讲义课件1. 引言电力机车作为现代铁路运输中的重要组成局部，其牵引变流器的设计和运行原理成为了工程师和技术人员的关注焦点。

本讲义课件将介绍电力机车牵引变流器的根本知识和工作原理，帮助读者了解和掌握这一关键装置。

2. 牵引系统概述牵引系统是电力机车的核心局部，负责提供动力和 traction 控制。

牵引变流器作为牵引系统的重要组成局部，将直流电源转换为可变频率和可变电压的交流电源，以满足不同负载和运行条件下的牵引力要求。

3. 牵引变流器的分类牵引变流器按照不同的拓扑结构和控制策略可以分为：逆变式、半控制式和全控制式牵引变流器。

本节将详细介绍各种类型的特点和应用场景，帮助读者全面了解牵引变流器的分类。

3.1 逆变式变流器逆变式变流器是最常用的牵引变流器，通过逆变电路将直流电源转换为可调制的交流电源，其输出波形可以通过调整开关频率和占空比来控制。

该种类型的变流器结构简单，运行可靠。

3.2 半控制式变流器半控制式变流器在逆变式的根底上增加了一些开关元件，以提供更多的控制自由度。

例如，在逆变桥中引入了逆并联三相桥，以实现对输出电流的片段控制，提高了系统的输出性能和稳定性。

3.3 全控制式变流器全控制式变流器是最灵巧和功能最强大的牵引变流器，通过控制所有开关元件的触发时刻和角度来实现对输出电流和电压的精确控制。

该种类型的变流器在特殊的工况下具有更好的调节性能和响应速度。

4. 牵引变流器的工作原理牵引变流器的工作原理是将输入的直流电源转换为可变频率和可变电压的交流电源，为电力机车的牵引系统提供所需的电力。

本节将分别介绍逆变式、半控制式和全控制式变流器的工作原理，并且附有相应的示意图和数学推导。

5. 牵引变流器的控制策略牵引变流器的控制策略直接影响着电力机车的牵引性能和能效。

本节将介绍常见的控制策略，包括感应电动机控制、直流电动机控制、矢量控制等，帮助读者了解这些策略的原理和应用。

6. 牵引变流器的故障诊断与维护牵引变流器作为电力机车的核心部件之一，其故障对电力机车的运行平安和稳定性具有重要影响。

HXD3 牵引变流器
牵引变流器
变流装置用于直流和交流之间电能的变换，并对各种牵引电机器控制和调节作用，从而控制机车的运行。

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合一组辅助变流器。

牵引变流器（CI）为牵引电动机提供三相交流的变压变频（VVVF）电源。

每组牵引变流器主要有四象限整流单元、中间直流电路和PWM逆变单元、真空接触器等主要电路部分和无接点控制单元等控制电路部分构成。

根据车辆的速度，通过矢量控制，精确快速的控制牵引电机的转矩和转速。

牵引变流器参数：
牵引变流器每组容量1400kV·A
额定输入电压单相交流1450V/50Hz
额定输入电流966A
中间电压直流2800V
额定输出电压三相交流2150V
额定输出电流390A
最大输出电流520A
输出频率0~120Hz
效率≧98%
控制电压直流110V
牵引变流器特性简介：
（1）四象限整流单元和逆变单元采用IGBT元件，对牵引和制动实行连续控制，可靠性高，噪声低，省电力。

（2）可靠的保护电路和保护装置。

（3）高性能的电器元件能承受短时冲击。

（4）模块化设计便于故障检出和故障排除。

（5）布线科学，降低电磁干扰，保证电磁兼容要求。

牵引变电站用整流装置产品介绍
一、概述
我公司生产的ZQAN和ZQAF系列产品,是在工矿企业的电气化运输、城市公共交通、市郊电气化铁道等牵引变电站作为直流电源用的整流器,也可以作为其它方面使用的直流电源.
二、特点
1.本装置为柜式结构,各种规格型号均为一面单柜,维修方便.
2.本装置设有过压阻容、熔断、温度过热元件和环境等保护电路.
3.本装置设有熔断预告警电路,当一只元件或快熔损坏后,发出一路预报警信号,当二只及以上元件或快熔损坏后,发出另一路故障报警信号,提供给系统,用于保护设备.
4.本装置设有柜内照明和防潮加热电路.
5.本装置技术先进,质量可靠,符合IEC标准.
三、使用条件
1.环境温度：-15℃～+45℃
2.相对湿度：≤90%20℃时
3.海拔高度：≤1400m
4.垂直倾斜度：≤5%
5.振动条件：无剧烈振动和冲击
6.运行地点：无导电爆炸尘埃,无腐蚀性气体
7.运行环境的风速仅适用自冷设备：≥S
四、技术条件
1.安装方式：户内
2.外壳防护等级LIP20
3.绝缘等级：B级
4.噪音等级：≤65dB无风机；≤80dB有风机
5.负载等级：VIGB3859；
100%额定电流时,连续；
150%额定电流时,2ｈ；
300%额定电流时,1min. 6.过热保护点温度：80℃±5%7.效率：≥97%额定输出条件下
五、规格型号ZQAN系列装置规格数据表
ZQAF系列装置规格数据表。

中国轨道交通牵引变流器行业全景速览内容概述：中国制造商在采用新材料（如碳化硅和氮化镓）、多级变流器和高频率变流器方面进行研发，以提高性能和效率。

根据数据显示，中国轨道交通牵引变流器行业市场规模总体呈现上涨态势，2022年中国轨道交通牵引变流器市场规模约为81.17亿元，需求量约为10709台，均价约为193万元/台。

一、轨道交通牵引变流器概述牵引变流器是列车关键部件之一，安装在列车动车底部，其主要功能是转换直流制和交流制间的电能量，把来自接触网上的1500V直流电转换为0～1150V的三相交流电，通过调压调频控制实现对交流牵引电动机起动、制动、调速控制。

轨道交通牵引变流器行业与轨道交通行业的发展速度和规模与国家产业政策和投资规模密切相关，大量的城市轨道交通建设，为牵引系统提供了很好的发展支撑。

轨道交通牵引变流器可分为直流变流器、交流变流器、IGBT变流器、GTO变流器、SiC 和GaN变流器、单级和多级变流器、动车组/轻轨专用变流器等。

二、产业链轨道交通牵引变流器产业链上游主要为电子器件、IGBT、金属材料等原材料行业，下游主要为轨道交通应用行业。

中国轨道交通牵引变流器行业产业链下游应用领域主要为轨道交通行业，可分成高铁、动车、地铁等，其中高铁占比最重，占比为47.18%，其次为动车，占比为22.78%，最后为地铁，占比为21.09%。

相关报告：《中国轨道交通牵引变流器行业市场全景评估及发展策略分析报告》三、全球轨道交通牵引变流器行业发展现状全球轨道交通牵引变流器市场规模不断扩大，主要受到城市化和轨道交通网络扩展的推动。

市场增长主要受到亚洲地区（特别是中国和印度）和欧洲地区的需求增长的影响，这些地区正在积极投资于高速铁路、地铁和轻轨项目。

自动驾驶技术在轨道交通系统中得到广泛应用，这导致了对更高性能的牵引变流器的需求，以满足自动驾驶列车的要求。

根据数据显示，2022年中国轨道交通牵引变流器行业市场规模约为28.97亿美元。

CRH2型动车组牵引变流器CRH2型动车组牵引变流器(以下简称变流器)由单相三电平脉冲整流器、中间直流电路、三电平逆变器、真空交流接触器等主电路设备以及牵引控制装置、控制电源等控制设备组成。

上述设备安装在1个箱体内，为减轻质量，箱框采用铝合金结构。

每个动车设置一台牵引变流器，每台变流器驱动4台并联牵引电动机。

牵引变流器主电路功能框图参见图7.23，脉冲整流器和逆变器主电路功率模块连接图参见图7.24。

主电路功率开关通状态和输出相电压的关系参照表7.16。

牵引变压器牵引绕组输出的AC1500V、50Hz单相交流电.通过三电平PWM脉冲整流器变换为直流电，经中间直流回路将DC@@@@600～3000V(再生制动时稳定在3000V)的直流电输出给牵引逆变器，牵引逆变器输出电压、频率可调的三相交流电(电压为O～2300V，频率为O～220Hz)驱动牵引电动机。

三电平逆变器采用异步调制、5脉冲、3脉冲和单脉冲相结合的控制方式。

变流器取消了中间直流回路的二次滤波环节.牵引变压器不需设置二次滤波电抗器，使得二者质量均得到大幅度降低。

牵引变流器外形如图7.25，结构图如图7.26.外形尺寸如图7.27，内部接线图如图7.28，主要组成部件如表7.17。

箱体中央位置配置脉冲整流器功率模块(2台)和逆变器功率模块(3台)。

牵引，变流器靠列车侧面配置两台电动鼓风机(主鼓风机)，向功率模块冷却器送风。

箱体内部集中设置真空接触器、继电器单元和牵引控制装置等，便于集中检杏。

7.5.1脉冲整流器工作原理和技术参数7.5.1.1概述动车组的脉冲整流器部分由单相三电平电压型PWM脉冲整流器和交流接触器K构成。

可实现交流电网侧功率因数接近1；电网电流尽可能接近正弦，消除谐波，最大限度地提高电网的经济效益，减少电网对周围环境的电磁污染；在电网电压或负载发生变化时，能够维持中间直流电压的稳定，给电动机侧逆变器提供良好的工作条件。

脉冲整流器还可以实现牵引、再生工况间快速平滑地转换，牵引时作为整流器，再生制动时作为逆变器。