动车组牵引传动系统课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,1,*,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,*,*,动车组牵引传动系统,动车组牵引传动系统动车组牵引传动系统2一、CRH1动车组牵引传动系统,CRH1 动车组 该动车组由青岛四方一庞巴迪一鲍尔铁路运输设备有限公司（BSP）提供，国外合作伙伴是庞巴迪运输瑞典AB（BT）。BSP动车组是以庞巴迪公司为瑞典国家铁路和地方铁路开发的“Regina”动车组为原型车经改变设计而成的。,2,一、,CRH1,动车组牵引传动系统,CRH1,动车组,该动车组由,青岛四方一庞巴迪一鲍尔铁路运输设备有限公司,（,BSP,）提供，国外合作伙伴是庞巴迪运输瑞典,AB,（,BT,）。,BSP,动车组是以庞巴迪公司为瑞典国家铁路和地方铁路开发的“,Regina,”,动车组为原型车经改变设计而成的。,3,CRH1,列车基本单元,M3,Tb,Mc1,M1,Tp1,Mc2,M2,Tp2,TBU3,TBU1,TBU2,4,牵引传动系统的能量传递与转换,CRH1,的受电弓从接触网接受,25KV 50Hz,高压交流电能，经过安装在车底架上的主变压器降成,900V 50Hz,交流电，降压后的交流电经网侧变流器转换成,1650V DC,直流电能，该直流电再由牵引逆变器转换成可变频率可变电压的三相交流电送给牵引电机，将电能转换成牵引列车的机械能。,5,牵引传动系统的能量传递与转换过程示意图,6,列车控制与管理系统,TCMS,CRH1,是以,MITRAC,通用计算机为核心的列车控制与管理系统,TCMS,（,Train Control and Management System,）。,MITRAC,计算机系统以摩托罗拉,68k,微处理器为基础，该系统的机械和电气设计均适应温度范围是,-40,C,+70,C,，并承受强烈震动冲击的牵引环境。,MITRAC,及其前身,TRACS,从,1985,年就已经运营服务，并随着新电子产品（如微处理器、存贮器等）的更新而不断换代，该系统目前在世界各地的几种不同车上都有使用。,7,牵引传动及计算机控制系统示意图,8,TCMS,接受司机的,指令信息,，经过转换与运算以后发给主回路电器系统执行实施能量转换过程，控制列车运行；,TCMS,还检测列车运行的实际状态信息，对该状态信息进行处理和判断，一方面显示给司机、乘务人员和维护人员了解列车的运行情况，另一方面对出现的异常情况进行报警和应急处理。,可以说,牵引主回路,是列车运行的,驱干,，,TCMS,系统,是列车运行的,灵魂,。,9,牵引传动系统主电路构成,CRH1,的牵引传动系统以,列车基本单元（,TBU,）,为基本单位，具体组成如下：,TBU1,Mc1,（,驾驶动车,1,）,-,Tp1,（,带弓拖车,1,）,-,M1,（,中间动车,1,）,；,TBU2,Mc2,（,驾驶动车,2,）,-,Tp2,（,带弓拖车,2,）,-,M1,（,中间动车,2,）；,TBU3,M3,（,中间动车,3,）,-,Tb,（,带吧台拖车）,CRH1,的,8,辆车中包括,5,辆动车,(Mc1,、,M1,、,Mc2,、,M2,、,M3),和,3,辆拖车,(Tp1,、,Tp2,、,Tb),，动车组有两个受电弓，分别位于,Tp1,和,Tp2,车上，正常工作时只有,一个受电弓升起,。,10,牵引传动系统主电路构成,CRH1,的主电路框架,11,牵引传动系统主电路构成,动车组有三个相对独立的主牵引系统均并行工作，当一个牵引系统发生故障时，可以自动切断故障源，列车继续运行。,五个动车有五个变流器箱，分别位于每个动车的底架上。,网侧变流器,LCM,（,Line Converter Module,，,将高压整流成为直流环节电压）和电机变流器,MCM,（,Motor Convertor Module,将直流环节电压逆变成为频率可变电压可变的三相交流电供给牵引电机）都装在变流器箱中；一个电机变流器给两台牵引电机并联供电,；,一个变流器箱的网侧变流器除了向两个电机逆变器供电外，还向一个,辅助逆变器,和一个蓄电池充电器馈电。,12,TBU1,单元的牵引电路框图,13,二、,CRH2,动车组牵引传动系统,CRH2(,四方,/,川崎动车组,),该动车组由,南车四方机车车辆股份有限公司,与国外合作伙伴,川崎重工,提供。四方动车组是以日本新干线,E2,1000,型,动车组为原型车经改变设计而成的。,动车组采用,8,辆编组，,4,动,4,拖,，由两个动力单元组成。每个动力单元由,2,个动车和,2,个拖车（,T-M M-T,）组成。,14,CRH 2,编组结构图,15,1,、,CRH2,动车组牵引系统的组成,牵引电路系统以,M 1,车、,M 2,车的,2,辆为,1,个单元为基础。电源由接触网通过,受电弓,从单相交流,25kV,、,50Hz,的接触网电压来获得，通过,VCB,与牵引变压器的,1,次侧绕组连接。牵引电路开闭由,VCB,来实施。牵引变压器,2,次绕组侧设有,2,个线圈，,1,次侧的电压为,25kV,时，,2,次侧绕组电压则为,1500 V,。,牵引电路的,基本单元,装置由,1,台牵引变压器,2,台主变流装置（,C/I,）,8,台牵引电机,构成。由,1,台主变流装置控制,4,台牵引电机，在,牵引,时向牵引电机提供电力、在,制动,时进行电力再生控制。此外，还具有保护功能。,16,牵引系统的组成：,17,牵引主电路：,由,4,号车,或者,6,号车,的,受电弓,受电，通过车顶上的特高压导线，经由,VCB,后被送到,2,号,车或者,6,号车,的,主变压器,。车顶上安装有保护接地装置（,EGS,），运行中，需要紧急让变电所区间内的所有车辆停车时，让其动作，使架线接地短路。,EGS,的操作必须按照铁道部的规定执行。,18,牵引主电路：,19,CRH2,牵引传动系统基本组成,高压电器设备,高压电器主要作用是完成从接触网到牵引变压器的供电。主要包括：受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等。,DSA250,型受电弓,该受电弓为单臂型结构，额定电压,/,电流为,25kV/1000A,，接触压力,70,5N,弓头宽度约,1950mm,，具有自动降弓功能，适应接触网高度为,5300,6500mm,，列车运行速度,250km/h,。,CB201C-G3,型主断路器,主断路器为真空型，额定开断容量为,100MVA,，额定电流,AC200A,，额定断路电流,3400A,，额定开断时间小于,0.06s,，采用电磁控制空气操作。,LA204,或,LA205,型避雷器,额定电压为,AC42kV,，动作电压为,AC57kV,以下，限制电压为,107kV,。,TH-2,型高压电流互感器,变流比为,200/5A,，用于检测牵引变压器原边电流值。,SH2052C,型接地保护开关,额定瞬时电流为,6000A,（,15,周），电磁控制空气操作，具有安全连锁。,20,牵引变压器,TM210,型牵引变压器，一个基本动力单元,1,个，全列共计,2,个。采用壳式结构、车体下吊挂、油循环强迫风冷方式。具有,1,个原边绕组（,25kV,，,3060kVA,）、,2,个牵引绕组（,1500V,，,21285kVA,），一个辅助绕组（,400V,，,490kVA,）。,21,牵引变流器,CI11,型牵引变流器，一个基本动力单元,2,个，全列共计,4,个。采用车下吊挂、液体沸腾冷却方式。主电路结构为电压型,3,电平式，由脉冲整流器、中间直流电路、逆变器构成，不设,2,次谐振滤波装置和网侧谐波滤波器，采用,PWM,方式控制。中间直流电压为,2600V,3000V,（随起牵引电机输出功率进行调整）。,牵引逆变器输出电压,0,2300V,，频率,0,220Hz,可控的三相交流电供给异步牵引电动机。,1,个牵引变流器采用矢量控制原理控制,4,台并联的牵引电机。,22,牵引电机,MT205,型牵引电机，每节动力车,4,个（并联），一个基本动力单元,8,个，全列共计,16,个。牵引电机为,4,极三相鼠笼式异步电机，采用架悬、强迫风冷方式，通过弹性齿型联轴节连接传动齿轮。,23,2,、,CRH2,牵引传动系统主电路,受电弓从接触网,25kV,、,50Hz,单相交流电网受电，通过主断路器,VCB,连接到,牵引变压器,原边绕组。主电路开闭由,VCB,控制。牵引变压器牵引绕组设两组，原边绕组电压为,25kV,时，牵引绕组电压为,1500V,。牵引变流器在,M1,、,M2,车上，由一台四象限脉冲整流器和逆变器及中间直流回路构成，运行时除实施牵引电动机电力供应和制动时的再生制动外，还具备相应的保护功能。,24,CRH2,牵引传动系统主电路,动车组主电路简图,25,牵引电动机采用,三相鼠笼式感应电机,，其轴端设置速度传感器，用于检测转速（转子频率），对牵引和制动特性进行实时控制；当出现故障时，,M1,车和,M2,车可分别使用，另外，整个基本单元可使用,VCB,切除，而不会影响其它单元工作。,制动系统有两套。一套是,电制动,，将牵引电机转换成发电机形式工作，即再生制动；一套是,空气制动,，将电指令转换成空气指令送入制动缸起制动作用。当列车速度较高时，实施电制动，在低速时实施空气制动，制动方式转换均由微机控制系统控制完成。当司机通过司机台上的制动控制器实施制动指令时，制动电信号首先到达车辆计算机系统，再传入制动控制系统。制动控制系统根据列车速度，自动实行空气制动与电制动。电气制动系统的组成与牵引系统一致。,26,CRH2,牵引传动系统主电路,27,3,、,CRH2,牵引传动系统控制策略,脉冲整流器控制策略：,牵引变压器牵引绕组输出的,AC1500V,、,50Hz,电源输入脉冲整流器。脉冲整流器由单相三点式,PWM,变流器、交流接触器,K,组成。采用无触点控制装置，从而实现了输出直流电压,2600V,3000V,电压控制、牵引变压器原边单位功率因数的控制以及无接点控制装置保护。再生制动时接收支撑电容器输出的直流,3000V,电压，向牵引变压器供应,AC1500V,、,50Hz,。,逆变器控制策略：,逆变侧采用了,VVVF,的控制方式，整流器输入给支撑电容器的直流电压，依据无接点控制装置控制信号，输出变频变压的三相交流电对,4,台并联的电机进行速度、力矩控制。再生制动时牵引电机发出三相交流电，经整流后向支撑电容器输出直流电压。,牵引电机控制采用,矢量控制方式,，,独立控制力矩电流和励磁电流，以使力矩控制高精度化、反应高速化，提高电流控制性能。,谢谢！,