CRH2动车组辅助变流器设计说明--
- 格式：ppt
- 大小：3.74 MB
- 文档页数：24
下载文档原格式
合集下载
关于CRH2型动车组牵引变流器工作原理及常见故障分析
关于CRH2型动车组牵引变流器工作原理及常见故障分析作者：王洪涛来源：《中国科技博览》2018年第34期[摘要]本文介绍了CRH2型动车组动力单元中牵引变流器的结构及工作原理，动车组运用过程中常见故障，并详细介绍了故障处理方法。
[关键词]CRH2型动车组；牵引变流器；常见故障中图分类号：TD540 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）34-0033-01一、高压及牵引控制系统概述动车组由动车、拖车组成，其中动车含有牵引驱动系统，拖车不含牵引等高压系统。
动车组通过车顶受电弓将25kv、50Hz单相交流电引致牵引变压器，牵引变压器将单相交流电转化为牵引变流器及客室、风机、辅助控制用电设备等。
动力单元列车一般含有一台牵引变压器，每台牵引变压器供两台牵引变流器工作；每辆动车含有一台牵引变流器，每台牵引变流器驱动4台牵引电机。
牵引工况下，牵引变流器将接触网25kv、50Hz单相交流电转化为牵引电机所需电源，驱动牵引电机；制动工况下，牵引变流器将牵引电机转化的电能反馈给接触网。
牵引电机一般采用3相鼠笼型感应电机，牵引电机非传动端安装有速度传感器，传感器将采集的数据提供给牵引变流器及制动控制装置。
其中拖车通过轴端速度传感器采集速度信号，提供给本车制动控制装置。
二、牵引变流器工作原理牵引变流器包括主电路设备、控制电路、冷却系统组成，其中主电路包括电平脉冲整流模块、中间直流电路、三电平逆变模块、交流接触器、充电单元、继电器单元等；控制电路包括无触点控制装置、门极电源等；冷却设备包括主风机、辅助风机、热交换器等。
整流部分将单相交流电转化为中间直流电压，逆变部分将中间直流电压转化为三相交流电，供牵引电机使用。
2.1 整流部分整流部分包括单相3级PWM脉冲整流模块，其将牵引变压器二次侧电压1500V、50Hz整流成中间直流电压。
通过无触点控制装置的IPM选通控制，实现输出直流电压2600～3000V定电圧控制、牵引变流器原边侧电压电流功率因数1控制。
CRH2辅助供电系统1.18
一、概述
辅助供电系统具有以下特点
辅助供电系统的供电母线在动车组全列车贯通。 辅助供电系统的负载种类多，需要提供的电源规格多，布线 复杂。 辅助变流器向轻量化、小体积发展，近年均采用IGBT元件和 高频电力电子技术来提高效率和可靠性。 2
第三章 辅助供电系统
辅助供电系统功能
动车组是电力牵引列车，电力均来自AC25KV牵引供电电网，经 受电弓进入牵引变压器原边绕组，再由牵引变压器的次级绕组或主 变流器的直流环节进入辅助变流器。 辅助供电系统为空气压缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、 空气调节系统、采暖、照明、旅客信息系统、控制、广播、列车无 线等设备提供电源。 上述负载要求辅助供电系统具有包括三相AC380V母线、AC220V 母线、DC110V母线等输出。
第三章 辅助供电系统
第三章 辅助供电系统
第一节 辅助供电系统构成与功能 一、概述 二、辅助供电系统工作原理 第二节 CRH2动车组辅助供电系统 一、概述 二、工作原理
1
第三章 辅助供电系统
第一节 辅助供电系统构成与功能
辅助供电系统为动车组上除牵引动力系统之外的所有用电设备 提供电力，是动车组技术的重要组成部分，各型动车组的辅助供电 系统各有特色。
6
第三章 辅助供电系统
牵引变流器直流环节辅助供电模式
CRH1动车组辅助供电系统工作原理示意图
7
第三章 辅助供电系统
二、辅助供电系统工作原理 牵引变流器直流环节辅助供电模式 CRH5动车组 AC25kV高压电经牵引变压器降压后输入牵引变流器， 辅助供电系统由牵引变流器上的 3600VDC中间直流环节电 压供电，经过处理后得到三相380VAC 和24VDC两路电源。
21
DC100V系统工作原理
CRH2动车组辅助变流器设计说明PPT精选文档
类别
交流３相
交流单相
直流 （辅助整流器箱）
内置ＡＴr （不稳定）输出
额定电压
ＡＣ４００Ｖ
ＡＣ１００Ｖ
ＡＣ２２０Ｖ
ＤＣ１００Ｖ
ＡＣ１００Ｖ
额定输出
１２３ｋＶＡ
１２ｋＶＡ
１２ｋＶＡ
５８ｋＷ
２２ｋＶＡ
电压精度
±１０％
同左
同左
±１０％
＋２６％～－４１％
频率
５０Ｈｚ±１％
同左
同左
－
５０Ｈｚ
二.APU介绍
保护设定
二.APU介绍
表续
二.APU介绍
三.ARf介绍
ARf原理 ARf主电路图如下：
三.ARf介绍
辅助整流器箱为自冷却方式，是由整流器变压器（ＴＲ２）、整流二极管单元（Ｒｆ）、具有让输出电压拥有下降特性的电阻（Ｒ１２）,降压变压器（ＴＲ３,ＴＲ４）等构成。 ＡＰＵ输出的ＡＣ４００Ｖ ３相 ５０Ｈｚ交流电源通过整流器用变压器（ＴＲ２）进行变压，由３相电桥的二极管整流电路变为ＤＣ１００Ｖ。因为ＤＣ１００Ｖ贯穿着编组，为了把各个辅助整流器的输出电流均等化，在辅助整流器输出部上设置了调整电阻０．００５Ω，具有下降特性。
一.概述
辅助变流器技术参数 输入电源参数 ①额定电压 ＡＣ４００Ｖ（５０Ｈｚ）单相 ②电压变动范围 ＋２４％～－３１％（连续）， －３７％（１０分钟） 使用条件 ①环境温度 －２５～＋４０℃（外界温度） 输出电压种类和技术参数
三.ARf介绍
ARf内部结构 ARf正面器件分布图
变压器400V/220V,12KVA
变压器400V/100V,22KVA
变压器400V/78V,65KVA
CRH_(2A)动车组辅助变流装置介绍及故障分析
文献标志码 ： Ａ ｄ ｉｌ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ —７ ４ ． ０ ２ ０ ． ９ ｏ ： Ｏ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ８ ８ ２ ２ １ ． ５ １ ｓ
中 图分 类 号 ： ６ ． ． ６ Ｕ２ ６ ２ ５
Ｃ ＲＨ。型动 车 组是 由南 车 青 岛 四方 机 车 车辆 股 份
安全 ， 同 时 也 暴 露 出 一 些 问 题 ， １为 武 汉 铁 路 局 但 表
Ｃ 型动 车组辅 助变 流器 近几年 运用故 障统 计 。 ＲＨ
从 以上统计 的 １ ２起 故 障来 看 ， 中运 用 保 养 不 到 其 位 ２起 ， 品本 身 质 量 问题 ４起 ， 载设 备 不 良引起 辅 产 负 助变流器 故 障 ６起 ， 起 这 些 故 障不 仅 有 设 计 上 的原 引
有 限公 司 生产 的 ８编组 ２ ０ｋ ｈ交 流动 车 组 ， 内配 ０ ｍ／ 车
Ａ Ｕ 的负 载容量 ； Ｐ ③其 电路 采 用 Ｉ Ｔ元 件 设 计 ， ＧＢ 电路 采用 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ单 相 变 频 ＋Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ双 相 变 频器 的方 式 ， 使用 １２ ０Ａ， ７ ０Ｖ 的 Ｉ Ｂ 通过 使 用 大 电流 、 ０ １ ０ Ｇ Ｔ， 高耐 压 元 器件 ， 实现 了小型 化 、 量化设 计 。 轻
Ｄ２ １ ５次 （ 北京 西一 汉 口） 行 途 中发 生 Ｃ Ｈ ５ ０ 运 Ｒ ０ １ ０车 辅助 电源装 置故 障 （ 代码 １ ５ ， ３ ） 造成停 车 晚点 。
造 成辅 助 电源 装置故 障 （ 代码 １ ５ 的主要 原 因 有 ４ ３）
点 ：１ ＡＰ （ ） Ｕ三 相 电压 Ａ ４ ０ 输 出接 地 ；２ 负 载设 备 Ｃ ０Ｖ （）
２ 典 型 故 障 分 析
中 图分 类 号 ： ６ ． ． ６ Ｕ２ ６ ２ ５
Ｃ ＲＨ。型动 车 组是 由南 车 青 岛 四方 机 车 车辆 股 份
安全 ， 同 时 也 暴 露 出 一 些 问 题 ， １为 武 汉 铁 路 局 但 表
Ｃ 型动 车组辅 助变 流器 近几年 运用故 障统 计 。 ＲＨ
从 以上统计 的 １ ２起 故 障来 看 ， 中运 用 保 养 不 到 其 位 ２起 ， 品本 身 质 量 问题 ４起 ， 载设 备 不 良引起 辅 产 负 助变流器 故 障 ６起 ， 起 这 些 故 障不 仅 有 设 计 上 的原 引
有 限公 司 生产 的 ８编组 ２ ０ｋ ｈ交 流动 车 组 ， 内配 ０ ｍ／ 车
Ａ Ｕ 的负 载容量 ； Ｐ ③其 电路 采 用 Ｉ Ｔ元 件 设 计 ， ＧＢ 电路 采用 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ单 相 变 频 ＋Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ双 相 变 频器 的方 式 ， 使用 １２ ０Ａ， ７ ０Ｖ 的 Ｉ Ｂ 通过 使 用 大 电流 、 ０ １ ０ Ｇ Ｔ， 高耐 压 元 器件 ， 实现 了小型 化 、 量化设 计 。 轻
Ｄ２ １ ５次 （ 北京 西一 汉 口） 行 途 中发 生 Ｃ Ｈ ５ ０ 运 Ｒ ０ １ ０车 辅助 电源装 置故 障 （ 代码 １ ５ ， ３ ） 造成停 车 晚点 。
造 成辅 助 电源 装置故 障 （ 代码 １ ５ 的主要 原 因 有 ４ ３）
点 ：１ ＡＰ （ ） Ｕ三 相 电压 Ａ ４ ０ 输 出接 地 ；２ 负 载设 备 Ｃ ０Ｖ （）
２ 典 型 故 障 分 析
CRH_2A_动车组辅助变流装置介绍及故障分析_戴舜华
（２）２０１０ 年 ６ 月 ５ 日，ＣＲＨ２０５５Ａ 动 车 组 在 运 行 中发现８车报辅助电源装置故 障１３５，进 行 复 位 操 作 故 障未能消除，通过远程投入 ＢＫＫ 进行扩展供电。
动车组入库后，进 行 大 复 位 操 作 故 障 未 能 消 除，对 ８ 车 运 行 配 电 柜 各 部 件 仔 细 检 查 ，未 发 现 任 何 异 常 ；对 ８ 车底辅助电 源 装 置 本 体 检 查 发 现 ＡＰＵ 内 部 电 压 传 感 器烧损，此故 障 属 ＡＰＵ 内 部 自 身 故 障，属 配 件 质 量 问
通过 ＭＯＮ 网络 屏 查 看，报 出 ２２５ 代 码 故 障，说 明 辅 助 电 源 装 置 ＩＶＫ１Ｄ 主 接 触 器 未 接 通，从 而 围 绕 ＩＶＫ１ 主接触器进行故障查找。
动车组入 库 后 检 修，通 过 断 ＶＣＢ、降 弓 断 主 断 路 器，到车下打开底板，投入 ＤＣ １００Ｖ 主控，将（ＴＳＴ０）、 （ＴＳＴ１）开关一 起 向 上 侧 合 上 使 用 ＰＷＢＵ 空 档 试 验 功 能低压自 检，ＩＶＫ１ 主 接 触 器 仍 没 有 吸 合。ＩＶＫ１ 主 接 触器闭合流 程：ＰＷＢＵ 微 机 控 制 单 元 发 出 低 压 指 令—
２车主变压器 三 次 侧 接 地 ，辅 助变流器无电
７车１位空调装置压缩机１烧损接地， 绝 缘 不 良 。 更 换 ２０５３０７ 车 空 调 压 缩 机 １，恢 复 正 常
１车供排气装置逆变电源风扇烧损， 导致发生三次侧接地故障 更 换 风 扇 ，消 除 故 障
故障归类 负载故障， 过流保护
负载故障， 过流保护
戴 舜 华 ，罗 胜 飞 （武汉铁路安全监管办 驻武汉动车段验收室，湖北武汉 ４３００６４）
摘 要 简要介绍 ＣＲＨ２Ａ 型动车组辅助变流装置结构原理、故障分析及改进建议。 关 键 词 动 车 组 ；辅 助 变 流 ；结 构 原 理 ；故 障 分 析 中 图 分 类 号 ：Ｕ２６６．２．５＋６ 文 献 标 志 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－７８４２．２０１２．０５．１９
动车组入库后，进 行 大 复 位 操 作 故 障 未 能 消 除，对 ８ 车 运 行 配 电 柜 各 部 件 仔 细 检 查 ，未 发 现 任 何 异 常 ；对 ８ 车底辅助电 源 装 置 本 体 检 查 发 现 ＡＰＵ 内 部 电 压 传 感 器烧损，此故 障 属 ＡＰＵ 内 部 自 身 故 障，属 配 件 质 量 问
通过 ＭＯＮ 网络 屏 查 看，报 出 ２２５ 代 码 故 障，说 明 辅 助 电 源 装 置 ＩＶＫ１Ｄ 主 接 触 器 未 接 通，从 而 围 绕 ＩＶＫ１ 主接触器进行故障查找。
动车组入 库 后 检 修，通 过 断 ＶＣＢ、降 弓 断 主 断 路 器，到车下打开底板，投入 ＤＣ １００Ｖ 主控，将（ＴＳＴ０）、 （ＴＳＴ１）开关一 起 向 上 侧 合 上 使 用 ＰＷＢＵ 空 档 试 验 功 能低压自 检，ＩＶＫ１ 主 接 触 器 仍 没 有 吸 合。ＩＶＫ１ 主 接 触器闭合流 程：ＰＷＢＵ 微 机 控 制 单 元 发 出 低 压 指 令—
２车主变压器 三 次 侧 接 地 ，辅 助变流器无电
７车１位空调装置压缩机１烧损接地， 绝 缘 不 良 。 更 换 ２０５３０７ 车 空 调 压 缩 机 １，恢 复 正 常
１车供排气装置逆变电源风扇烧损， 导致发生三次侧接地故障 更 换 风 扇 ，消 除 故 障
故障归类 负载故障， 过流保护
负载故障， 过流保护
戴 舜 华 ，罗 胜 飞 （武汉铁路安全监管办 驻武汉动车段验收室，湖北武汉 ４３００６４）
摘 要 简要介绍 ＣＲＨ２Ａ 型动车组辅助变流装置结构原理、故障分析及改进建议。 关 键 词 动 车 组 ；辅 助 变 流 ；结 构 原 理 ；故 障 分 析 中 图 分 类 号 ：Ｕ２６６．２．５＋６ 文 献 标 志 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－７８４２．２０１２．０５．１９
CRH2动车组辅助变流器设计说明--解析
Page
12
二.APU介绍
继电器单元各种信号输出 ①ＡＲｆＫ闭合：ＡＰＵ的输入电压一旦被确立（ＡＣ２ ５０Ｖ以上）的话，由来自ＣＰＵ的指令，ＡＲｆＫＲ被 励磁（CN2插座的5脚即“101X”线得电），ＡＲｆＫ闭 合。在ＡＰＵ停止的时候，变频器、逆变器变为ＯＦＦ， ２０秒之后ＡＲｆＫ断开。 ②ＡＰＵ故障：ＡＰＵ发生重故障的情况下，通过来自Ｃ ＰＵ的指令，对ＡＰＵＦＡＵ进行励磁。常闭触点断开， CN1插座的10脚与16脚即M100线与M135线断开。常开 触点吸合，CN2插座的20脚即93C线得电。由此，向监视 器发出ＡＰＵ故障信号。 ③瞬间停电检测：ＡＰＵ的输出在停止的情况下，根据Ｃ ＰＵ的指令，向外部输出瞬间停电检测信号（CN2插座的 6脚即112G线得电）。（停电最短为０．５秒）
Page
3
一.概述
①额定电压 ②电压变动范围 使用条件 ①环境温度 输出电压种类和技术参数
类别 交流３相
输入电源参数
辅助变流器技术参数
ＡＣ４００Ｖ（５０Ｈｚ）单相 ＋２４％～－３１％（连续）， －２５～＋４０℃（外界温度）
交流单相
－３７％（１０分钟）
直流 （辅助整流器箱） ＡＣ２２０Ｖ １２ｋＶＡ 同左 同左 － ＤＣ１００Ｖ ５８ｋＷ ±１０％ － －
变压器TR1
电抗器ACL2
ACL1+ATr
Page
9
二.APU介绍
APU后端
APU前端
风机
14
滤网15
Page 10
二.APU介绍
APU动作逻辑说明
Page
11
二.APU介绍
动作： APU启动： ①控制电源ＯＮ：ＣＶＤＲ继电器被励磁（继电器单元中）。（CN1插座的9脚与15脚 即M435线及M436线闭合）。 ②ＡＰＵ起动：控制电源闭合后，再闭合ＶＣＢ的话，ＡＰＵ的输入电压确立，ＡＰＵ 开始起动。 ＶＣＢ闭合后，控制电源再被闭合的话，ＡＰＵ的ＣＰＵ初期复位、然后起动开始。 ③ＤＣＨＫ的闭合：ＡＰＵ的输入电压一旦被确立（ＡＣ２５０Ｖ以上），通过来自Ｃ ＰＵ的指令，ＤＣＨＫＡＲ被励磁（继电器单元中） ，ＤCＨＫ主触头断开。 ④ＩＶＫ２的闭合：ＤＣＨＫ线圈吸合0.５秒后，由来自ＣＰＵ的指令，ＩＶＫ２ＡＲ 被励磁（继电器单元中）。IVK2闭合。 ⑤ＩＶＫ１的闭合：ＩＶＫ２被闭合开始１．５秒之后，由来自ＣＰＵ的指令，ＩＶＫ １ＡＲ被励磁（继电器单元中） 。ＩＶＫ１被闭合，IVK2断开，０．５秒后变频器 进行软起动。变频器的输出电压在达到DC７００Ｖ的时候，逆变器的输入电压被确 立，０．５秒之后逆变器进行软起动。 ⑥３ＰｈＭＫ的闭合：ＩＶＫ１闭合起０．５秒之后，由来自ＣＰＵ上的指令，ＡＰＵ ＫＡＲ被励磁（继电器单元中） ，３ＰｈＭＫ闭合。 ＡＰＵ停止： ＶＣＢ变为ＯＦＦ、如没有输入电压（ＡＣ２５０Ｖ未满），ＡＰＵ停止。变频器， 逆变器变为ＯＦＦ后，ＩＶＫ１、３ｐｈＭＫ在２０秒之后断开，ＤＣＨＫ２２秒之 后断开。
CRH2型系列动车组牵引变流器介绍及故障分析
由 图 １可 知 ：
开关 组成 。该 装置 采 用 不 平衡 电桥 法 对 控 制 回路 绝 缘 电 阻进行检 测 ， 由绝 缘 电阻信 号检测 电路接 收从耦 合 电 路返 回的反 映被监测 回路 的对 地绝 缘 电 阻变 化 的信 号 。 当绝 缘 电阻低 于 装 置设 定 值 时 ， 装 置 发 出报警 ， 报 警 指 示 灯亮 ， 继 电器动 作 ， 其 常开 联 锁将 相 关 信 号 经 由机 车
（ １ ） 控制 回路接 地故 障检 测装 置基本 原理
ＨＸ ｏ １型 电力 机 车 Ａ、 Ｂ两 节 机 车 各装 有 一 套 蓄 电
池 接地故 障检 测装 置 （ 即控制 回路 接地 故 障检 测装 置 ） ，
由于直 流 电网绝缘 监测 仪特性 决定 ， 每个 被 监测 回路 中 只能装 有一 台监 测 设 备 ， 因 此在 实 际 运 用 中， 通 过 机 车 电源钥匙 开关 控制 ， 只 有操纵 节 的控制 回路 接 地故 障 检 测装 置投入 运行 ， 非操 纵 节控 制 回路接 地故 障检 测装 置
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ，ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｃ ＲＨ２ ＥＭ Ｕｓ ．Ｔｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ２ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ｕ ｎ ｉ ｔ ｓ ，１ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ ＤＣ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ，ａ ｎ ｄ １ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｕ ｎ ｉ ｔ ，ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｔ ｙ，ｅ ｔ ｃ ．Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｅ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ＣＲＨ ２ ＥＭＵｓ ｂ ｙ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｒａ ｉ ｌ — ｗａ ｙ Ｂ ｕ ｒ ｅ ａ ｕ ｓ ｉ ｎ ｃ ｅ ２ ０ ０ ７ ，ａ ｎ ｄ ｍａ ｋ ｅ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｂ ｙ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ＥＭ Ｕ ；ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ；ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ；ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
CRH2型动车组牵引变流器
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。
关于CRH2型动车组牵引变流器工作原理及常见故障分析
关于 CRH2型动车组牵引变流器工作原理及常见故障分析摘要：CRH2 动车组通常会出现闪报错误。
所谓的闪报错误是指在运行过程中发生的错误，这些错误在日常的检查或测试过程中不会再次出现。
为了处理和分析这些错误，可以对动车组内相关产品的工作原理进行深入了解，并与MON屏幕上显示的错误参数结合起来，以做出准确的判断。
还可以下载和分析错误历史记录数据，并根据错误历史记录数据做出合理的推断，找出故障原因。
关键词：CRH2型动车组；牵引变流器；常见故障引言牵引变流器是CRH_2 动车组的重要组成部分，由四个牵引电动机电源控制，由脉冲整流器、直流平滑电路、逆变器、真空交流电、接触器主电路设备和非接触式控制单元组成，控制整个电路设备的操作。
牵引变流器属于动车组的传动单元，其在牵引电路中的主要功能是在直流和交流之间转换电能，并控制和调节各种牵引电动机车的运行。
1牵引变流器的结构概述1.1主电路主电路系统通常以两辆车为单位。
电源为单相交流电，引入受电弓，主电路在一次侧断开和闭合。
牵引变压器的绕组受VCB的控制，与此同时，电流与另一个一起流入牵引转换器的脉冲整流器。
M1和M2两辆车都配备有牵引力转换器，并且除了控制这两辆车的电源和制动系统外，还具有车辆保护功能。
通过根据车辆的驾驶信息控制设备来实现。
脉冲整流器载波的载波相位差操作减少了电流影响对动车运行的干扰。
1.2牵引传感器主要由一个单相交流对直流脉冲积分器组成。
直流与三相交流逆变器可以实现电流控制。
滤波电容器吸收电压波动和输出直流恒定电压的相互作用对牵引变流器产生积极影响，可以管理和控制其工作。
1.3变频器滤波电容器的电压输出是设备主电路的电源。
根据非接触式控制装置，控制键用于选择输出电压和频率，并控制四个并联感应电动机的速度。
通过再生制动系统改变输出，三相交流是输出滤波电容器的输出直流电压。
通过电压控制方法独立控制电流，可以提高转矩控制精度，响应速度和电流控制精度。
CRH2型的辅助供电系统
CRH2型的辅助供电系统1、辅助电源装置（APU ）概述辅助供电系统采用干线供电方式，电源系统贯穿全车。
每列车设置2台辅助电源装置，安装在1、8号车体彻底下，分别向4辆车提供辅助电源。
当一台辅助电源装置发生故障时，可以通过另一台辅助电源向全列车提供辅助电源。
动车组在2，4，6号车上分别设有一个蓄电池箱，外部车体侧面装有连接外部电源的插座（AC400V 、单相、50HZ ），M2车（2号车及6号车）上各有一处。
车辆检修基地设置有外部电源，可共辅助电路工作。
辅助电源装置有APU 输入辅助整流器、PWM 三相输出逆变器、逆变器输出变压器、CVCF 输出变压器、辅助变压器等组成。
CRH2动车组辅助供电系统由牵引变压器3次辅助绕组提供电源，采用干线供电方式，按各电源系统贯穿全列车。
和牵引变压器3次线圈直接连接的系统中，连接有空调装置，换气装置以及ATP 主控电源。
辅助电源装置向以下5个系统提供电源：非稳压单相AC 100V 系统；稳压单相AC 220V 系统；稳压三相AC 400系统；稳压DC100V 系统。
辅助供电系统包括：非稳压单相AC 100V 系统；稳压单相AC 100V 系统；稳压单相AC 220V 系统；稳压三相AC 400V 系统；稳压DC 100V 系统。
非稳压单相单相稳压单相稳压三相稳压空调、显示器等供暖装置广播、ATPCRH2动车组辅助供电系统工作原理图非稳压单相AC 100V 系统，有辅助变压器（A Tr ）仅将牵引变压器辅助绕组AC 400V 电压直接降压至AC 100V ，向热水器等容许电压变动的符合供电。
稳压AC 100V 、AC 220V 、和稳压DC 100V 需要使用辅助电源装置与AC 400V 隔离，并进行降压和稳压。
稳压三相AC 400V 与牵引系统相关的辅助设备（通风机，牵引变流器等）连接。
DC 100V 系统向机车的控制电源，车厢照明、蓄电池等供电。
2、工作原理APU 的输入电源是牵引变压器三次辅助绕组输出的AC 400V ，通过可控硅混合电桥变换成直流电，该直流电通过PWM 三相逆变器变成交流电，通过逆变器输出变压器提供AC 400V 三相50HZ 电源。
CRH2型动车组牵引变流器
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。
动车组牵引系统维护与检修3.3 CRH2型动车组主变流器结构原理
1 2
3 4
箱形框架
1
换流器功率单元
2
逆变器功率单元
3
无接点控制装置
1
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
5 6 7 8
主鼓风机（CIBM1） 辅助鼓风机（CIBM2、3） 热交换器 真空接触器
1 2 2 1
9
10
电流检出器（ACCT）
项目三 动车组主变流器维护与检修 2．牵引变流器组成及结构 牵引变流器的外形如图3-26所示。牵引变流器输入为 1285KVA（AC1500V，857A，50HZ），中间直流电路为 1296KW（DC3000V，432A），牵引变流器输出为1475KVA （3XAC2300V，424A，0～220HZ），外形尺寸L×W×H为 3240×2400×650mm。
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
图 3-33 CRH2 牵 引 变 流 器 内 部 接 线 图
项目三 动车组主变流器维护与检修 表3-4是主变流器的设备清单。
表3-4主变换装置的构成设备 序号 名 称 数量/每组 备注
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
图3-26 主变流器外形
项目三 动车组主变流器维护与检修 牵引变流器装置中心变频功率单元二台，逆变功率 单元三台，使功率单元能够集中布置，图3-27是主变流 器内部结构图。
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 4
箱形框架
1
换流器功率单元
2
逆变器功率单元
3
无接点控制装置
1
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
5 6 7 8
主鼓风机（CIBM1） 辅助鼓风机（CIBM2、3） 热交换器 真空接触器
1 2 2 1
9
10
电流检出器（ACCT）
项目三 动车组主变流器维护与检修 2．牵引变流器组成及结构 牵引变流器的外形如图3-26所示。牵引变流器输入为 1285KVA（AC1500V，857A，50HZ），中间直流电路为 1296KW（DC3000V，432A），牵引变流器输出为1475KVA （3XAC2300V，424A，0～220HZ），外形尺寸L×W×H为 3240×2400×650mm。
项目三 动车组主变流器维护与检修
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
图 3-33 CRH2 牵 引 变 流 器 内 部 接 线 图
项目三 动车组主变流器维护与检修 表3-4是主变流器的设备清单。
表3-4主变换装置的构成设备 序号 名 称 数量/每组 备注
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
图3-26 主变流器外形
项目三 动车组主变流器维护与检修 牵引变流器装置中心变频功率单元二台，逆变功率 单元三台，使功率单元能够集中布置，图3-27是主变流 器内部结构图。
3 、 4CRH2 型 动 车 组 主 变 流 器 结 构 原 理
项目三 动车组主变流器维护与检修
CRH2动车组变流器工作原理与故障分析的研究
CRH2动车组变流器工作原理与故障分析的研究DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.18.2081 CRH2动车组变流器的工作原理1.1 CRH2牵引系统的结构组成如图1所示，在CRH2牵引系统结构简图中，变流器的输入端接单相交流电，连接牵引变压器，经内部整流电路、直流电路与三相逆变电路之后，输出三相变频交流电，直接驱动4台牵引电机。
1.2 变流器的工作原理如图2所示，CRH2变流器主电路简化图，从左到右依次是变流器的单相整流部分、中间直流部分以及三相逆变部分。
整流器工作原理：CRH2变流器采用单相三电平PWM整流器。
该脉冲整流器能够实现能量的双向流动，可以工作在牵引与制动两种状态。
当处于牵引状态时，能量从整流器向后续的直流电路流动，再经逆变电路为牵引电机供电。
当处于制动状态时，能量从牵引电机出发经逆变电路，过中间直流电路向整流器方向流动，最终反馈电网。
逆变器工作原理：逆变器电路主要由3组桥臂组成，每组桥臂由上、下分臂共4个IGBT构成，采用两管串联、中点带钳位二极管的方案，此种方案可以降低电路对IGBT的耐压值。
逆变器以中间电路支撑电容上的电压作为输出电压，通过控制IGBT开关管的通断，输出电压幅值与频率均可调的三相交流电。
值得注意的是，在变频调速过程中，当需要逆变器输出低频交流电时，由于变流器直流电路上的两个支撑电容不可能无限大，此时中点电位较难维持零电位，从而将出现电位漂移。
随时间推移，电位周期性地在零电位附近左右摆动。
此种现象会造成同一桥臂的上、下分臂电压不同，且分臂电压也随时间进行周期性大小转换，变相提高IGBT的耐压值；同时，也影响了输出电压波形的对称性。
因此，必须采取合理措施抑制中点电位的漂移，使其保持在零点基本不动。
所以，我们必须在较短调制周期内成对地选取两类电压矢量，从而保证上支撑电容和下支撑电容工作时间相等，这样可以在一定程度上抑制中点电位的漂移。
2 CRH2动车组变流器的故障分析CRH2动车组自2007年在线上投入运行以来，牵引变流器故障时有发生。
JS-11 CRH2型动车组辅助供电系统原理
3.5 6.9 停止 6.3 8.2 停止 2.4
6.9
12KVA
12KVA
12KVA
8.2
12KVA
12KVA
12KVA
•22KVA
AC100V(ATr)冬季
12.2
11.7
22KVA
三相AC400V(SIV)
57.8
65.2
123.0
123KVA
过载
1号车辅助电源停止 时
停止
123.0
123.0
（CI）
接地电阻
接触器箱
主电动机
自动 车钩
Hor n
控制回路 接线箱
空调装置
辅助电源装置 （APU）
制动 控制装置
踏面清扫用 电磁阀 通信网络信 号接收装置
STM轨道信 号接收装置
(a) 1、8号车车下悬挂设备概况
主电动机
控制回路 接线箱
空调装置
高压机器箱
制动控制装置
主电动机 冷却用通风
主变压器
机 踏面清扫用
103线系统：整个编组贯穿，103线经由电磁接触器ARfK被加压。 103B线系统：平时由103线供电（通过预备灯切换接触器RrLpCgK常闭点）， 当接触网停电时，RrLpCgK的常开点接通，103B线改由102线供电。以各车为单位， 在整个编组没有贯穿。 115线系统：103线经由ARfK被加压后，进而115线经由BatK2与103线连通而加 压。与102线相同，以[T1c-1、M2-2、M1-3]、[T2-4、T1k-5]、[M2-6、M1s-7、 T2c-8]为单位贯穿，在整个编组没有贯穿。 118A线系统：平时以103线作为电源。当接触网停电时，预备灯切换接触器 RrLpCgK和列车无线用蓄电池切换开关(TWEmCgS)接通，列车无线用蓄电池切换 接触器(TWEmCgK)工作，118A线从103线切换成由列车无线用蓄电池(TWBat)供电。 列车无线用蓄电池(TWBat)平时从103线得到浮充电。
CRH2型300km／h动车组国产辅助变流器的设计
CRH2型300km／h动车组国产辅助变流器的设计
张宁;王佳佳
【期刊名称】《大功率变流技术》
【年(卷),期】2010(000)002
【摘要】介绍了自行研制的CRH2型300km／h动车组用辅助变流器的总体结构、主电路及技术特点。
该辅助变流器已安装在时速300km动车组上，运行情况良好。
【总页数】3页(P31-33)
【作者】张宁;王佳佳
【作者单位】株洲南车时代电气股份有限公司技术中心湖南株洲412001
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.CRH2型动车组国产暖风机隐患及解决方案 [J], 王继华
2.CRH2型动车组研磨子国产化研究 [J], 傅佩喜
3.国产化CRH2型200km/h动车组铝合金车体及技术创新 [J], 陈文宾;丁叁叁
4.国产化CRH2型200km／h动车组及技术创新 [J], 邓小军
5.CRH2型动车组国产化BCU通信网关的设计与实现 [J], 聂晓波;王立德;申萍;李
成刚
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
动车组辅助电气系统及设备02-CRH2型动车组辅助供电系统
原电池是利用化学能转变为电能的一种不可逆电池。当 化学变化的活性物质（即有效物质）全部作用完后，它的寿 命便告终了。所以又称为一次电池。
49
放电就是将化学能转变为电能，供外电路使用； 充电就是将电能转变为化学能储蓄起来。 蓄电池的充电和放电过程，可以重复循环多次， 所以蓄电池又称为二次电池。
• （二）蓄电池的分类
直流供电母线，为动车 组直流 电源系统提供电力
为本单元直流客服设备提供电 力
贯穿形式 直流供电单元内 贯穿 全列贯穿
直流供电单元内 贯穿
直接负载设备 辅助空气压缩机
中央装置、终端 装置、牵引制动 控制系统等 室内灯、空调控 制、影视系统等
二、关键部件及线号
部件名称：制动手柄 （BV手柄）
部件位置：司机室操作台
踏面清扫用 电磁阀
連結器セン?箱
控制回路
接线箱
セン受
２和６号车车下悬挂设备概况
二、 CRH2配电系统
一、 车内配电盘与配线电路
（一）车内配线电路
1、关于线号的分配方案 。 线号格式： １＿ ２＿３＿ ４＿ Ａ＿ １
千位 百位 十位 个位 英文 附加数字 千位、百位数字用于区别电源系统、信号种类。
0（零）的时候，可以省略。 十位、个位数字作为回转序号分配。
CRH2型动车组蓄电池
一、蓄电池的基本参数
CRH2A （统） /CRH380A（统）动车组采用碱性蓄电池，蓄电池额定容量
为100Ah（6组）；2、7车各装有一组，3、5车各装有两组。
二、蓄电池的要求
CRH380A统型动车组应急用电设备包含：应急照明、列车无线装置、广播装置、尾灯及应急通风等。
CRH380A统动车组蓄电池在停电时，具备能够使辅助设备工作30分钟以上大风容量。
49
放电就是将化学能转变为电能，供外电路使用； 充电就是将电能转变为化学能储蓄起来。 蓄电池的充电和放电过程，可以重复循环多次， 所以蓄电池又称为二次电池。
• （二）蓄电池的分类
直流供电母线，为动车 组直流 电源系统提供电力
为本单元直流客服设备提供电 力
贯穿形式 直流供电单元内 贯穿 全列贯穿
直流供电单元内 贯穿
直接负载设备 辅助空气压缩机
中央装置、终端 装置、牵引制动 控制系统等 室内灯、空调控 制、影视系统等
二、关键部件及线号
部件名称：制动手柄 （BV手柄）
部件位置：司机室操作台
踏面清扫用 电磁阀
連結器セン?箱
控制回路
接线箱
セン受
２和６号车车下悬挂设备概况
二、 CRH2配电系统
一、 车内配电盘与配线电路
（一）车内配线电路
1、关于线号的分配方案 。 线号格式： １＿ ２＿３＿ ４＿ Ａ＿ １
千位 百位 十位 个位 英文 附加数字 千位、百位数字用于区别电源系统、信号种类。
0（零）的时候，可以省略。 十位、个位数字作为回转序号分配。
CRH2型动车组蓄电池
一、蓄电池的基本参数
CRH2A （统） /CRH380A（统）动车组采用碱性蓄电池，蓄电池额定容量
为100Ah（6组）；2、7车各装有一组，3、5车各装有两组。
二、蓄电池的要求
CRH380A统型动车组应急用电设备包含：应急照明、列车无线装置、广播装置、尾灯及应急通风等。
CRH380A统动车组蓄电池在停电时，具备能够使辅助设备工作30分钟以上大风容量。
CRH2型动车组辅助系统概述
CRH2型动车组辅助系统概述动车组的辅助供电系统采用母线供电方式，为列车辅助设备如冷却通风机、空调装置、照明、网络控制系统、制动装置、旅客信息、列车无线等设备提供电源。
动车组的M2-2，M2-6号车均安装有牵引变压器MTr(MainTransformer)。
正常情l况下，M2-2，M2-6车的牵引变压器的辅助绕组(3次绕组)分别独立向前4辆和后4辆车厢提供单相AC400V/50Hz电源。
如果一台牵引变压器出现故障时，可采用故障供电方式，由另一台牵引变压器向整列车供电，这种供电方式称为扩展供电。
动车组的Tlc-1，T2c-8号车均安装有辅助电源装置。
正常情况下，Tlc-1、T2c-8号车的辅助电源装置分别独立向前4辆和后4辆车厢提供三相AC400V/50Hz电源。
如果一台辅助电源装置出现故障，另一台辅助电源装置可通过扩展供电向整列车供电。
动车组设有3组容量为100A·h的蓄电池组，容量充足，可供紧急时使用。
动车组可以通过外部电源插座从车下提供单相AC400V/50Hz电源。
8.1.1系统组成辅助供电系统由牵引变压器辅助绕组、辅助电源装置、蓄电池、辅助及控制用电设备、地面电源等几部分组成。
辅助电源装置由辅助电源箱(Auxiliary PowerUnit，简称APU)和辅助整流器箱(Auxiliary Rectifier简称ARf)两部分组成。
其中辅助及控制用电设备包括各种交流及直流用电设备。
动车组的M2-2，M2-6号车分别安装有一台牵引变压器MTr。
Tlc-1，T2c-8号车分别安装有一组辅助电源装置。
2，4，6号车分别安装有一组蓄电池组。
M2-2，M2-6号车车体侧面分别安装一个外部电源插座；所有车厢上安装有各种辅助及控制用电设备。
辅助供电系统的原理框图见图8.1(见文末插页)。
牵引变压器的辅助绕组输出单相AC400V/50Hz电源，可以直接给司机室空调、客室空调、换气装置、辅助电源装置提供电源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
CRH2型动车组辅助变流器设计说明
时代电气技术中心
CRH2型动车组辅助变流器设计说明
第一部分Leabharlann 概述第二部分APU介绍
第三部分
ARf介绍
Page
2
一.概述
辅助变流器分别由APU和ARf两个柜体组成。APU是Auxiliary Power Uint（辅助电源装置） 的简称 ，ARf是Auxiliary Rectifier（辅助整流 器）的简称。 APU 辅助电源装置是向牵引变流器等的各种送风机以及辅助整流装置等提 供稳定三相ＡＣ４００Ｖ/５０Ｈｚ电源(恒压恒频）的装置。并且， ＡＰＵ上还内置有辅助变压器ATr，它把牵引变压器的3次绕组输出电 压ＡＣ４００Ｖ变为不稳压的单相ＡＣ１００Ｖ/50Ｈｚ电源。 ARf 辅助整流器是对ＡＰＵ的输出ＡＣ４００Ｖ、３相交流进行整流，提 供ＤＣ１００Ｖ电源的装置。并且，还内置有对ＡＰＵ的ＡＣ４００ Ｖ电压输出向ＡＣ１００Ｖ进行变压的变压器（ＴＲ３），和向ＡＣ ２２０Ｖ进行变压的变压器（ＴＲ４）。
电压瞬间变动时的 稳定时间
１个循环（２０ｍＳ）以下
其他
效率在９０％以上
Page
4
二.APU介绍
APU原理 APU主电路图如下：
Page
5
二.APU介绍
APU主要由输入变压器（TR1，400V/470V),输入滤波电容器 （ACFC),输入滤波电抗器（ACL1),辅助变流器（由单相脉冲整流器， 中间直流环节，二点式PWM逆变器三个电路环节构成),输出滤波电 抗器（ACL2),输出滤波电容器（ACC)，辅助变压器（ATr)等构成。 APU各环节及主要作用： 输入滤波回路：输入滤波回路降低从电网输入到脉冲整流器及逆变 器的高频电流分量。 IGBT脉冲整流器：脉冲整流器将牵引变压器输入的单相交流电压变 换成稳定的直流电压。控制方式采用脉冲宽度调制方式。 DC中间电路：滤波电容器将稳定的直流电压供给后端的逆变器。 APU停止时，滤波电容的放电由DCHK和DCHKR(放电接触器和放 电电阻）完成。 IGBT逆变器：逆变器将直流电压变换成为恒压恒频（CVCF）的三 相交流电压。 输出LC滤波电路：LC滤波电路降低逆变器输出电压中由于功率器件 的通断所产生的高频电压分量，使其输出畸变较小的正璇波电压。 输出接触器：输出接触器3phMK起接通和切断负载的作用。
Page
23
Page
24
ＡＰＵ输出的ＡＣ４００Ｖ ３相 ５０Ｈｚ交流电源通过 整流器用变压器（ＴＲ２）进行变压，由３相电桥的二极 管整流电路变为ＤＣ１００Ｖ。因为ＤＣ１００Ｖ贯穿着 编组，为了把各个辅助整流器的输出电流均等化，在辅助 整流器输出部上设置了调整电阻０．００５Ω，具有下降 特性。
Page
19
三.ARf介绍
Page
3
一.概述
①额定电压 ②电压变动范围 使用条件 ①环境温度 输出电压种类和技术参数
类别 交流３相
输入电源参数
辅助变流器技术参数
ＡＣ４００Ｖ（５０Ｈｚ）单相 ＋２４％～－３１％（连续）， －２５～＋４０℃（外界温度）
交流单相
－３７％（１０分钟）
直流 （辅助整流器箱） ＡＣ２２０Ｖ １２ｋＶＡ 同左 同左 － ＤＣ１００Ｖ ５８ｋＷ ±１０％ － －
内置ＡＴr （不稳定）输出 ＡＣ１００Ｖ ２２ｋＶＡ ＋２６％～－４１％ ５０Ｈｚ －
额定电压 额定输出 电压精度 频率 失真率 AC输出电压瞬间变 动 (ATr除外)
ＡＣ４００Ｖ １２３ｋＶＡ ±１０％ ５０Ｈｚ±１％ ５％以下
ＡＣ１００Ｖ １２ｋＶＡ 同左 同左 －
＋５％、－５％（ＡＣ４００Ｖ输出） （输入电压AC400V，负载变动在70% ← → 100%时）
Page
22
三.ARf介绍
这个电阻是一个可变电阻，阻值随着电流的增大而增大， 是起保护作用的。当DC100V输出正常（没有过流）时， 电阻值为额定值（0.01欧），电阻当导线用，当输出电流 超范围，电阻值跟着增大，电阻上分得的电压也增加，能 够有效的控制电流。作用与熔断器作用相似，但是比熔断 器好，因为熔断器靠损坏自身保护，这种电阻不会损坏自 身，可以自恢复。三菱的DC100V输出是二极管整流出来 的，是不控的，所以采用这种自恢复的电阻值相当有必要
ARf内部结构 ARf正面器件分布图
整流模块
变压器400V/78V,65KVA
变压器400V/100V,22KVA
变压器400V/220V,12KVA
Page
20
三.ARf介绍
ARf背面器件分布图
电阻 0.01欧姆，290A,1S×2P
Page
21
三.ARf介绍
调整电阻 调整电阻是为使直流输出电压具有下图所示的下降特性。 因为ＤＣ１００Ｖ贯穿着编组，为了把各个辅助整流器的 输出电流均等化，在辅助整流器输出部上设置了调整电阻 ０．００５Ω，具有下降特性。 图．电压的下降特性
Page 13
二.APU介绍
保护的种类与设定值 故障类别 a.重故障１ 通过一次故障检测，闸控全部ＯＦＦ后，为重故障。（不进行自动再起动） ↓ ＩＶＫ1、３ｐｈＭＫ一起断开，２秒之后ＤＣＨＫ断开， 故障闭锁。 ↓ 通过车上复位（外部复位）、地板下ＡＰＵ的复位（局部复位），或控制电源关闭投入（３秒以上），进行再起动 操作。 b.重故障2 通过一次故障检测，闸控全部ＯＦＦ后，为重故障。 （不进行自动再起动） ↓ ＩＶＫ1、３ｐｈＭＫ一起断开，２秒之后ＤＣＨＫ断开， 故障闭锁。 ↓ 不接受车上复位（外部复位）的操作。 通过地板下ＡＰＵ的复位（局部复位），或者控制电源关闭投入（３秒以上）时，可能复位。 c.轻故障 故障发生之后，闸控全部ＯＦＦ。ＩＶＫ1、ＩＶＫ２、３ｐｈＭＫ断开，为轻故障。 （ＤＣＨＫ只在逆变器输入过电压的情况下断开） ↓ ＡＰＵ自动复位 ↓────────────→６０秒之间再次发生故障 ６０秒之间没有再次发生故障 ↓ ↓ 以后和重故障１同样处理 继续运行
Page
12
二.APU介绍
继电器单元各种信号输出 ①ＡＲｆＫ闭合：ＡＰＵ的输入电压一旦被确立（ＡＣ２ ５０Ｖ以上）的话，由来自ＣＰＵ的指令，ＡＲｆＫＲ被 励磁（CN2插座的5脚即“101X”线得电），ＡＲｆＫ闭 合。在ＡＰＵ停止的时候，变频器、逆变器变为ＯＦＦ， ２０秒之后ＡＲｆＫ断开。 ②ＡＰＵ故障：ＡＰＵ发生重故障的情况下，通过来自Ｃ ＰＵ的指令，对ＡＰＵＦＡＵ进行励磁。常闭触点断开， CN1插座的10脚与16脚即M100线与M135线断开。常开 触点吸合，CN2插座的20脚即93C线得电。由此，向监视 器发出ＡＰＵ故障信号。 ③瞬间停电检测：ＡＰＵ的输出在停止的情况下，根据Ｃ ＰＵ的指令，向外部输出瞬间停电检测信号（CN2插座的 6脚即112G线得电）。（停电最短为０．５秒）
Page
14
二.APU介绍
保护设定
Page
15
二.APU介绍
表续
Page
16
二.APU介绍
Page
17
三.ARf介绍
ARf原理 ARf主电路图如下：
Page
18
三.ARf介绍
辅助整流器箱为自冷却方式，是由整流器变压器（ＴＲ ２）、整流二极管单元（Ｒｆ）、具有让输出电压拥有下 降特性的电阻（Ｒ１２）,降压变压器（ＴＲ３,ＴＲ４） 等构成。
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Page
6
二.APU介绍
APU内部结构 APU柜正面器件分布图
接触器IVK1 接触器IVK2 整流模块
继电器单元
PWB单元
Page
7
二.APU介绍
APU背面柜体器件分布图
输入滤波电容 输出滤波电容 接触器3phMK
逆变器单元
Page
8
二.APU介绍
APU顶部器件分布图
变压器TR1
电抗器ACL2
ACL1+ATr
Page
9
二.APU介绍
APU后端
APU前端
风机
14
滤网15
Page 10
二.APU介绍
APU动作逻辑说明
Page
11
二.APU介绍
动作： APU启动： ①控制电源ＯＮ：ＣＶＤＲ继电器被励磁（继电器单元中）。（CN1插座的9脚与15脚 即M435线及M436线闭合）。 ②ＡＰＵ起动：控制电源闭合后，再闭合ＶＣＢ的话，ＡＰＵ的输入电压确立，ＡＰＵ 开始起动。 ＶＣＢ闭合后，控制电源再被闭合的话，ＡＰＵ的ＣＰＵ初期复位、然后起动开始。 ③ＤＣＨＫ的闭合：ＡＰＵ的输入电压一旦被确立（ＡＣ２５０Ｖ以上），通过来自Ｃ ＰＵ的指令，ＤＣＨＫＡＲ被励磁（继电器单元中） ，ＤCＨＫ主触头断开。 ④ＩＶＫ２的闭合：ＤＣＨＫ线圈吸合0.５秒后，由来自ＣＰＵ的指令，ＩＶＫ２ＡＲ 被励磁（继电器单元中）。IVK2闭合。 ⑤ＩＶＫ１的闭合：ＩＶＫ２被闭合开始１．５秒之后，由来自ＣＰＵ的指令，ＩＶＫ １ＡＲ被励磁（继电器单元中） 。ＩＶＫ１被闭合，IVK2断开，０．５秒后变频器 进行软起动。变频器的输出电压在达到DC７００Ｖ的时候，逆变器的输入电压被确 立，０．５秒之后逆变器进行软起动。 ⑥３ＰｈＭＫ的闭合：ＩＶＫ１闭合起０．５秒之后，由来自ＣＰＵ上的指令，ＡＰＵ ＫＡＲ被励磁（继电器单元中） ，３ＰｈＭＫ闭合。 ＡＰＵ停止： ＶＣＢ变为ＯＦＦ、如没有输入电压（ＡＣ２５０Ｖ未满），ＡＰＵ停止。变频器， 逆变器变为ＯＦＦ后，ＩＶＫ１、３ｐｈＭＫ在２０秒之后断开，ＤＣＨＫ２２秒之 后断开。
时代电气技术中心
CRH2型动车组辅助变流器设计说明
第一部分Leabharlann 概述第二部分APU介绍
第三部分
ARf介绍
Page
2
一.概述
辅助变流器分别由APU和ARf两个柜体组成。APU是Auxiliary Power Uint（辅助电源装置） 的简称 ，ARf是Auxiliary Rectifier（辅助整流 器）的简称。 APU 辅助电源装置是向牵引变流器等的各种送风机以及辅助整流装置等提 供稳定三相ＡＣ４００Ｖ/５０Ｈｚ电源(恒压恒频）的装置。并且， ＡＰＵ上还内置有辅助变压器ATr，它把牵引变压器的3次绕组输出电 压ＡＣ４００Ｖ变为不稳压的单相ＡＣ１００Ｖ/50Ｈｚ电源。 ARf 辅助整流器是对ＡＰＵ的输出ＡＣ４００Ｖ、３相交流进行整流，提 供ＤＣ１００Ｖ电源的装置。并且，还内置有对ＡＰＵ的ＡＣ４００ Ｖ电压输出向ＡＣ１００Ｖ进行变压的变压器（ＴＲ３），和向ＡＣ ２２０Ｖ进行变压的变压器（ＴＲ４）。
电压瞬间变动时的 稳定时间
１个循环（２０ｍＳ）以下
其他
效率在９０％以上
Page
4
二.APU介绍
APU原理 APU主电路图如下：
Page
5
二.APU介绍
APU主要由输入变压器（TR1，400V/470V),输入滤波电容器 （ACFC),输入滤波电抗器（ACL1),辅助变流器（由单相脉冲整流器， 中间直流环节，二点式PWM逆变器三个电路环节构成),输出滤波电 抗器（ACL2),输出滤波电容器（ACC)，辅助变压器（ATr)等构成。 APU各环节及主要作用： 输入滤波回路：输入滤波回路降低从电网输入到脉冲整流器及逆变 器的高频电流分量。 IGBT脉冲整流器：脉冲整流器将牵引变压器输入的单相交流电压变 换成稳定的直流电压。控制方式采用脉冲宽度调制方式。 DC中间电路：滤波电容器将稳定的直流电压供给后端的逆变器。 APU停止时，滤波电容的放电由DCHK和DCHKR(放电接触器和放 电电阻）完成。 IGBT逆变器：逆变器将直流电压变换成为恒压恒频（CVCF）的三 相交流电压。 输出LC滤波电路：LC滤波电路降低逆变器输出电压中由于功率器件 的通断所产生的高频电压分量，使其输出畸变较小的正璇波电压。 输出接触器：输出接触器3phMK起接通和切断负载的作用。
Page
23
Page
24
ＡＰＵ输出的ＡＣ４００Ｖ ３相 ５０Ｈｚ交流电源通过 整流器用变压器（ＴＲ２）进行变压，由３相电桥的二极 管整流电路变为ＤＣ１００Ｖ。因为ＤＣ１００Ｖ贯穿着 编组，为了把各个辅助整流器的输出电流均等化，在辅助 整流器输出部上设置了调整电阻０．００５Ω，具有下降 特性。
Page
19
三.ARf介绍
Page
3
一.概述
①额定电压 ②电压变动范围 使用条件 ①环境温度 输出电压种类和技术参数
类别 交流３相
输入电源参数
辅助变流器技术参数
ＡＣ４００Ｖ（５０Ｈｚ）单相 ＋２４％～－３１％（连续）， －２５～＋４０℃（外界温度）
交流单相
－３７％（１０分钟）
直流 （辅助整流器箱） ＡＣ２２０Ｖ １２ｋＶＡ 同左 同左 － ＤＣ１００Ｖ ５８ｋＷ ±１０％ － －
内置ＡＴr （不稳定）输出 ＡＣ１００Ｖ ２２ｋＶＡ ＋２６％～－４１％ ５０Ｈｚ －
额定电压 额定输出 电压精度 频率 失真率 AC输出电压瞬间变 动 (ATr除外)
ＡＣ４００Ｖ １２３ｋＶＡ ±１０％ ５０Ｈｚ±１％ ５％以下
ＡＣ１００Ｖ １２ｋＶＡ 同左 同左 －
＋５％、－５％（ＡＣ４００Ｖ输出） （输入电压AC400V，负载变动在70% ← → 100%时）
Page
22
三.ARf介绍
这个电阻是一个可变电阻，阻值随着电流的增大而增大， 是起保护作用的。当DC100V输出正常（没有过流）时， 电阻值为额定值（0.01欧），电阻当导线用，当输出电流 超范围，电阻值跟着增大，电阻上分得的电压也增加，能 够有效的控制电流。作用与熔断器作用相似，但是比熔断 器好，因为熔断器靠损坏自身保护，这种电阻不会损坏自 身，可以自恢复。三菱的DC100V输出是二极管整流出来 的，是不控的，所以采用这种自恢复的电阻值相当有必要
ARf内部结构 ARf正面器件分布图
整流模块
变压器400V/78V,65KVA
变压器400V/100V,22KVA
变压器400V/220V,12KVA
Page
20
三.ARf介绍
ARf背面器件分布图
电阻 0.01欧姆，290A,1S×2P
Page
21
三.ARf介绍
调整电阻 调整电阻是为使直流输出电压具有下图所示的下降特性。 因为ＤＣ１００Ｖ贯穿着编组，为了把各个辅助整流器的 输出电流均等化，在辅助整流器输出部上设置了调整电阻 ０．００５Ω，具有下降特性。 图．电压的下降特性
Page 13
二.APU介绍
保护的种类与设定值 故障类别 a.重故障１ 通过一次故障检测，闸控全部ＯＦＦ后，为重故障。（不进行自动再起动） ↓ ＩＶＫ1、３ｐｈＭＫ一起断开，２秒之后ＤＣＨＫ断开， 故障闭锁。 ↓ 通过车上复位（外部复位）、地板下ＡＰＵ的复位（局部复位），或控制电源关闭投入（３秒以上），进行再起动 操作。 b.重故障2 通过一次故障检测，闸控全部ＯＦＦ后，为重故障。 （不进行自动再起动） ↓ ＩＶＫ1、３ｐｈＭＫ一起断开，２秒之后ＤＣＨＫ断开， 故障闭锁。 ↓ 不接受车上复位（外部复位）的操作。 通过地板下ＡＰＵ的复位（局部复位），或者控制电源关闭投入（３秒以上）时，可能复位。 c.轻故障 故障发生之后，闸控全部ＯＦＦ。ＩＶＫ1、ＩＶＫ２、３ｐｈＭＫ断开，为轻故障。 （ＤＣＨＫ只在逆变器输入过电压的情况下断开） ↓ ＡＰＵ自动复位 ↓────────────→６０秒之间再次发生故障 ６０秒之间没有再次发生故障 ↓ ↓ 以后和重故障１同样处理 继续运行
Page
12
二.APU介绍
继电器单元各种信号输出 ①ＡＲｆＫ闭合：ＡＰＵ的输入电压一旦被确立（ＡＣ２ ５０Ｖ以上）的话，由来自ＣＰＵ的指令，ＡＲｆＫＲ被 励磁（CN2插座的5脚即“101X”线得电），ＡＲｆＫ闭 合。在ＡＰＵ停止的时候，变频器、逆变器变为ＯＦＦ， ２０秒之后ＡＲｆＫ断开。 ②ＡＰＵ故障：ＡＰＵ发生重故障的情况下，通过来自Ｃ ＰＵ的指令，对ＡＰＵＦＡＵ进行励磁。常闭触点断开， CN1插座的10脚与16脚即M100线与M135线断开。常开 触点吸合，CN2插座的20脚即93C线得电。由此，向监视 器发出ＡＰＵ故障信号。 ③瞬间停电检测：ＡＰＵ的输出在停止的情况下，根据Ｃ ＰＵ的指令，向外部输出瞬间停电检测信号（CN2插座的 6脚即112G线得电）。（停电最短为０．５秒）
Page
14
二.APU介绍
保护设定
Page
15
二.APU介绍
表续
Page
16
二.APU介绍
Page
17
三.ARf介绍
ARf原理 ARf主电路图如下：
Page
18
三.ARf介绍
辅助整流器箱为自冷却方式，是由整流器变压器（ＴＲ ２）、整流二极管单元（Ｒｆ）、具有让输出电压拥有下 降特性的电阻（Ｒ１２）,降压变压器（ＴＲ３,ＴＲ４） 等构成。
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Page
6
二.APU介绍
APU内部结构 APU柜正面器件分布图
接触器IVK1 接触器IVK2 整流模块
继电器单元
PWB单元
Page
7
二.APU介绍
APU背面柜体器件分布图
输入滤波电容 输出滤波电容 接触器3phMK
逆变器单元
Page
8
二.APU介绍
APU顶部器件分布图
变压器TR1
电抗器ACL2
ACL1+ATr
Page
9
二.APU介绍
APU后端
APU前端
风机
14
滤网15
Page 10
二.APU介绍
APU动作逻辑说明
Page
11
二.APU介绍
动作： APU启动： ①控制电源ＯＮ：ＣＶＤＲ继电器被励磁（继电器单元中）。（CN1插座的9脚与15脚 即M435线及M436线闭合）。 ②ＡＰＵ起动：控制电源闭合后，再闭合ＶＣＢ的话，ＡＰＵ的输入电压确立，ＡＰＵ 开始起动。 ＶＣＢ闭合后，控制电源再被闭合的话，ＡＰＵ的ＣＰＵ初期复位、然后起动开始。 ③ＤＣＨＫ的闭合：ＡＰＵ的输入电压一旦被确立（ＡＣ２５０Ｖ以上），通过来自Ｃ ＰＵ的指令，ＤＣＨＫＡＲ被励磁（继电器单元中） ，ＤCＨＫ主触头断开。 ④ＩＶＫ２的闭合：ＤＣＨＫ线圈吸合0.５秒后，由来自ＣＰＵ的指令，ＩＶＫ２ＡＲ 被励磁（继电器单元中）。IVK2闭合。 ⑤ＩＶＫ１的闭合：ＩＶＫ２被闭合开始１．５秒之后，由来自ＣＰＵ的指令，ＩＶＫ １ＡＲ被励磁（继电器单元中） 。ＩＶＫ１被闭合，IVK2断开，０．５秒后变频器 进行软起动。变频器的输出电压在达到DC７００Ｖ的时候，逆变器的输入电压被确 立，０．５秒之后逆变器进行软起动。 ⑥３ＰｈＭＫ的闭合：ＩＶＫ１闭合起０．５秒之后，由来自ＣＰＵ上的指令，ＡＰＵ ＫＡＲ被励磁（继电器单元中） ，３ＰｈＭＫ闭合。 ＡＰＵ停止： ＶＣＢ变为ＯＦＦ、如没有输入电压（ＡＣ２５０Ｖ未满），ＡＰＵ停止。变频器， 逆变器变为ＯＦＦ后，ＩＶＫ１、３ｐｈＭＫ在２０秒之后断开，ＤＣＨＫ２２秒之 后断开。