CRH1牵引系统-主电路
crh1型动车组牵引传动系统的工作原理
crh1型动车组牵引传动系统的工作原理CRH1型动车组的牵引传动系统是一种电力传动系统，由以下几个主要部分组成：1. 主变压器（Main Transformer）：将输入的高电压交流电能转换为适合驱动电机的低电压交流电能。
2. 三相异步牵引电动机（Three-phase Asynchronous Traction Motor）：采用交流电供电，通过电磁感应产生旋转力，将电能转换为机械能，驱动车辆前进。
3. 变频装置（Variable Frequency Drive）：控制电动机的转速和扭矩。
它将来自主变压器的低电压交流电能转换为可调频率、可调电压的交流电，以满足不同工况下的牵引需求。
4. 牵引变流器（Traction Inverter）：将变频装置输出的交流电能转换为直流电能，供给电动机使用。
5. 牵引控制器（Traction Controller）：负责控制和监测牵引传动系统的各个部分，包括电压、电流、转速等参数的调节与保护。
6. 齿轮箱（Gearbox）：连接电动机和车轮，通过齿轮传动将电动机的高速旋转转换为车轮的合适速度和扭矩。
7. 轮对（Wheelset）：将齿轮箱输出的扭矩传递给车轮，推动车辆前进。
整个系统的工作原理是：主变压器将输入的高电压交流电能转换为低电压交流电能，并通过变频装置调节输出电能的频率和电压。
牵引变流器将变频装置输出的交流电能转换为直流电能供给电动机使用。
牵引控制器对牵引传动系统进行监测和控制，调节电压、电流、转速等参数以满足不同的牵引需求。
电动机接受来自牵引变流器的电能，并通过电磁感应产生旋转力，将电能转换为机械能驱动车辆前进。
齿轮箱将电动机高速旋转的动力传递给车轮，推动车辆行驶。
总结起来，CRH1型动车组的牵引传动系统利用电能转换原理，通过主变压器、电动机、变频装置、牵引变流器和齿轮箱等部件实现电能到机械能的转换，从而推动车辆前进。
CRH1型动车组牵引系统概述
CRH1型动车组牵引系统概述一、牵引系统功用1.牵引系统主要由受电弓、变压器、变流器及三相异步牵引电机组成。
2.受电弓通过电网接人25kV的高压交流电，输送给主变压器降压成900V的交流电。
3.降压后的交流电再输入变流器，通过牵引逆变器变威电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电机牵引整个列车。
4.动车组有三个相对独立的主牵引系统，其中两个单元由两辆动车和一辆拖车组成，另一个单元由一辆动车和一辆拖车组成，正常情况下三个牵引系统均工作，当一个牵引系图8－1牵引系统工作原理简图统发生故障时，可以自动切断故障源继续运行。
二、牵引系统操作过程1.高压系统启动时，将电压供给主变压器牵引绕组，牵引系统启动。
2.电机逆变器，由来自司机操控台主控制器的指令启动。
三、牵引系统备用制动控制过程1.当网侧供压暂时失效时(如由于分相区原因)，备用制动即被用于为辅助逆变器提供电源。
2.通过使用车辆动能，可保持牵引DC环节的电压。
3.网侧变流器阻断，电机逆变器控制牵引电机的方式和处于制动模式下的方式一样。
4.注意!仅在速度超过30km/h时使用。
四、牵引系统主变压器功用1.主变压器位于拖车的底架上，一个主变压器包括：(1)一个原边绕组及四个牵引绕组。
(2)一个网侧谐波过滤器绕组，主变压器把高电压变为适用于牵引系统和网侧谐波过滤器的电压。
2.主变压器包含一个适当的电抗器，用于网侧变流器功能，并将线路的干扰电流降低到最低限度。
(1)主变压器为高压系统和牵引系统之间提供电流隔离。
(2)网侧谐波过滤器由一个绕组供电，这个绕组装有熔断器和一个RC过滤器，RC过滤器的作用是根据LCB运行的瞬变现象，减少瞬时电压和辐射。
五、牵引电机基本功能1.牵引电机在牵引模式下，将电力转换成机械动力，在制动模式下将机械动力转换成电力。
2.同一个动车转向架上有2个牵引电动机，采用并联的方式与一个电机变流器连接。
3.牵引电动机受电机变流器电脑监控。
4.牵引电动机安装在转向架构架上。
CRH1牵引系统-主变压器
主变压器干燥剂（硅跤）的检查
• 每三个月检查一次空气干燥器干燥剂 的颜色。如果从窥镜观察，超过一半 的粒子变绿，则更新干燥剂。 • 当第一次安装时，干燥剂是橙色。
– 当罐内温度变化（=压力变化）时，它吸收 进入空气中的水分。 – 当需要更换时，其颜色变成无色。此时干 燥剂中的水分饱和。 – 干燥剂可以干燥和重新使用若干次。 – 增添时，仅使用规定的干燥剂。
CRH1牵引系统－主变压器
主变压器，又称为牵引变压器，是交-直-交传动电力机车中 的重要电器设备，用来将接触网上取得的单相工频交流 25kV高压电降为列车各电路所需的电压。 BSP动车组中主变压器的功能是：由Tp1,Tp2和Tb车的车顶 上的25kV系统向主变压器供电；在Tp1和Tpb车的主变压器将向一个 主变流器供电。另外车体上主变压器的旁边安装了HV控制 箱，对主变压器进行状态监测和控制。此外还有接地变压 器，用来抑制电网过电压，限制单相短路电流。
Cooling of main transformer 主变压器的冷却
Expansions tank 膨胀罐 Pump 泵 Drier 干燥器 Transformator 变压器
• The oil is circulated through the transformer. 油在变压器内循环。 • Electrical losses heats up the oil. 电力损失加热油。 • The oil expansion is handled by the expansion tank. 油膨胀由膨胀罐控制。 • The oil is cooled when it circulates through the cooler. 当油循环通过冷却器时 被冷却。
U9
一个过滤绕组 • Oil cooled. 油冷却 U9 • One each in Tp1, Tp2 and Tb-car 在Tp1, Tp2 和TbU10 Tp 车辆内各一个
CRH1E高压、牵引和辅助供电系统
5.1 联锁装置 ............................................................................................... 38 5.2 电容器放电时间..................................................................................... 38 5.3 放电电容器显示..................................................................................... 38
3 技术数据 ................................................................................ 33
3.1 技术数据 ............................................................................................... 33 3.2 牵引系统 ............................................................................................... 34 3.3 辅助供电系统 ........................................................................................ 35
CRH1牵引系统-主变流器
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性能参数
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输入电压
主变流器的输入电压范围通常 为1700-3000V直流电。
输出电压
根据牵引控制系统的指令，输 出电压可以在一定范围内调节
。
输出频率
输出频率可以根据列车运行需 求在一定范围内调节，实现牵
引电机转速的调节。
效率
主变流器的效率是衡量其性能 的重要参数，通常要求在额定
负载下具有较高的效率。
可靠性高
主变流器采用成熟的电力 电子器件和先进的控制策 略，具有较高的可靠性和 稳定性。
维护方便
CRH1牵引系统的各组成 部分均采用模块化设计， 方便进行维护和检修。
03
主变流器介绍
定义与功能
定义
主变流器是CRH1牵引系统中的核 心部件，用于将输入的直流电转 换为可供牵引电机使用的交流电 。
功能
制信号。
技术发展趋势
高效能
随着技术的不断进步，主变流器在提高牵引效率、降低能 耗方面取得了显著成果，未来将继续朝着高效能的方向发 展。
模块化设计
为了便于维护和升级，主变流器逐渐采用模块化设计，各 个模块之间采用标准接口连接，提高了系统的灵活性和可 靠性。
智能化控制
通过引入先进的控制算法和传感器技术，主变流器的智能 化程度不断提高，能够更好地适应复杂的运行环境和多变 的牵引需求。
工作原理
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接触网供电
CRH1列车通过受电弓从 接触网获取直流电。
主变流器转换
主变流器将接触网提供的 直流电转换为三相交流电。
牵引电机驱动
三相交流电输入牵引电机， 驱动电机旋转，进而驱动 列车前进。
CRH1A型动车组牵引系统原理
CRH1A 型动车组牵引系统原理摘要：自经济全球化发展，我国动车组牵引技术得到了较好的发展，但也存在一些问题，本文阐述了CRH1A型动车组牵引系统故障原理，通过对原理的分析，总结了应注意的事项。
关键词：动车组；牵引系统；故障原理1.牵引系统介绍：牵引系统主要由受电弓、牵引变压器、牵引变流器及牵引电机组成。
受电弓通过电网接入25kV的高压交流电，输送给牵引变压器，降压成902V的交流电。
降压后的交流电再输入牵引变流器，通过一系列的处理，变成电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电机牵引整个列车如（图1）。
图1牵引概图动车组有三个相对独立的主牵引系统，其中两个单元由两辆动车和一辆拖车组成，另一个单元由一辆动车和一辆拖车组成，正常情况下，三个牵引系统均工作，当一个牵引系统发生故障时，可以自动切断故障源，继续运行.采用交－直－交传动，即单相定频交流电压→固定直流电压→三相变压变频交流电压→三相异步牵引电动机→驱动列车前进。
交－直－交传动的核心设备是变流器，包括3种变流器模块：2台并联的四象限脉冲整流器模块(LCM)，将单相50Hz交流电转换为1650V 直流电压。
2台牵引逆变器模块(MCM)，将直流1650V电压转换为电压和频率可调的三相交流电压，供给两台转向架上的4台三相异步电动机，驱动列车前进。
1台辅助逆变器模块(ACM)，将直流1650V电压转换为三相50Hz交流电压，通过辅助变压器转换成三相四线制的380V交流电压，供380V设备用电。
ACM的直流输入与LCM直流输出并联，因此当列车经过分相区时，通过牵引电动机再生制动可以使辅助电源不中断。
所有的变流器模块均采用两点式电路。
图2牵引主回路2.辅助变流器模块(ACM)辅助变流器模块的功能是，将直流环节电压转换成三相交流电压。
三相交流电压在变压和过滤之后，向包含电池充电器、空调和空气压缩机辅助电力系统供电。
辅助变流器模块是一完整的功能变流器，带有所有必要的电子控制设备,并且直接连接到直流环节电压。
CRH1型动车组牵引系统功能概述
CRH1型动车组牵引系统功能概述一、牵引系统功能1.牵引系统的主要功能是，将主变压器牵引绕组的AC 电压转换成可变振幅和频率的三相电压，用于对牵引电机进行驱动或制动。
2.驱动时，本系统提供来自网侧的电源。
3.制动时，电源方向相反，牵引电动机变成了发电机。
4.牵引系统还为辅助电源系统供电。
5.驱动和停止时，主变压器牵引绕组的Ac电压被转换成DC输入电压供给辅助逆变器(通过网侧变流器)。
6.制动时，牵引电动机生成的Ac电压被转换成Dc输入电压供给辅助逆变器(通过电机逆变器)。
7.受电弓通过电网接入25kV的高压交流电，输送给主变压器，降压成900V的交流电。
8.降压后的交流电再输入变流器，通过牵引逆变器，变成电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电动机牵引整个列车。
二、电机逆变器功用1.电机逆变器转换来自网侧变流器的DC环节电压。
2.供给两个三相异步牵引电动机可变电压和可变频率的电压。
三、预充电单元功用预充电单元在回送与救援模式下，用于对DC环节电压充电达到足以能够使牵引电动机由电机逆变器磁化的程度。
当牵引电动机变为发电机时预充电器失效。
四、牵引电机功用牵引电机置于动力转向架，是三相鼠笼式异步电机。
驱动模式时将电能转换成机械能，制动模式时将机械能转换成电能。
五、齿轮和连轴节功用1.齿轮和连轴节置于动力转向架上，齿轮箱由一个扭力平衡杆连到转向架构架上。
2.齿轮箱降低牵引电机的旋转速度，并将机械扭力传给轮轴。
3.连轴节补偿牵引电机和齿轮装置之间的相对运动。
六、速度传感器功用1.速度传感器的功能，是测量信号并将信号传给计算机系统用于速度计算和指示旋转方向。
2.速度传感器安装在动力转向架的齿轮箱上，每个牵引齿轮箱一个。
3.计算机系统将接收的测量信号用于测量和监控。
动车组传动与控制作业答案(第5章)
《动车组传动与控制》参考答案作业三(5章)一、名词解释：1.电流型牵引变流器：交-直-交流传动系统中，牵引变流器由网侧整流器、直流中间环节、电动机侧逆变器及控制装置组成。
根据中间直流环节滤波元件的不同，牵引变流器可分为电压型和电流型两种。
电流型牵引变流器直流中间环节的储能器采用电感，相当于恒流源，向逆变器输出的是恒定的直流电流。
2.电压型牵引变流器：交-直-交流传动系统中，牵引变流器由网侧整流器、直流中间环节、电动机侧逆变器及控制装置组成。
根据中间直流环节滤波元件的不同，牵引变流器可分为电压型和电流型两种。
电压型变流器直流中间环节的储能器采用电容器，向逆变器输出的是恒定的直流电压，相当于电压源。
3.两电平式逆变器：逆变器将直流转换为交流。
两电平式逆变器，把直流中间环节的正极电位或负极电位接到电动机上，即逆变器的输出相电压为两种电平。
4.三电平式逆变器：逆变器将直流转换为交流。
三电平式逆变器，除了把直流中间环节的正极或负极电位送到电动机上去以外，还可以把直流中间环节的中点电位送到电动机上去，即输出相电压为三种电平。
二、简答题：1.简述牵引变流器的类型及特点。
答：牵引变流器是交流传动系统的核心部件，交-直-交流传动系统中，牵引变流器由网侧整流器、直流中间环节、电动机侧逆变器及控制装置组成。
牵引变流器根据中间直流环节滤波元件的不同，可分为电压型和电流型两种。
电压型变流器直流中间环节的储能器采用电容器，向逆变器输出的是恒定的直流电压，相当于电压源；电流型变流器直流中间环节的储能器采用电感，相当于恒流源，向逆变器输出的是恒定的直流电流。
现代轨道列车交流传动领域大多都采用电压型变流器。
根据逆变器输出交流侧相电压的可能取值情况，将电压型逆变器分为两电平式和三电平式。
两电平式逆变器，可以把直流中间环节的正极电位或负极电位接到电动机上去；三电平式逆变器，除了把直流中间环节的正极或负极电位送到电动机上去以外，还可以把直流中间环节的中点电位送到电动机上去，含有较少的谐波，其输出波形得到了改善，但需要更多的器件。
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第二节 动车组传动系统主电路及保护电路
• 1.动车组主电路概述
• 动车组主电路主要包括高压系统(网侧)、牵引系统、和辅助供 电系统等几部分，此外还有蓄电池系统。
– 高压系统：包括受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、电压互感 器、接地开关、网侧滤波器、电涌放电器、受电弓切断开关等部件组 成。 – 牵引系统：包括主变压器、网侧变流器、电机变流器、牵引电机等组 成。 – 辅助供电系统：包括辅助变流器、滤波器、变压器等组成。此外还包 括蓄电池系统。
M2 TM
Tp2
CT LB
VT
LB
LCM MCM Filter Box Traction motors ACM Battery charger Battery
Mc2 PT SA ES LC TM
SA MT MT MC LC MC
MC
MC 2F
MC 2F 2F
MC
AC 3T IC LF CT ET
AC 3T IC IC 3T
•
牵引系统主要由受电弓、牵引变压器、牵引变 流器及牵引电机组成。受电弓通过电网接入 25kV的高压交流电，输送给牵引变压器，降压 成900V的交流电。降压后的交流电再输入牵引 变流器，通过一系列的处理，变成电压和频率 均可控制的三相交流电，供电给牵引电机牵引 整个列车。牵引系统工作原理，如图5-1所示。 每个BSP动车组有三个相对独立的主牵引系统，其中两个单元（Unit） 由两辆动车（Mc1、Mc2）和一辆拖车（Tp1、Tp2）组成，另一个单 元由一辆动车（M1）和一辆拖车（Tb）组成。正常情况下，三个牵引 系统均工作，当一个牵引系统发生故障时，可以自动切断故障源，继 续运行，BSP动车组的构成，如图5-2所示。
• • • • • • • • • • •
（3）牵引系统 ①5个牵引逆变器（主变流器）。 ②一个牵引逆变器包括下列模块：1个网侧变流器、1个直流环节、2个电机逆变器、1个辅 助逆变器，每个电机逆变器与两个牵引电机连结。 （4）辅助供电系统 ①5个辅助逆变器，并联安装，向三相母线供电。 ②辅助系统的额定电压为3×400/230V，50Hz.。 此电路图只显示了5个辅助逆变器中的3个。 （5）蓄电池系统 ①5个蓄电池和充电器，并联安装，向三相蓄电池母线供电。 ②蓄电池系统的额定电压为110 VDC。 此电路图只显示了3个充电器和蓄电池。
BSP动车组以Regina型动车组为原型车，通过公司内部技术转移，由BSP 公司在国内制造生产。每辆车下有空调机组、制动控制装置。在动车下 有牵引变流器，在拖车下有牵引变压器。牵引系统在动车与拖车底部悬 挂的位置和其它悬挂装置，如图5-4所示。
一、庞巴迪动车组供电牵引系统的结构组成
• 1．系统组成 • 动车组有2动1拖和1动1拖两种基本动力单元。 1个基本动力单元（1动1拖或2动1拖）的牵引 传动系统主要由网侧高压系统、1个牵引变压 器、1或2个牵引变流器、4或8台三相交流异步 牵引电动机等组成。全车共计2个受电弓、3个 牵引变压器、5个牵引变流器、20台牵引电动 机，列车正常时升单弓运行，另一个受电弓备 用。 • 牵引系统在Mc、M、Tp（Tb）车上的位置如图 5-5所示。
（a）牵引与高压系统设备在Mc 车的位置
2－动车转向架 4－蓄电池箱 5－牵引电机送风机 7－电池充电器 8－配电箱 9－空调冷却/供暖单元 10－制动模块 11－主变流器箱 12－滤波器箱 15－拖车转向架 16－主压缩机单元 17－主变压器和冷却 18－辅助压缩机 19－空调处理单元 21－受电弓 22－高压设备
• 1.1 合
• • • • • • • • • • • • • • • • • •
Abbreviations/Acronyms - 缩写/首字母组
4QC Four quadrant converter 四象限变流器 AC Alternating current 交流电 ACM Auxiliary Converter Module 辅助变流器模块 AX-unit Analogue input/output unit connected to the MVB 连接到MVB的模拟输 入/输出部件 BCC/I Controls the battery charger module. Mounted in the BCM. 控制蓄电池充电器模 块；安装在BCM BCM Battery charger module 蓄电池充电器模块 CB Converter box 变流器箱 DC Direct current 直流电 DC-link The DC side of the converter 变流器直流侧 DCU Drive control unit 驱动控制单元 DCU/A Drive control unit in the ACM ACM驱动控制单元 DCU/L Drive control unit in the LCM LCM驱动控制单元 DCU/M Drive control unit in the MCM MCM驱动控制单元 DX-unit Digital input/output unit connected to the MVB 与MVB连接的数字输入/输出部件 EMU Electrical multiple unit 电动列车 FB Filter box 过滤器箱 GW Gateway 入口Leabharlann • 2．主电路电气系统说明
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 8-car动车组主电路如图5-13所示。 （1）整体结构 ①受电弓安装在Tp1 和 Tp2 车上（第2辆和第7辆座车）。 ②两个受电弓之间有一高压线。 ③有5个主断路器，2个用来连结受电弓之间的高压电缆，3个用来连结主变压器。 ④Tp1 和 Tp2车内的每个主变压器分别向两个动车（Mc、M）的两个逆变器供电。 ⑤Tb车上的主变压器只向一个逆变器（M3）供电。 ⑥5个辅助逆变器，并联向三相母线供电。 ⑦5个蓄电池和充电器，并联向三相母线供电。 （2）高压系统 ①两个受电弓只有一个会随时升起。 ②5个主断路器依次关闭，从来不会同时关闭。 ③受电弓后面的电流互感器是为过流保护。 ④避雷器，RC滤波器和电压互感器都是为了减少电压瞬变。 ⑤主断路器的接地开关对车顶部件接地。 ⑥电流电感器装在主变压器和接地电感器之间，测试原边绕组里的电流。 ⑦接地变压器连接原边绕组和车体，并将电流从接地刷中导出。 ⑧接地变压器的转换率为1：1，原边绕组和次边绕组里的电流相同。 ⑨每辆座车都有一个接地刷与车体连结。 ⑩每个车体之间有接地电缆连接。
AC 3T LF CT ET IC
AC LF CT ET
AC 3T IC
BC
BA
TP 1 High voltage高压 equipment on roof车顶设备 Control Box 控制箱 Main Transformer主变压器
BA
BC
BC
BA
Tb High voltage高压 equipment on roof车顶设备 Control Box控制箱 Main Transformer主变压器
• BSP动车组分为7辆车和8辆车动车组，如图5-11所示。从而导致两种类型动车组高 压电路的连接形式和主变压器、变流器、牵引电机的个数和布置有一定不同。
Mc1 Tp1 M1 Tb M2 Tp2 Mc2
Mc1
Tp1
M1
M3
Tb
M2
Tp2
Mc2
5-12 动车组（7—car）主电路图
图5-13 动车组（8—car）主电路图
（c） 牵引与高压系统－设备在Tp(Tb) 车的位置 图5-5 牵引与高压系统的位置
2－动车转向架 4－蓄电池箱 5－牵引电机送风机 7－电池充电器 8－配电箱 9－空调冷却/供暖单元 10－制动模块 11－主变流器箱 12－滤波器箱 15－拖车转向架 16－主压缩机单元 17－主变压器和冷却 18－辅助压缩机 19－空调处理单元 21－受电弓 22－高压设备
CRH1供电牵引系统及设备
主讲人：吴鑫
主要部分
• 一、牵引系统的总体构成及主电路 • 二、牵引变压器及HV控制箱电路 • 三、主变流器箱及电路
– – – – – 1.主变流器箱（CB） 2.网侧逆变模块(LCM) 3.电机逆变模块(MCM) 4.辅助逆变模块(ACM) 5.滤波器箱(FB)
• 四、牵引电动机 • 五、诊断、测试、维修、更换。
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
HB High voltage control box 高压控制箱 HV High voltage 高压 IDU Intelligent display unit 智能显示器 I/O-units AX-units and DX-units AX部件和DX部件 IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor 绝缘门极极双极晶体管 LCBB Line Circuit Breaker HV Bus 网侧电路断路器HV总线 LCBT Line Circuit Breaker Transformer 网侧电路断路器变压器 LCM Line Converter Module 网侧变流器模块 LHF Line Harmonic Filter 网侧谐波过滤器 MCM Motor Converter Module 电动变流器模块 MVB Multifunction vehicle bus 多功能车辆总线 OVP Overvoltage protection 过电压保护 PCU Propulsion Control Unit 牵引控制部件 RC Resistor Capacitor 电阻电容器 TCMSTrain control and monitoring system 列车控制和监视系统 TDS Train diagnostic system 列车诊断系统 VAPPC Bombardier Transportation Propulsion and Controls in Vä sterå (Sweden) s 韦斯特罗斯的庞巴迪运输牵引和控制系统公司（瑞典） VCU Vehicle control unit 车辆控制设备