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电抗器与制动电阻构成牵引传动

发布时间:2021-6-24

一、CRH5型动车组牵引系

     CRH5型动车组牵引系统使用交直交传动方式,主要由受电弓、主断路器、牵引电抗器、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,输送给牵引电抗器,降压成1770v的交流电。加压后的交流电再输入牵引变流器,逆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。


     CRH5型动车组牵引系统电抗器使用油冷方式,牵引变流器使用成熟的IGBT技术。异步牵引电机的功率为550kw,采用体悬方式,由万向轴传递牵引力。动车组有两个相对主力的主牵引系统,每个牵引单元配备一个完成整的集电、牵引及辅助系统,以实现所需的牵引和辅助电路还余,其中一个单元由3辆动车加1辆拖车构成(M-M-T-M),另一个单元由2辆动车加2辆拖车构成(T-T-M-M)。


     每个动力单元带有一个电抗器和受电弓。在正常运行中,每列车只启动1个受电弓。每个牵引动力单元的牵引设备都由下列设备组成

1、一个高压单元,带受电弓和保护装置;

2、一个电抗器

3、两套或三套IGBT水冷技术的主牵引套件;

4、四台或六台异步牵引电机,底架悬挂,最大设计负载550kw(轮缘处功率)。由于每台电机是由一个嘟噜的牵引逆变器驱动的,在同一车辆内轮对间轮径差最大为15mm的情况下,无需减小负载。每节动车装有两台牵引电机。正常情况下,两个牵引系统均工作,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。


     二、牵引/电制特性

     在正常负载条件下(定员载客)、平直线路、车轮平均磨耗(即车轮直径为850mm)和网压在22.5KVAC-29KVAC范围内电压时,列车的牵引性能如下:

1、平均启动加速度(0-40km/h) 0.50m/s

2、200km/h时的剩余加速度 0.11m/s2

3、220km/h时的剩余加速度 0.09m/s2

4、250km/h时的剩余加速度 0.05ms2

5、平均最大车轮磨耗粘着系数 0.22

6、爬行坡度(100%牵引力) 30‰

7、栽两个牵引变流器故障或一个牵引电抗器故障条件下(可获得60%的牵引功率)的爬行坡度 27‰(连续运行)~30‰(以73km/h速度运行25km);

8、轮周处的最大牵引功率 5500kw;

9、轮周处的最大牵引力 302kn

10、轮周处的最大制动功率 5785kw


     列车设有再生制动,可在220到10km/h的速度范围内工作。在电分相区段,电制动不会停止但会将再生的电流给辅助变流器供电,并通过制动电阻消散能量,制动电阻安装在车顶,靠自然通风。这样设计的目的是允许电阻制动的时间最常达10分钟。再生制动可在电分相端部重新启动,如果栽电分相区段的时间超过10分钟,电制动会完全停止而且将自动启用空气制动。该列车装备有自风冷式盘式制动装置,每个动轴上装2个,每个拖轴上装3个,并有弹簧控制的停车制动装置。


     动车组通常用制动为电制动和空气制动的复合制动,紧急制动仅为空气制动。电制动栽200km/h到10km/h的速度范围内工作,在达到最大电制动的情况下,轮周处的最大制动力和功率如下:

1、轮周处的最大制动力 205kn

2、轮周处的最大制动功率 5785kw


    最大常用制动和紧急制动性能:

初速度200km/h:

1、平均减速度 0.79m/s2

2、制动距离 ≤2000m

初速度160km/h

1、平均减速度 0.79m/s2

2、制动距离 ≤1400m


     三、每个动力单元的牵引设备都由下列设备组成:

     1、高压电气单元具有受电设备、保护装置和电抗器,安装在TTP和TTPB车上。电抗器,采用强制油冷却。


     2、第一牵引动力单元具有3个牵引/辅助变流器,第二牵引动力单元具有2个牵引/辅助变流器,每台牵引/辅助变流器驱动2台牵引电机。牵引/辅助变流器获得可调节的直流电压,并驱动异步牵引电机的牵引和再生制动。在过电分相时由于再生制动短时停止工作,过度的制动电阻投入使用。每辆动车配置2台异步牵引电动机,底架悬挂,单台电机设计持续功率可达到550kw,并且车轮的直径差(在相同车轴上)接近3mm时也能够提供500kw的负载。


     3、一台牵引控制器,能够完成如下的功能:

控制设备发送牵引/制动命令;

控制中间直流线电压和受电弓输入端的功率因数;

控制电机牵引/制动转矩

进行电力设备的保护;

对控制器本身进行自诊断;


     4、安装在IM2和IMH车辆上的电气装置,如100hz谐振的制动器和瞬时制动电阻。

     高压电气系统从高架接触线路采集25kv电流,为牵引设备和其他设施提供动力并进行高压系统的控制、检测和保护。这些电路位于TTP和TTPB车上,由受电弓、主断路器、避雷器、网端检测装置等组成。


     四、牵引电抗器的特点:

1、大容量、小型化,

2、安装方式采用了车体地板下吊挂式安装的卧式扁平结构

3、储油柜侧面放置以降低电抗器高度,

4、耐机械冲击,能承受水平方向3g横向2g垂直方向1g的冲击加速度,

5、整体绝缘水平为F级

6、高阻抗使电抗器内部的空间磁场很强,结构件使用了大量的无磁、绝缘材料,

7、线圈导线采用Nomex纸绝缘,耐热等级高,机械强度大,

8、绕组结构采用全分裂结构,以满足电磁耦合要求,

9、冷却方式为强迫导向油循环风冷,

10、冷却媒质采用了具有高燃点的Ester脂油。


     五、牵引电抗器结构:

     电抗器采用芯式卧放结构。内部结构主要由铁心、线圈构成的器身和引线等组成,外部结构主要由油箱及储油柜、冷却系统、组件等几部份组成。


     电抗器控制

     电抗器控制,是由高压箱完成的。高压箱安装在3号车和6号车车底下,其包括机电设备和传感器来管理高压电路的,高压箱也可以进行牵引电抗器的保护,高压柜的功能:

-将牵引/辅助变流器绝缘

-管理电抗器辅助设备

-保证快速保护功能

-保证向列车网络控制系统的远程输入/输出


      六、CRH5动车组头车电气设备

     CRH5动车组头车电气设备包括:牵引电机、空调设备、1500v断路器箱、中低压设备架、司机台、140KVA辅助电源、24KW充电器、电器柜架、电抗器、空调箱、联轴器、水压单元箱、制动单元、制动电阻、压缩空气箱、电池箱、空气压缩机、厕所污物箱、客车标识、动力转向架、自动车钩、连接棒


     CRH5动车组车顶无受电弓客车电气设备包括:牵引电机、四象限逆变器、单元指示器、制动变阻、中低压设备架、电器柜架、加热系统变流器、电动机传动器、水压单元箱、制动单元、厕所污物箱、客车标识、动力转向架、连接棒、空调设备


     CRH5动车组车顶有受电弓客车电气设备包括:1.5/2.3kv转换器、空调设备、受电弓、25kv断路器、接地断路器、25kv电阻箱、车顶短路器、25kv旋转头、25kv电抗器、变流器、牵引变流器、中低压设备架、充电器、翻版、加热变流器、传感器、厕所污物箱、水箱、制动单元、水压单元箱、电池箱、制动电阻、压缩机冷却器、客车标识、转向架、空调箱、风扇。


上海豫程电气有限公司(http://www.yucheng-sh.com)是一家集电抗器, 高压电抗器,高压空心电抗器, 输入输出电抗器,输入输出滤波器产品研发、制造、销售、服务为一体的高科技企业。我公司专业生产各种型号的高低压电抗器及变频器周边配套产品。

电抗器与制动电阻构成牵引传动

上海豫程电气有限公司(http://www.yucheng-sh.com)是一家集电抗器, 高压电抗器,高压空心电抗器, 输入输出电抗器,输入输出滤波器产品研发、制造、销售、服务为一体的高科技企业。我公司专业生产各种型号的高低压电抗器及变频器周边配套产品。 高压电抗器种类:干式空心串联电抗器、干式空心限流电抗器、干式空心滤波电抗器、干式铁心串联电抗器、干式铁心起动电抗器。

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