DC600V车下逆变电源供电系统知识
DC600V客车互备供电原理及应用.ppt
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④ ．车辆间新增互备供电的控制信号线，采用39芯
通信连接器的22、28芯。
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④ ．车辆间新增互备供电的控制信号线，采用39芯
通信连接器的22、28芯。
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⑦ ．修改了PLC、触摸屏、LonWorks网关控制程序、
逆变器通信协议的条件及互备供电逻辑时序控制和 电器综合控制柜的电器原理图的改进。
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25G型DC600V供电客车（减配客车为车下辅助 电源仅设一台35KVA逆变器的车型，如硬卧车、软 卧车，标准配置客车为辅助电源装配两台35KVA逆 变器），当本车逆变器发生故障时造成本车的交流 3AC380V负载无法工作，3AC380V电源无冗余性， 这将严重影响整车的电器系统的可靠性。
DC600V互备供电原理及应用
2009年3月
唐山轨道客车有限责任公司
售后服务中心
张树森 2009年10月
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处理车辆故障首先要弄 清楚其工作原理，才能用正 确的方法解决故障，如果处 理故障的方法不得当，其它 问题会接踵而来，所以处理 故障要用正确的方法。在我 们售后流行一句话叫做：一 流员工找方法，末流员工找 借口
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⑤ ．简配客车硬卧车、软卧车1X35KVA逆变器增 设互备供电接触器及其配线，端子，增设互备供电 请求信号与互备供电允许信号，与逆变器网管通信 协议中增加了逆变器供电模式内容（包含在故障代 码中），修改了逆变器的网管程序。
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⑥ ．简配客车硬卧车、软卧车电器综合控制柜内增
加了逆变器减载继电器、互备供电转换开关及其配 线、接线端子，信息显示触摸屏中增加了逆变器供 电模式的内容。
第五章-DC600v集中供电空调客车..
方波的各次谐波
f(t)A0 Ansin(tn) n1
A1sin t(1) A3sin3(t3) A5sin 5(t5)
逆变器输出 基波 3次 谐 波 5次 谐 波
基波为1
3次 谐 波 为 0.33 5次 谐 波 为 0.2 7次 谐 波 为 0.14 9次 谐 波 为 0.11 11次 谐 波 为 0.09
a
b
t c
在这种模式中晶体管工作在截止区和饱和导通区
缺点：电流断续
开关调节模式与线性调节模式相比具有明显的特点：
1、功耗小、效率高。在DC-DC变换中，电力半导体器件工作 在开关状态，工作频率很高，目前这个工作频率已达到数 百甚至1000KHz，这使电力半导体器件功耗减少、效率大幅 度提高。
2、体积小、重量轻。由于频率提高，使脉冲变压器、滤波电 感、电容的体积、重量大大减小，同时，由于效率提高， 散热器体积也减小。还由于DC-DC变换无笨重的工频变压器， 所以DC-DC变换体积小、重量轻。
如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波
u
SPWM波 u
O
ω>t
O
ω> t
u
O
ω>t
若要改变等效输出正弦 波幅值，按同一比例改 变各脉冲宽度即可。
PWM控制的基本思想
对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM 波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为：
Ud
O
t
-U d
根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM 波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。
集中式供电
除供电量大，供电稳定外，集中式供电还体现出如 下的优点。 1．列车自重减小。由于没有车下发电机、传动装置和蓄电池
DC600V 供电客车逆变电源常见故障及处理措施
AUTO AFTERMARKET | 汽车后市场DC600V供电客车逆变电源常见故障及处理措施朱亚利西安铁路职业技术学院 陕西省西安市 710026摘 要： 本文介绍了DC600V供电客车逆变器及逆变器故障的分类，梳理了逆变器常见故障的几种类型，并针对几种常见故障提出了相应的改进措施。
关键词：逆变器 逆变器故障 改进措施1 引言伴随着我国电子科学技术的发展进步，近年来，一些电器设备的电源不再使用电网直接提供的交流电，而是将电网提供的交流电进行变换后再提供给设备使用。
利用逆变电路与整流电路对电网提供的电源进行变换就是电源转换的过程，这其中最重要的一个流程就是通过逆变电路变换。
逆变电源作为一种电能变换器，它利用开关控制转换方式把输入的直流或者交流电，转换为电压和频率都比较稳定的交流电输出[1]。
随着我们铁路客车技术的不断发展，车种车型的更新换代。
目前，我们国家空调旅客列车的供电供电方式，采用分散变流、集中供电。
当旅客列车运行在电气化的铁路区段时，机车上的变流设备把由受电弓从接触网上引入的25KV、50HZ的交流电进行变压整流后输出DC600V直流电，然后利用机车车辆上的两路DC600电力连接线向所有旅客列车车厢供电，电源送到每一节车厢后，再由每节车的逆变器把DC600V直流电变换为AC380V、50HZ交流电输出，从而让旅客列车车厢里的电茶炉、电暖器、空调等设备正常工作。
而经过逆变器转换后输出的电源会影响列车上许多用电器的性能，所以逆变器时确保旅客列车正常运行的重要设备。
2 逆变器2.1 逆变器的种类伴随着逆变器的广泛使用，它的种类也是越来越多，分类也是越来越细，目前使用最广泛的由以下几种：（1）根据不同类型的输入电源，逆变器可分为电压型以及电流型两种。
（2）根据不同结构的电路，逆变器可分为全桥、半桥以及推挽式三种。
（3）根据不同类型的开关管，逆变器可分为门极可关断晶闸管、晶闸管、功率场效应管以及绝缘栅晶体管四种。
DC600V必会知识
DC600V新型客车知识必知必会一
1、蓄电池在充电机停止或故障时，向本车照明、单相逆变器、水位显示、车下电源箱控制、温水箱控制、开水炉控制等负载供电。
充电机正常工作时蓄电池起作用。
2、设有单相逆变器的车辆，由单相逆变器输出为AC220V，向废排、插座等供电。
3、由DC110V供电的负载有照明、轴温报警器、防滑器、单相逆变器、水位显示、部分冷凝风扇（充电机、逆变器背板上的风机）餐车电风扇及影视等负载。
由直流DC110V母线供电的负载有应急灯、轴温报警器、防滑器、PLC等重要负载；由本车直流DC110V电源供电的负载有照明、车下电源箱、温水箱、开水炉、水位显示、影视、空调机组、电采暖等负载的控制电源。
4、采用220V、380V供电的设备有：空调机组、废排风机、电冰箱、电磁炉、电炸锅、220V插座、电伴热、餐车抽油烟机、电茶炉、部分冷凝风扇（如华士逆变器IGBT冷凝风扇）。
5、控制柜内的DC-DC电源模块（DY1）将DC110V电源转换成直流24V电源向PLC、显示触摸屏、网关、安全用电记录仪、在线绝缘检测装置供电；转换成直流12V向传感器供电；
6、DC110V/DC48V电源模块（DY2）将DC110V转换成直流48V电源向尾灯、电话插供电。
7、DC110V/DC48V电源模块（DY3）将DC110V转换成直流48V电源向列尾装置供电。
8、广播电源由DC110V/DC48V电源模块提供。
DC600V供电客车逆变电源常见故障分析
电阻排 Ｒ 该充电电阻排采用 ２ 只阻值为 １０ （ ０ ５ Ｑ的绕
线 电阻 １ Ｏ个并 联再 串联 焊接 而 成 ，阻值 为 ３ ０Ｑ）对 电
２ ２ ２：９
２ ：３ ２ ４
叭 ｍ
ｍ
吣
容 ｃ 、ｃ 进行充 电，充电结束后 逆变器主控 板发 出 １ ２ 指令 ，接触器 Ｋ ２ Ｍ 吸合 ，逆变器开始启 动，输 出三相
Ｄ ６ ０Ｖ供 电客 车 由直 供 电机车 从接触 网取 电后 ， Ｃ０
示的二路电压 ，残留电压表示 降弓后电压下降至列供 前 的电压 。６月 １ 日添 乘 Ｋ ７ ５ １９次 （ 阳一郑 州 ）过 安 分相时发现一路供电电压异常，具体情况统计如表 ２ 。
流 、７ 直
Ｖ Ｉ ８ Ｎ ． ｏ． ｏ６ ２ Ｄｅ ． ｃ ２ ｏ ０８
文章 编 号 ：１０ —７４ （０８ ６ ０６ ０ ０８ ８２ ２０ ）０ —０６ —０
客 车无刷 电扇 常见故 障分 析
余 再军 （ 州铁路局 郑 州车辆段 ，河 南郑州 ４００ ） 郑 ５００
中 图分 类号 ：Ｕ ７ ．８ ３ ２ １３ 文 献 标 志 码 ：Ｂ
余再军 （９２ １７ 一）男 ，湖北蕲 春人 ，工程师 （ 收稿 日期 ：２０ — ７ ０ ０ ８ ０ —３ ）
２ 采取措 施及处理 建议 （ ）充 电电阻排烧 损 １
的烧损 。
针对 绕线式充 电 电阻排 烧 损后 易 造成 电器 绝缘 故 障 ，将 电阻排 的绕 线 电 阻全 部更 换 为 陶瓷 电 阻 ，同时 将单 只为 １０２ ５ ￣的电阻更换 为 ３０２的电阻 ，仍 采取 １ ０１ ０
Ｄ ６ ０Ｖ供 电客 车逆 变 电源 常见故 障分析 Ｃ ０
DC600V供电铁路空调客车车下电源运用检修
DC600V供电铁路空调客车车下电源运用检修摘要：近年来，一大批DC600V空调旅客列车持续运行，客车供电越来越多，对铁路客车供电的维护提出了更高的要求。
由于客车电源属于中转设备，工作性质特殊，缺陷属于电气设备，不同于一般机械磨损。
本文通过总结公交站点的一些工作经验，对电力维修的现状提出了一些建议和意见。
关键词：DC600V；供电铁路；空调客车；车下电源；运用检修1引言直流600V供电系统采用机车集中整治供电模式和客车分散倒车供电模式。
该系统主要包括直流600 V电源单元、总线总站接头、DC 600 V/AC 380 V变频器电源（称为逆变器电源）、直流600 V/DC 110 V电源单元（充电器）、总线电气集成控制柜、电池组、DC 600 V输配电电缆和电气负载。
其中有机车安装的直流600 V电源单元，机车集中整治后对客车的直流600 V.DC 600V总线电源是安装在客车下的变频器和充电器。
逆变器和充电器将 DC 600 V 机车电源转换为AC380V 和 DC110V，以满足总线空调、暖气和照明等电器的电力需求。
2自主维修可行性分析(1）对于车辆段运用部门，车下电源检修不存在高级修程，维修的最终目的是消除故障，能够保证设备正常良好运行。
所以维修的关键是能够查找到故障点，通过换件修方法解决设备故障。
( 2 ）在车下电源发生故障时，我们常常是感觉无从入手，这是什么原因，这就是我们对其不熟悉、不了解、不掌握故障来源。
因为此之前，我们是依赖厂家的，没有亲自动手去排查、去解决过。
其实逆变器也好、充电机也好，虽说多厂家多型号，但其原理和功能部大部分是相通的。
同时各厂家电源说明书也对其电源故障进行了详尽的技术说明。
(3）各厂家售后人员能修复故障原因有两个：一是有检修所必备的、可更换原材料及配件；二是有原厂家技术设计人员的后盾支持，以及全面的技术资料和资源共享条件。
其长期售后的经验积累也是重要因素。
(4）车下电源自带有故障诊断与提示功能，通过控制板的数码管显示、板卡指示灯状态、触摸屏信息码故障显示等，都明确表达了故障原因或故障部位，进而为检修人员查找和排除故障提供依据，缩小查找故障范围。
DC600V车下电源(常牵逆变器)常见故障的判断及处理建议
后期限 ，主要担当重庆一上海南的运用。由于空调 逆变器的可靠性对保障客车空调系统的正常工作至 关重 要 ，而且 该批 车较 少部 分 车厢 采 用 的是 常 州轨 道车辆牵引传动工程技术研究 中心生产的逆变器 ， 特别是每年的 ５月到 １ ，是空调制冷系统使用 Ｏ月 高峰期 ，逆变器承受负荷将较大幅度增加 ，逆变器 的输出功率相应增大。在运用和检修中经常会发生 逆变器各种各样的故障，给现场故障处理带来带来 麻烦 ，严 重影 响 了客车 用 电设 施 的正常 使用 。 ２ 故 障主 要原 因分 析 ：
稳定 ，每台逆变器上都设计有对 ＩＢ Ｇ Ｔ进行强制散
热的散热设备 （ 散热翅片 、冷却风扇 、温度传感器 等） ，如果散热设备工作不正常 ，将导致 ＩＢ Ｇ Ｔ温度 过高 ，逆变器超温保护 ；如果散热设备工 作正常 ，
仍然出现超温保护 ，主要可能是 ＩＢ Ｇ Ｔ异常发热所 致或另有其它原 因。 ２２ 输入输 出故障。最 常见 的就是逆变器元 ． 输出，或者 带不起 载。这时应 该重点 检查 各接触 器 、输入 端 的 熔 断 器 、 电解 电 容 输 出 线 路 接 线 状
块。
耳
图 ２ 网关接 线 图
（ ）代码 ：１０ ，含 义 ：逆变 器过载 。逆 变器 Ｆ ３７
过载检查逆 变器负载或输 出电流是 否超过额定值 （５ ） ５ Ａ ，是否有输 出短路 ，如果检查过后没发现问 题 ，更换逆变器模块。 （ ）代码 ：１０ ，含义 ：输出电压连接故 障。 Ｇ ３８
１ 亮红 ，６个 ＩＢ 灯 Ｇ Ｔ中至 少有 １ ，或 者驱 动 个
码 “ ９９ 。出现故 障后 ，会在其主控板 上显示相 ９９ ” 应的故障代码。根据这些故障代码找 出相应故障 以
铁路客车DC600V供电设计技术
铁路客车DC600V供电设计技术作者 胡晓春 温晋峰内容提要: 本文重点介绍了铁路客车DC600V供电系统的组成：逆变器箱、充电机箱、电气综合控制柜、蓄电池箱、车端连接器及布线等设备；介绍了DC600V供电系统在25G/T型车的设计步骤及设计验证,并对DC600V供电系统的安全设计作简要描述。
※ ※ ※1 概述供电技术是客车转向架、制动和供电三大核心技术之一，是列车快速、舒适、安全运行的基本保证。
近几年来，随着我国铁路运输事业的快速发展，旅客列车的供电技术也在不断进步，列车供电电源由客车轴驱发电到发电车集中供电和机车集中供电，其供电制式从最初的DC48V发展到现代的AC380V 和DC600V，尤其在客车实现DC600V供电后，列车的供电技术、控制技术和应用技术已经有了质的飞跃，供电设计技术已成为客车设计中的关键技术之一。
为了便于相关设计师对DC600V供电技术的学习和了解，我们编制了本教材，供大家学习参考。
本文就列车DC600V供电系统、客车DC600V系统组成、系统安全设计和DC600V供电的25G/T型车设计步骤进行重点介绍，并对DC600V供电制式的客车电气设计步骤进行简要阐述。
2列车DC600V供电系统目前我国铁路客车DC600V供电电源是由机车提供的，采用的是机车集中整流客车分散变流方式。
采用DC600V供电电压，是参照了国外供电制式并结合我国国情和技术现状所作出的选择。
高压供电从经济性考虑虽然具备优势，但是采用高压供电系统无疑需将降压、整流和逆变环节全部集中在客车上，其安装和配重难度较大。
而机车集中整流后向客车供电，由客车分散变流，在技术上没有太大的困难。
由于直/交变换存在电压利用率的问题，所以要达到输出AC380V,要求输入电压应在DC600V左右。
同时基于国外有直流540V、600V、660V、750V等级，所以我国采用DC600V电压，一方面可以提高逆变器的可靠性，另一方面这个等级的电压，实际在绝缘、耐压等方面与AC380V基本一致，安全性好。
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DC600V供电系统知识
DC600V供电系统是25T客车有别与25K的最大特点。
在电气化区段，电力机车的列车辅助供电装置将受电弓接受的25KV单相高压交流电降压、整流、滤波，形成两套独立DC600V直流电源，两套装置分两路通过KC20D 连接器向空调客车供电，供电容量2x400kW；
在非电气化区段，内燃机车发电机组发电、整流、滤波，形成两套独立DC600V直流电源，两套装置分两路通过KC20D连接器向空调客车供电，供电容量2x400kW；空调客车通过综合控制柜自动(按车厢号分奇偶选择)将其中一路DC600V送入逆变电源装置（简称逆变器箱，型号：25T-2X35KVA+15KVA，包括两个35KVA逆变器和一个15KVA三相四线制隔离变压器）及DC110V电源装置（简称充电器箱，型号：25T-8KW+3.5KVA，包括一个8KW充电器和一个3.5KVA单相不间断逆变器）。
2X35KVA 逆变器将DC600V逆变成两路三相50Hz、AC380V交流电，向空调装置、电开水炉等三相交流用电负载供电；8KW充电器将DC600V变换成DC110V直流电，给蓄电池组充电的同时向照明、供电控制等直流负载供电；客室电热和温水箱采用DC600V 直接加热。
采用2X35KVA逆变器供电，主要从两方面考虑：一是25T客车除空调机组外，还新增加了许多设备，单车负载容量较大；另一方面是为了适应新的运行方式，增加供电系统的可靠性和安全性。
两个逆变器其中一个主要给空调机组供电，另一个给开水炉、伴热等交流负载供电；正常情况下，两个逆变器相互独立，互为热备份。
但当其中一个发生故障时，由另一个负责继续向负载供电，只是部分受控负载要减载运行（如空调机组转入半冷或半热工况）。
客室电热器、温水箱等电阻性负载之所以采用DC600V直接加热的方式，一方面减轻了逆变器的冬季负载，另一方面减少了电阻性负载引起的漏电流。
由于电气化区段每隔25km左右有一个分相区，DC600V电源装置在过分相区时没有输入电源，因此逆变器和充电器均没有输出；为了避免照明负载的频繁断电，所以照明采用DC110V供电，在牵引区段，由充电器向照明负载供电，而过无电区时则由安装在车下的蓄电池供电。
同样，为了保证空调等控制电路的控制电器不频繁吸合和释放，控制电路也采用DC110V供电。
为了防止本车蓄电池过放或故障，保证重要负载（如轴温报警器和防滑器等）的供电，全列蓄电池通过阻断二极管并联。
尾灯、共线电话等设施从延续性的角度考虑仍采用DC48V供电。
DC600V供电系统原理框图见下页图。
1.2逆变技术
将交流电变成直流电的过程称为整流，将直流电变成交流电的过程称为逆变。
电力机车接触网电压是单相供电，而且供电品质很差，不能降压后直接供给列车的用电负载，因此必须用到逆变技术，将单相交流电变成直流电后再逆变成三相交流电供给客车负载。
近几年，国内逆变技术已经达到实用化程度，为DC600V供电列车提供了技术基础。
客车逆变器的基本原理为：在每个正弦波周期内，将直流电压分割成若干个脉冲，这些脉冲的面积，正好等于正弦波的面积。
通常情况下，一个周期内脉冲的个数乘以50即为调制频率，调制频率越高，输出的脉冲个数越多，在没有滤波器时，电动机负载的电流越接近于正弦波，而如果有滤波器，则滤波器的体积可以减小，输出电压波形的谐波成分越低。
调制频率越高，对IGBT的驱动和保护要求越高，技术难
度大。
1.4 大功率高频开关电源
DC600V供电系统中的充电器是供蓄电池充电及照明控制等系统用电的重要设备。
由于输入为DC600V，因+DC
此必须采用DC/DC变换技术。
T1 T2 U
为了减小充电器的体积和防止
高压窜入低压系统，采用高频
绝缘式DC/DC变换器。
按反相
控制规律分别控制T1T4 T3 T4 t
和T2T3，即T1T4导
通时，T2T3截止，
而T2T3导通时
T1T4截止，这样就
可以在变压器副边
感应出高频脉冲电压，该电压通过整流滤波，得到DC110V输出。
高频绝缘式充电器在铁路上的应用，其技术已达到国外先进水平，主要关键技术有：
•采用电压电流双闭环控制，实现蓄电池恒流定压充电。
•采用软开关技术，减小IGBT高频开关损耗，效率达到92%。
•采用先进的非晶态铁芯制造变压器、电抗器，减小充电器的体积。
•IGBT的开关频率达到20KHZ以上，避开了音频区域，减小充电器的电磁噪音。
1.5 供电及用电设备主要技术参数
供电容量：800kW（分两路输出，每路400kW，）
额定供电电压：DC600V 5%（对应网压25kV）
额定输出电流：667A
最低供电电压：DC530V（对应网压19kV）
网压低于17.5kV时，机车欠压保护起作用，停止向列车供电。
输出电压纹波（峰—谷值）小于额定值的10%。
两路供电装置应分别设有接地保护电路，交直流侧过载、过流、过电压保护电路，输出端短路保护，输出电压、输出电流显示装置及用电计量装置。
停止供电后，1min 内输出电压应降至36V以下。
1.6 接地以及漏电保护问题
机车侧接地分有源接地和无源接地两种
有源接地与中点接地相比缺点是：不隔离供电的负载对地电压相对较高，DC600V正线及交流负载线对地电压为710伏，提高了对绝缘的要求，绝缘利用不对称，EMI 效果差。
中点接地与有源接地相比的优点是：各线对地电压对称（为正、负300伏）可以充分利用绝缘，EMI效果好。
推荐采用中点接地方式，机车接地保护电流动作值为150～180mA，客车为100～150mA。
为与不同机车编组，客车采用不接地系统进行保护。
客车保护既考虑了直流保护，同时考虑了交流负载保护。
在不接地系统中，由于电位浮地，系统中不同设备（车厢间）的串扰较大。
客车漏电流设置为软件100mA动作，硬件150mA动作。
机车接地保护电流动作值统一为150～180mA，客车为100～150mA；机车推荐采用中点接地方式。
新造或厂修DC600V供电机车采用中点接地方式；在机车完全采用中点接地方式之前，客车采用不接地系统进行保护。
1.7 过分相区问题
由于电力机车牵引每25km左右存在分相区，过分相区时，受电弓失电，DC600V电源没有输出，逆变器也停止向空调机组供电，为了防止过分相区时，控制接触器频繁吸放，控制系统采用DC110V供电。
在过分相区时，控制系统和照明的电源来自DC110V蓄电池。
电力机车通过分相区的最短时间约为10S（200Km/h），对空调机组的启动是否产生影响呢？通过大量的模拟试验和实际运用证明，仅仅是制冷量稍有损失，而由于逆变器采用VVVF启动，空调机组的电流冲击并不存在。
过分相区的时间加上DC600V 的缓启动时间及逆变器的缓冲、延时和软启动时间，至少在30S以上，空调机组有足够的时间来平衡压力，因此，没有必要在空调机组内进行旁通控制。