辅助逆变器
城市轨道交通车辆辅助逆变器
2 辅助逆变器的构成及功能
2 辅助逆变器的构成及功能
2. 控制电路 （1） 门极驱动单元。 ① 每一个门极驱动单元为一个IGBT模块服务，GDU 单元与相应的IGBT就近布置。 ② 门极驱动单元接受控制器的命令，驱动IGBT的开关。 ③ 门极驱动单元与控制器之间采用光纤传输，将蓄电 池电路和高压电路隔离开，同时也避免控制系统受到 干扰。 （2） 低压电源。低压电源为DCU提供±24 V电源， 为GDU提供+24 V电源，为传感器提供±24 V电源， 为内部风扇提供±24 V电源。 （3） 测量传感器。 ① 电流传感器。电流传感器用于输出相电流助逆变器的三个主要子系统是三相逆变器、DC链接电容器和过压斩波器。内部控制计算机 对这三个子系统进行监控。辅助逆变器直接与DC链接电压连接，将DC电压转换为一个三相电 压AC 660 V。三相电压变压转换为额定二次电压后，向列车辅助供电系统供应。三相过滤器 削弱了所有逆变器中的谐波，因此总的谐波畸变少于基础频率（50 Hz）的10%。三相变压器 将逆变器的输出电压转换成辅助供电系统的额定电压。它用来隔离高压系统和辅助供电系统。 辅助逆变器的简易电路如图3-1所示。
城市轨道交通车辆辅 助逆变器
1 辅助逆变器的电路组成
辅助逆变器可将直流电转换成恒频恒压的三相交流电。目 前，在城市轨道交通与轻轨辅助供电系统中，辅助逆变器 大都采用IGBT(或IPM)模块构成，其大致方案有以下几种： （1） 斩波稳压再逆变，加变压器降压隔离。 （2） 三点式逆变器加变压器降压隔离。 （3） 电容分压两路逆变，加隔离变压器构成12脉冲。 （4） 二点式逆变器加滤波器与变压器降压隔离。 （5） 直-直变换与高频变压器隔离加逆变。 （6） 二点式逆变器加滤波器构成6脉冲。 这些方案不但各有特点，而且都能满足城市轨道交通或轻 轨车辆的要求。 辅助逆变器电路由辅助电路熔断器、输入电感器、充电电 路、逆变器模块、输出三相变压器、三相电抗器、三相电 容器、测量变压器等组成。
城轨车辆电气设备检查维护之逆变装置
描述
逆变电路：两电平逆变电路（DC/AC）蓄电池充电器： 三相整流AC/DC+高频DC/DC变换DC24V电路： DC110V/DC24V变换 强迫风冷
DC1500V
(2) 电压波动范围 DC1000V~1800VDC2000V（再生制动时最大允许电压）
(3) 电压突变
±300V/20ms
辅助逆变器相关技术参数
3. 输出
(1) 额定电压 (2) 相数 (3) 额定频率 (4) 容量
(5) 额定
输出1
输出2
3AC380Vrms/220 Vrms±5%
DC 110 V±2%
输出3 DC 24 V±2%
-
-
195kVA
25kW
2x500W
总输出容量：220kVA
100%，持续160%， 10 s200%，立即 100%，持续定额 100% ，持续定额
3. 逆变器电路 作用：将直流逆变成三相交流给电机供电。
4. 斩波电路 作用：将电制动时产生的多余的电能通过制动电阻消 耗。
牵引逆变器相关技术参数
VVVF逆变器主要技术参数
型号 额定输入电压 输入电压范围 电制动时允许达到最高电压 额定容量 额定输入电流 额定输出电流 输出电压范围： 输出主频率范围
TGN51系列 DC1500V DC1000V～1800V DC2000V 1060kVA
450A 542A 0~1112V 0~150Hz
牵引逆变器、辅助逆变器
辅助逆变器基本结构
辅助逆变器相关技术参数
辅助逆变器主要技术参数
项目 1. 系统
(1)主电路型式
(2) 冷却方法 2. 输入 (1) 额定电压
3）直流电源（兼作蓄电池充电器）：车辆上各控制电器 都由直流电源 DC/DC 供电。车辆 上蓄电池为紧急用电所需，所以 DC110 V 控制电源同时 也是蓄电池的充电器。
城市轨道交通APS(SIV)故障处理
实训操作
【实训内容】 （1）一个SIV故障； （2）两个SIV故障 【实训物资和人员】 根据分配的任务情境，罗列相的应实训物资和人员。 （3）物资：———————————————————。
人员：———————————————————。 【实训流程】 （5）给各组分配情景任务； （6）组内讨论制定处理方案； （7）情景模拟演练； （8）自评与总结。
应急处理 应急处理
阶段 负责人
行动
应急处 理
列车司机
两个SIV故障： ●维持列车进站； ●进站后将主手柄回零按压复位按钮； ●复位本端“SIV控制”空开，若本端恢复，则运行至终点站复位尾端空开 ，若尾端也恢复则继续运行，若尾端不能恢复报行调掉线； ●复位本端“SIV控制”空开后若不能恢复，报行调当前站清客掉线，清客 后复位尾端空开，若尾端SIV恢复则当前站返空回场； ●若两端复位后均不能恢复，司机报行调申请救援。
照明系统及控制系统设备供电，并经过直直变换器（DC/DC）变换
为DC 110V电源，供蓄电池充电及其他直流负载用电。
TRANSITION 过渡页
PAGE
安全管理
危险源识别 预防控制
安全管理 危险源识别
对SIV故障原因进行分析，认为辅助逆变器最主要 的原因是因为在SIV中一群所包含着的HK（接触器）状 态不够问题，有两种可能：
TRANSITION 过渡页
PAGE
实训操作
【实训目的】 【实训要求】 【实训内容】 【实训物资和人员】 【实训流程】 【实训演练示例】
实训操作
【实训目的】 通过SIV故障的应急处理实训，强化学生对车辆设备的认识及其应急技能，【进实训内容】 一步巩固岗位职责，使学生不仅知道SIV故障时该如何处理，关键是会妥善处 理、迅速处理并不影响列车运行效率。 【实训要求】 （1）根据所分配的情景，合理设置细节，制定突发事件处理方案； （2）人员岗位分工明确，各岗位人员清楚自身职责与处理程序； （3）物资准备齐全，运用合理； （4）遵守规章制度，正确处理事件，同时做好重点旅客服务工作； （5）针对性地对事件进行原因分析、提出预防措施； （6）台账填写规范具体，原因分析有理有据，预防措施科学可行。
机车辅助逆变器的工作原理
机车辅助逆变器的工作原理
机车辅助逆变器（Locomotive Auxiliary Inverter）是用于机车燃油系统的电力转换装置，可以将直流电转换为交流电。
其工作原理如下：
1. 输入直流电源：机车的电池组提供直流电源，通常为24V或72V。
2. 输入电流变流：输入直流电流通过输入滤波器和整流器进行滤波和整流，以消除电源中的干扰和噪声。
3. 逆变器部分：经过电流变流后，将直流电转换为交流电。
逆变器部分包含了多个功率半导体器件如晶闸管、二极管、普惠磁盘管等，这些器件通过开关控制实现对直流电的逆变，根据控制器的指令调整开关状态，使得逆变器输出的交流电具有特定的频率和电压。
4. 输出滤波：逆变器输出的交流电通过输出滤波器进行滤波，以去除逆变过程中产生的高频噪声和谐波。
5. 交流输出：经过滤波后，机车辅助逆变器将转换后的交流电输出给机车的各个电器设备，例如照明、空调、供暖、通风等，以提供所需的电力支持。
机车辅助逆变器通过上述工作原理，将机车电池组提供的直流电转换为供给机车各个电器设备所需的交流电。
这样可以实现机车电气系统的稳定供电，提高电气
设备的可靠性和效率。
城轨车辆辅助供电系统结构组成
任务流程1
自举电池：90节串联，蓄电池组容量4Ah，短时工作，每18个月更换 使用场合：当主蓄电池电压小于77V时，A车逆变器无法正常起动，
用应急起动电池升起受电弓，以起动A车逆变器。 注 意：逆变器紧急起动每次1min，允许启动5次。
1. 辅助系统的构成方案
（1）斩波器稳压再逆变，变压器降压隔离； （2）三点式逆变器逆变，变压器降压隔离； （3）电容分压双重逆变，隔离变压器构成12脉冲； （4）二点式逆变器逆变，滤波器与变压器降压隔离； （5）直—直变换，高频变压器隔离再逆变。
组 成：5个单节/格× 16格共80节蓄电池串联而成蓄电池组 安装位置：A车下的蓄电池箱内 参 数：纤维结构电极的镍镉碱性蓄电池
标称电压1.23V/节。蓄电池组容量120Ah，工作寿命20年 作 用：DC110V的备用电源
工作模式：
任务流程1
——主供电系统接通前，为蓄电池预备模式，给列车激活供电。 ——直流电源正常工作时，蓄电池组被A车电源浮充电，作电路滤波
装置，改善直流电源供电质量。 ——直流电源故障时，蓄电池转入紧急工作模式，为紧急负载供电
一般规定：在隧道中运行车辆要保证供电45min，在地面或高架 运行车辆要保证供电30min。 。
紧急负载包括：紧急照明，头灯、尾灯、状 态灯及位置灯，通信设备，空调50%的紧急通 风，以及相应的接触器和继电器。
4．蓄电池——应急启动电池
3.辅助系统设备的供电方式
任务流程2
3.1分散供电：每单元配备多个静止逆变器供电方式
地铁车辆（2M1T，6节编组）
每节车辅助逆变器容量75～80kVA，DC110V电源功率约25kW
3.1分散供电：每单元配备多个静止逆变器供电方式 任务流程2
城市轨道交通车辆辅助逆变器的检修
城市轨道交通车辆辅助逆变器的检修1. 引言城市轨道交通是现代城市交通系统的重要组成部分，其中辅助逆变器在车辆的正常运行中起到了至关重要的作用。
本文将介绍城市轨道交通车辆辅助逆变器的检修工作，包括检查逆变器的工作状态、检查逆变器的电气连接和控制信号、检查逆变器的散热系统等。
2. 检查逆变器的工作状态在进行逆变器的检修之前，首先需要检查逆变器的工作状态，确保其处于正常工作状态。
具体的步骤如下：1.检查逆变器的指示灯，确保指示灯正常亮起，没有异常闪烁。
2.使用测试仪器对逆变器的输出电压进行测量，确保输出电压在正常范围内。
3.监测逆变器的工作温度，确保温度不超过设计规定的上限。
如果发现逆变器存在工作异常或温度过高等问题，需要进一步进行故障排查和修复。
3. 检查逆变器的电气连接和控制信号检查逆变器的电气连接和控制信号是确保逆变器能够正常工作的重要步骤。
以下是一些常见的检查项目：1.检查逆变器的电源电缆和连接器，确保电缆没有破损，连接器没有松动。
2.检查逆变器的输入和输出电缆，确保电缆没有短路或断路。
3.检查逆变器的控制信号线路，确认控制信号连接正确，信号传递正常。
如果发现电气连接或控制信号存在问题，需要重新连接或修复故障。
4. 检查逆变器的散热系统城市轨道交通车辆辅助逆变器在工作过程中会产生大量的热量，散热系统的正常工作对逆变器的稳定运行至关重要。
以下是一些建议的检查方法：1.检查逆变器的散热风扇，确保风扇正常运转，没有异常噪音。
2.检查散热器的散热片，确保没有积尘和堵塞现象。
3.检查逆变器的散热风道，确保风道畅通，没有阻塞和泄漏。
如发现散热系统存在问题，应及时清洁、修理或更换故障部件。
5. 结论城市轨道交通车辆辅助逆变器的检修工作是确保车辆正常运行的重要环节。
在检修过程中，需要细致地检查逆变器的工作状态、电气连接和控制信号、散热系统等方面，并及时修复和处理发现的问题。
只有通过有效的检修工作，才能保障城市轨道交通的安全和高效运行。
城市轨道交通车辆辅助逆变器的检修
城市轨道交通车辆辅助逆变器是城市轨道交通车辆的重要组成部分，主要用于控制车辆的电机，使其能够正常运行。
在车辆运营过程中，由于各种原因，辅助逆变器可能会出现故障，需要进行检修。
下面将介绍城市轨道交通车辆辅助逆变器的检修方法。
1. 故障现象分析当发现城市轨道交通车辆辅助逆变器出现故障时，需要首先进行故障现象分析。
具体操作步骤如下：（1）检查车辆的电气系统，查看是否有电气故障。
（2）检查车辆的机械系统，查看是否有机械故障。
（3）检查车辆的辅助逆变器，查看是否有电路故障或元器件故障。
2. 故障排除根据故障现象分析的结果，进行具体的故障排除。
具体操作步骤如下：（1）检查辅助逆变器的电路，查看是否有元器件损坏或接触不良。
（2）检查辅助逆变器的控制系统，查看是否有控制信号丢失或控制电路故障。
（3）检查辅助逆变器的电源系统，查看是否有电源供应不足或电源故障。
3. 更换故障元器件如果检查发现辅助逆变器的元器件损坏或接触不良，需要对这些元器件进行更换。
具体操作步骤如下：（1）将车辆停靠在维修区域，断开电源。
（2）拆卸辅助逆变器的外壳，找到故障元器件。
（3）使用相应的工具将故障元器件拆下来，注意记录拆下来的元器件的型号和规格。
（4）将新的元器件安装到相应位置，注意接线正确。
（5）重新安装辅助逆变器的外壳，重新接通电源，进行测试。
4. 更换故障电路板如果检查发现辅助逆变器的电路板损坏，需要将电路板更换。
具体操作步骤如下：（1）将车辆停靠在维修区域，断开电源。
（2）拆卸辅助逆变器的外壳，找到故障电路板。
（3）使用相应的工具将故障电路板拆下来，注意记录电路板的型号和规格。
（4）将新的电路板安装到相应位置，注意接线正确。
（5）重新安装辅助逆变器的外壳，重新接通电源，进行测试。
5. 检查并更换故障电源如果检查发现辅助逆变器的电源供应不足或电源故障，需要将电源更换。
具体操作步骤如下：（1）将车辆停靠在维修区域，断开电源。
（2）拆卸辅助逆变器的外壳，找到故障电源。
地铁车辆辅助逆变器常见故障及其处理策略
地铁车辆辅助逆变器常见故障及其处理策略【摘要】：本文对地铁车辆辅助逆变器常见故障进行分析，重点分析分析辅助逆变器在运行过程中的故障类型，针对不同故障类型提出不同的处理策略，故障检修工作质量得到提高，从而促进地铁行业持续发展。
【关键词】：地铁车辆；逆变器；故障处理辅助逆变器为地铁车辆尤为重要的电气部件，其能够在车辆运行过程中连接架空接触网线，通过1500V架空线并行供电，对列车空调单元、空压机、通风机和其他三相负载输出380v交流电源，并且通过110V辅助电源满足照明、蓄电池充电机等电源需求。
辅助逆变器对空压机、空调机组与照明等正常运行具有密切关系，所以分析地铁车辆辅助逆变器常见故障，提出针对性的处理策略具有重要意义。
1辅助逆变器常见故障1.1辅助逆变器故障的表现假如系统部件存在故障，主控器与模块控制单元能够对故障进行识别并且做出反应。
假如对某模块出现故障进行确认，要将影响部件切断，对系统和连接负载进行保护。
根据类型与影响程度区分故障后系统反应方式为：其一，假如为细小故障，在排除受影响部件错误后自动启动；其二，假如模块故障严重供，受到影响模块控制系统会切换为锁定模式。
假如故障对逆变器运行造成影响，主控系统就会切换到锁定模式，表示无法自动启动模块与系统。
为了将以上故障排除，要通过维修人员检修，在切断控制系统电源与重置软件后取消锁定模式；其三，为了避免出现非致命性故障对系统造成损坏，就要利用重置计数器对发生严重故障后重置次数进行监控。
启动系统之后，此计数器具备特定初始值，以故障严重程度递减。
假如重置计数器设置值在零以下，就会锁定主控系统。
假如重置计数器设置值在零以上，如果没有故障标准化，表示消除故障，系统试图重置。
如果至少有一个模块为正常运行模式，设置重置计数器值为每20s增加一个点，直到增加为最大值。
每个模块设置重置计数器，根据相同原则进行工作[1]。
1.2导致辅助逆变器故障的原因其一，充电环节。
预充电电流出现问题，比如电阻断路、短路；晶闸管出现问题，在电流过晶闸管电流和输入总电源并没有太大的差别，也就是充电电流传感器中流过电流比较大的时候，主要原因为晶闸管故障导致导通压降比较大；充电电流传感器损坏；预充二极管短路导致充电回路导通。
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电压型逆变器可分为脉宽调制逆变器、方波逆变器和单相逆变器 三种。
单元八 辅助电源系统装置
二、辅助逆变器的工作过程
• （一）、辅助逆变电源电路图（以某地铁车辆为例）
单元八 辅助电源系统装置
•
单元八 辅助电源系统装置
（二）、辅助逆变的功能模块
• 上图中辅助逆变电源主要由输入滤波模块、逆变模块和输出滤波、变压、整流 模块三个部分组成。
三、辅助逆变器的结构及参数举例。
•
驱动控制单元
DCU
供电单元
中间电 容
门极驱动及 IGBT
基本组成 1)、1个中间直流电容 2）、三相逆变器 3）、1个过压保护IGBT 4）、2个过压保护电阻 5）、1个驱动控制单元DCU/A 6）、1个供电单元 7）、 门极驱动 8）、2个输出电流传感器 9）、1个中间直流电压传感器 10）、放电电阻
、调节功能，并兼有监视及保护的功能。
• 1)、如果有故障发生，控制模块会实时地反映出来，并且激活紧急功能，例如 关断逆变器电路以防止更大的破坏。
• 2)、所有可变值的测量都反馈到监控电路。如果可变测量值超出允许范围，重 启信号会立即关闭脉冲发生器。同时，逆变模块在被破坏之前会停机。一旦所 有可变量回到允许的范围内，逆变器会再次自行启动。此时控制模块也将重新 启动（软启动）使得输出电压经过几毫秒后才可以达到正常等级。
•
单元八 辅助电源系统装置
• 辅助逆变器模块主要技术参数
• 输出电压 3 ×380 V，50 Hz • 额定输出功率 220 kVA • 切换频率，最大 1000 Hz • 电容器最长放电时间
额定输出电流 3 × 340 Arms 功率因数 >0.8 总谐波畸变 <10% 5分钟
单元八 辅助电源系统装置
单元八 辅助电源系统装置
课题二、课辅题助二 逆变辅器助逆变器
一、列车辅助逆变器类型
逆变器是将直流电变为交流电的装置。按换相方式不同，可分为 电网换相、自换相和负载换相三类。根据转换电路中直流源是恒压的 还是恒流的，可以将逆变器分为电压源逆变器和电流源逆变器，由于 目前城轨车辆应用中主要是电压型逆变器。
单元八 辅助电源系统装置
• 2）、三相变压器将逆变器的输出电压转换成辅助系统的额定电压。同 时有隔离高压系统和辅助系统的功能。通过整流装置整流输出DC110V 和DC24V提供给车辆的直流负载。如图所示。
变压器
整流电路
单元八 辅助电源系统装置
DC/DC变换器
•
DC110V
DC24V
单元八 辅助电源系统装置
• 3)、控制模块同时也监测输出电压，以保证输出电压的幅值基本保持不变。
单元八 辅助电源系统装置
3．输出滤波、变压、整流模块
•
输出整流滤波模块主要由三相
滤波器、变压器和整流装置组成。
• 1）、三相滤波器降低逆变器输 出电压中的由于 所产生的高频 电压、使其输出畸变很小的正弦波 ，保证总的谐波畸变少于基础频率 50 Hz的10%。滤波电路如图所示。
单元八 辅助电源系统装置
2．逆变模块 •
在上述逆变电路中，开关器件为IGBT，其开关控制技术为 广泛应用的PWM控制技术。就是通过对控制IGBT通断的波形脉 宽进行调制，有效地使逆变器的输出尽量趋于纯正的正弦交流 电，电压、频率均可实现调节。
单元八 辅助电源系统装置
•
实际应用中，逆变模块一般通过带有微处理器的控制模块实现上述控制