电力机车牵引变流器讲义课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,-,*,-,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,HXD1C,型电力机车牵引变流器,双击修改标题文字,株洲南车时代电气股份有限公司,双击修改标题文字,主要内容,第一部分：产品介绍,第二部分：保护参数,第三部分：常见故障处理,第四部分：产品维护说明,适用,HX,D,1C,机车：,7200kW,六轴货运电力机车,功能,为机车牵引传动装置提供三相交流电源,传输方式,交,-,直,-,交,控制方式,轴控,冷却方式,水冷,+,风冷,装车数量,2,套,/,台；（,C0-C0,）,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,主电路工作原理,第一部分：产品介绍,该电路由预充电电路、四象限整流器、输入电流传感器等部件构成,(,每个臂由两个,IGBT,模块并联组成,),1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,四象限整流电路,第一部分：产品介绍,中间直流电路由支撑电容、中间电压传感器、固定放电电阻、二次滤波,LC,谐振电路和接地保护电路组成。电路主要作用：能量储存、平衡及滤波、无功功率交换、主电路接地保护等作用。,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,中间直流电路,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,二次滤波电路,该电路由二次滤波电抗器和二次滤波电容器组成。谐振频率为,100Hz,，用于滤除四象限,PWM,整流器输出的二次谐波电流。,第一部分：产品介绍,该电路由接地电阻,R12,、,R13,、中间半电压传感器,HV1,、中间全电压传感器,VH2,构成。,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,主电路接地保护电路,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,逆变流器电路,一个变流柜由三个相同的逆变器模块，每个逆变器模块由过压斩波桥臂和逆变器构成。,四象限整流模块和逆变器模块在结构上完全相同，可以互换。,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,斩波电路,过压斩波（直流放电）保护电路：由过压斩波电阻、电流传感器及斩波管组成。当中间直流侧电压过高时，开通斩波电路，将能量通过电阻以热能的方式消耗,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,变流器模块互换性,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,变流器模块,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,接触器逻辑,第一部分：产品介绍,额定输入电压,：,970V/50Hz,额定输入电流,：,31390A,中间电压,：,DC 1800V,额定输出电压,：,3AC 1375V,额定输出电流,：,3598A,最大输出电流,：,3814A,控制电压,：,DC 110V,辅助电源：,三相,440,V,/60Hz,外形尺寸,：,(3100,1060,2000)mm,质量,：,2500kg,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,牵引变流器参数,第一部分：产品介绍,每台机车配置有两台牵引变流器。每台变流器作为一台完整的组装设备，所有内部元器件安装于一个柜体内。,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,机车产品配置,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,柜体内部正视图,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,变流器结构,(,正面,),T1,、电压传感器、电流检测板,TCU,三重四象限,三重逆变器,库用接口,充电电阻,充电接触器,主接触器,热交换器,隔离闸刀,一重四象限,一重逆变器,二重四象限,二重逆变器,固定放电电阻,电抗器连接,单相输入,三相输入,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,变流器结构,(,背面,),谐波抑制,电抗器,斩波电阻,风道口,斩波电阻,冷却风扇,二次谐振回路,电容器,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,主电路接口,库用电源,接口,二次谐振,电抗器接口,四象限输入,端子,逆变器输出,端子,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,冷却系统,温度传感器,压力传感器,热交换器,模块冷却系统水管,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,冷却系统,第一部分：产品介绍,冷却方式：,强迫水循环冷却,(,通过加入冷却剂,以适,应,40,的环境工作,),模块入口水温,：, +55,C,模块出口水温,：, +65,C,散热功率,：,80kW,冷却水流量,：,210,L/min,斩波电阻底部安装有两个小风机，从变流器柜体左下方吸风，通过柜体顶部排出，对斩波电阻进行冷却,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,冷却系统简介,第一部分：产品介绍,变流器控制级的核心任务,四象限整流器的实时控制（功率因素接近,1,）,逆变器及交流异步牵引电机的实时控制,粘着利用控制,具备完整的牵引传动系统故障保护功能,牵引变流器级状态监视与故障保护功能,与机车网络控制系统通信,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,变流器控制级,第一部分：产品介绍,传动控制单元,(TCU),主要由：,脉冲转换板（,2,）,模拟输入,A,板（,1,）、模拟输入,B,板（,1,）,网侧信号板（,1,）、,LCC,板（,1,）,电机信号板（,1,）、,MCC,板（,3,）,SMC,板（,1,）,1,块通讯接口板（,1,）,1,块数字入出板（,1,）,1,块开关电源板（,1,）,冷却风扇层组成。,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,TCU,控制单元,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,TCU,控制单元,MCC,开关电源,SMC,网侧信号,电机信号,通讯接口,数字入出,模拟输入,B,脉冲分配,模拟输入,A,LCC,MCC,MCC,第一部分：产品介绍,要求能够对原边过流、四象限输入过流、逆变过流、原边接地、中间回路接地、进行硬件及软件保护，以确保严重故障的保护快速、有效；,要求能够对接触器故障、模块过热、电机超温、原边电压过欠压、变流器冷却水压水温、变压器冷却油温进行软件级保护，以保证整体电气系统工作在稳定可靠的环境中。,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,保护要求,第一部分：产品介绍,X1,X3,为,42,芯插座,X4,为,9,芯插座,(2,个,9,芯插座组合,),X5,为,6,芯插座,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,主变流器对外接口,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,X1,插头,引脚,终端,信号定义,引脚,终端,信号定义,引脚,终端,信号定义,1,X93:1,110V+,8,X93:2,110V+,25,JCB/X1:1,IF1+,2,X93:7,110V-,9,X93:8,110V-,26,JCB/X1:2,IF1-,3,XD14:1,主断禁示环线,1,10,XD13:15,27,汇流排,E,4,XD14:4,主断禁示环线,2,11,XD13:16,40,JCB/X1:5,IF2+,5,XD13:1,主断状态,(,常开,),22,T1:1,UN+,41,JCB/X1:6,IF2-,6,XD13:4,主断状态,(,常闭,),23,T1:2,UN-,42,汇流排,E,24,汇流排,E,第一部分：产品介绍,引脚,终端,信号定义,引脚,终端,信号定义,引脚,终端,信号定义,1,XD10:2,V1-A,8,XD10:3,V2-A,15,XD10:4,V3-A,2,XD10:15,V1-B,9,XD10:16,V2-B,16,XD10:17,V3-B,3,X92:2,(V1)15V+,10,X92:3,(V2)15V+,17,X92:4,(V3)15V+,4,X92:9,GND,11,X92:17,GND,18,X92:16,GND,5,汇流排,E,12,汇流排,E,19,汇流排,E,29,XD9:5,1,架,/TCU,同步,+,31,汇流排,E,33,XD9:8,2,架,/TCU,同步,+,30,XD9:9,1,架,/TCU,同步,-,32,XD9:4,2,架,/TCU,同步,+,34,汇流排,E,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,X2,插头,第一部分：产品介绍,引脚,终端,信号定义,引脚,终端,信号定义,引脚,终端,信号定义,1,XD6:1,（,M1,）,PS+,8,XD6:5,（,M2,）,PS+,15,XD6:7,（,M3,）,PS+,2,XD6:14,（,M1,）,PS-,9,XD6:18,（,M2,）,PS-,16,XD6:20,（,M3,）,PS-,3,XD6:13,（,M1,）,SIG+,10,XD6:12,（,M2,）,SIG+,17,XD6:11,（,M3,）,SIG+,4,XD6:25,（,M1,）,SIG-,11,XD6:24,（,M2,）,SIG-,18,XD6:23,（,M3,）,SIG-,5,汇流排,E,12,汇流排,E,19,汇流排,E,22,XD8:1,(,主变,)PS+,25,XD8:15,(,主变,)SIG-,40,X92:5,(,手柄,)15V+,23,XD8:14,(,主变,)PS1-,26,汇流排,E,41,X92:19,GND,24,XD8:2,(,主变,)SIG+,39,XD10:7,Mref(,力矩给定,),42,汇流排,E,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,X3,插头,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,X4,插头,公插头,母插头,引脚,终端,信号定义,引脚,终端,信号定义,1,XD11:1,A,组,MVB,正线（,A_P,）,1,XD12:1,A,组,MVB,正线（,A_P,）,2,XD11:2,A,组,MVB,负线（,A_N,）,2,XD12:2,A,组,MVB,负线（,A_N,）,4,XD11:4,B,组,MVB,正线（,B_P,）,4,XD12:4,B,组,MVB,正线（,B_P,）,5,XD11:5,B,组,MVB,负线（,B_N,）,5,XD12:5,B,组,MVB,负线（,B_N,）,6,XD11:6,A,组,MVB,地线（,A_GND,）,6,XD12:6,A,组,MVB,地线（,A_GND,）,7,XD11:7,B,组,MVB,负线（,A_GND,）,7,XD12:7,B,组,MVB,负线（,A_GND,）,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,X5,插头,引脚,终端,信号定义,1,PF2:A,风机,A,（,U,）相电源,2,PF2:B,风机,B,（,V,）相电源,3,PF2:C,风机,C,（,W,）相电源,第一部分：产品介绍,1.,产品说明,2.,原理介绍,3.,功能配置,4.,接口连接,TCU,插头,第二部分：保护参数,参数,动作值,动作,备注,网压,1s,分主断,原边欠压,主断合上,0.6s,内网压,31.5kv,时间,40s,分主断,原边过压,网压,32kv,分主断,原边过压,网压,17.5kV,31 kV,正常工作,第二部分：保护参数,参数,动作值,动作,备注,原边电流和回流电流的差值,I,diff,50A,，时间,2.0s,分主断,原边接地,原边电流,I430A,，时间,2.5s,分主断,(,延时,0.5s,动作,),原边过流,回流电流,I850A,（冲击电流）,分主断,原边过流,原边电流,当主断命令发出,0.5s,后，,I30A,降弓,主断路器故障,第二部分：保护参数,参数,动作值,动作,备注,主变油温,Toil -41,分主断,Toil -40,（复位）,8287,封锁主变流器,Toil 77,（复位）,Toil 92,分主断,-40 ,Toil 82 ,正常工作,第二部分：保护参数,参数,动作值,动作,备注,MVB,通讯,CCU,与,TCU,之间,MVB,连接错误,分主断,充电接触器卡分,合驱动发出后，,1.3S,内未检测反馈信号,封锁相应变流器支路，跳充电及短接接触器,需司机按复位按钮，手动复位该故障。,充电接触器卡合,分驱动发出后，,1.3S,内未检测反馈信号,分主断封锁变流器，跳开充电及短接接触器,需司机按复位按钮，手动复位该故障。,短接接触器卡分,合驱动发出后，,1.3S,内未检测反馈信号,封锁相应变流器支路，跳充电及短接接触器,需司机按复位按钮，手动复位该故障。,短接接触器卡合,分驱动发出后，,1.3S,内未检测反馈信号,分主断封锁变流器，跳开充电及短接接触器,需司机按复位按钮，手动复位该故障。,第二部分：保护参数,参数,动作值,动作,备注,4QC,输入过流,I,4QC,2550A,封锁相应变流器支,路,需司机按复位按钮，手动复位该故障。,中间直流电压,U,d,2000V,分主断,封锁变流器，跳充,电及短接接触器,需司机按复位按钮，手动复位该故障。,主回路接地,|U,d,/2-U,d/2,| 720V,分主断,斩波过流,Ichop1000A,封锁变流器,逆变器过流,I,PWMI,1500A,封锁相应变流器支路,延时解除封锁,第二部分：保护参数,参数,动作值,动作,备注,TCU,内部通讯,SMC,接收不到,MCC,或,LCC,的生命信号,分主断,入口水温,55Inlet58 ,力矩降至,50%,线性,Inlet,60 (,或,-40 ),变流器封锁,3,轴,入口水压,P4s,变流器封锁,3,轴,P3.3 bar,，时间,4s,分主断,第二部分：保护参数,参数,动作值,动作,备注,电机绕组温度,240,力矩降至零,复位值：,122km/h,禁止力矩给定,复位值：,118km/h,第三部分：常见故障处理,故障类别,故障现象,故障原因,检查,/,处理,原边接地,TCU1,、,2,同时或交叉报故障,1.,原边有接地点,2.,原边或回流电流互感器故障,3.,电流检测板故障,1.,用摇表检测原边是否有接地点,2.,检测互感器内阻及对地阻值,3.,检查检测板中电阻值是否开路,TCU1,、,2,某一架报故障,1.,电流检测板故障,2.,模似输入,A,板故障,3.,网侧信号板,1.,检查检测板中电阻是否降级,2.,互换两架板子,3.,互换两架板子（观察,1B,灯）,第三部分：常见故障处理,故障类别,故障现象,故障原因,检查,/,处理,主电路接地,升弓、合主断就报故障,主变次边绕组及四象限输入级故障,摇表测量对地绝缘值；甩,a,、,x,大线判断故障轴,合主断后，一给方向手柄就报故障,1.,接地检测电路故障,2.,中间直流电路故障（四象限输出级与逆变输入级之间）,3.,二次,谐波电路故障,1.,测量接地电阻、电压信号,2.,揺表测量对地绝缘值；甩模块判断故障轴,3.,甩开二次谐波电路,第三部分：常见故障处理,故障类别,故障现象,故障原因,检查,/,处理,主电路接地,合主断后，一给司机手柄就报故障,逆变输出级故障,摇表测量对地绝缘值；或先切电机判断故障轴，再甩电机大线,受电弓升不起,无故障显示升不起弓,升弓条件不满足,根据,IDU,受电弓状态界面提示进行处理,主断合不上,主断允许合图标不变绿,主断合条件不满足,根据,IDU,主断状态界面提示进行处理,第三部分：常见故障处理,故障类别,故障现象,故障原因,检查,/,处理,主断合不上,主断允许合图标已变绿，但按下合指令后，图标变红,当主断合指令发出,8s,后未接收到反馈信号或反馈信号不正常,1.,检查主断反馈联锁,2.,检查,DXM32,信号采集,主断合上后断开,查看,IDU,故障信息,根据,IDU,故障信息提示处理,牵引力发挥不正常,无故障显示给不出牵引力（全车）,牵引条件不满足,通过,IDU,牵引状态界面提示进行处理,第三部分：常见故障处理,故障类别,故障现象,故障原因,检查,/,处理,牵引力发挥不正常,无设定速度或设定速度无法提升,1.,司控器故障,2.AXM13/23,模块司控指令通道故障,运行中打,“,紧急驾驶,”,，回库后更换相应部件,IGBT,故障,机车报某架某轴四象限或逆变模块,IGBT,故障,1.,驱动板故障,2.,分配板故障,3.,脉冲转换板故障,4.IGBT,故障,1.,互换驱动板,2.,根据板子故障指示灯提示处理,3.,互换脉冲转换板,4.,更换模块,第三部分：常见故障处理,故障类别,故障现象,故障原因,检查,/,处理,水压保护,水压偏低,(,水温偏高,),1.,滤网脏,2.,入水口阀门故障,3.,水泵故障,4.,压力传感器或电源故障,1.,清洗滤网,2.,检查入水口阀门,3.,水泵功率发挥不正常（冷却塔风机电机反转）,4.,检查传感器及工作电源,水压偏高,1.,出水口阀门故障,2.,冷却系统空气成分大,3.,压力传感器或电源故障,1.,检查出水口阀门,2.,排空气,3.,检查传感器及工作电源,第三部分：常见故障处理,故障应急处理流程（适用于,A,版程序）：,第四部分：产品维护说明,第四部分：产品维护说明,日常维护：,本系统的日常维护是确保其良好的状态和安全运行所必须完成的日常性工作。主要内容有：,机车出库前、入库后目视检查主变柜外观无异常，对外连接件紧固良好；,控制箱风扇无异音；,目视检查主变柜外观无异常，对外连接件紧固良好；,从显示屏上查看主要数据等界面，确认系统的工作状态良好；,从显示屏上检索历史故障记录，查看有无主变故障。,第四部分：产品维护说明,定期维护：,定期维护主要检查以下项目：,检查主变柜柜体表面清洁，无脱漆、划伤、生锈等异常现象；,目检柜门固定门锁、拉手、高压门联锁安装牢固；,检查接地螺丝及线缆的固定状态，是否有脱落锈蚀；,检查主变柜柜内电气安装螺丝连接是否紧固可靠，要求各紧固螺丝弹垫压平，螺帽上要有紧固标记，并且紧固标记不能错位；,检查控制箱各插件的螺丝固定良好；,第四部分：产品维护说明,定期维护：,检查外部连接插头有无损伤、卡扣松动情况；,检查柜体控制连接线的状态、查看压接状态、确认无断线、变色、锈蚀，连接正常；,检查柜体各母排、电阻、电容等部件，要求表面无过热、变色、变形、起泡现象；并要求电容器无漏油、膨胀等异常现象；,检查主变控制箱风扇层、主变柜斩波风机和热交换器风机转动正常，无异音。,检查主变柜门和密封圈密封性能良好。,检查快速接头及水循环管路各部位及相邻部位无冷却液泄漏及漏液痕迹。,第四部分：产品维护说明,主变流器以及内部部件长期备用的保养说明：,存放温度：不超出,-40,55,的范围；,存放地点：保持干燥；,部件存放：采取一定的防护措施，避免灰尘等杂物直接与部件接触影响部件的使用性能；,模块的贮存和搬运：注意不能损伤散热器板，支撑电容正负极需用金属丝短接，模块的快速接头需用短接水管短接保护；,控制插件等电子产品部件在搬运和存放时：注意静电防护，并远离磁场和高压；插件贮存要求套上防静电袋；,冷却水管防划伤、碰伤。,严谨的作风,合作的态度,舒心的服务,祝您工作愉快,衷心感谢各位长期对时代电气公司的大力支持,原边接地,判断原边接地原理：,原边电流和回流电流,的差值大于,50A,，并时间,2S,应急处理方法,：,若为某架检测电路故障,时，应甩开故障架中电流检,测板中的,X2,插头，切除故障架原边保护。,变流器库内动车功能,通过,R,、,S,端子外接,DC600V,库内电源输入变流器，经二极管整流、逆变后输出三相,VVVF,电压驱动牵引电机。,足以驱动机车以约,5km/h,的速度运行。,