动车组总体

摘要：

牵引传动技术世界上几大跨国公司(西门子、阿尔斯通、庞巴迪及日本几家公司)根据自身技术发展和铁路运输要求，开发、运用了技术先进、成熟可靠的交流传动系统，已经形成了。电压型交-直·交变流器+异步牵引电动机。的基本系统形式，主变流器采用了基于相构件的功率单元、触发单元、冷却系统模块化设计，传动控制单元实现了硬件、软件和机械结构的高度模块化设计，主传动变流控制和辅助传动控制实现了通用化。我国对。交-直·交。技术的研究始于20世纪80年代初期，经过近20年的努力，以GTO为基本器件的变流机组于本世纪初首次在DJ2型“奥星。号电力机车上装车应用，之后应用于“中华之星。号动力车。产品的性能基本满足运用要求，但可靠性、耐久性还需进一步通过运用考验提高。

关键词：

CRH1；牵引变压器；参数；控制原理。

正文：

一、CRH1动车组：

CRH1列车组由8节车辆组成，包含四种不同车型：（1）、 Mc(1和2)-带司机室的动车；（2）、Tp(1和2）-带受电弓的拖车；（3）、M(1、2和3)-动车；（4）、Tb-带酒吧区的拖车。每辆车有四个轴，这意味着一个列车组有20个驱动轴和12个从动轴。

动车组两端驾驶动车(Mc)长26950mm，中间车长26600mm，动车组总长213500mm，车体宽3331mm，车体高4040mm。

二、CRH1牵引变压器结构组成：

牵引变压器交流传动牵引变压器要考虑PWM脉宽调制的影响，主要是高次谐波的影响以及高短路阻抗的要求。从铁心型式来分，日本的牵引变压器均为壳式变压器，而欧洲一般为芯式变压器。从线圈结构来分，西门子公司变压器为圆筒型线圈，而ABB公司则一般为饼式线圈。为了使动车组的牵引变压器轻量化，动车组变压器的绝缘油除采用一般矿物油外，还有的采用硅油或合成油。我国开发的牵引变压器已经开始在新开发的机车和动车组上应用，但与国外产品相比还有一定的差距，主要表现在运用时间短、可靠性没有得到充分验证。目前，我国对交流传动牵引变压器的谐波影响分析还不够，在硅油和合成油的使用上也没有经验。

牵引变压器包括：1个原边绕组、4个牵引绕组和一个高压(即网侧)滤波器绕组。主变压器把接触网高电压变为适用于牵引系统和高压滤波器的电压。高压滤波器由1个绕组供电，这个绕组装有保险丝和RC滤波器，其作用是吸收瞬时高电压。在主变压器下面有1个接地变压器，为电力回流提供了1条通道，防止回流电流通过轮对轴承，同时对主变压器内部的油泵、冷却风扇及变压器内部不同区域温度、流量、压力、液位参数进行了监控。主变压器采用矿物油作为冷却剂进行循环冷却，冷却系统如图3—18所示。变压器内的油受热膨胀后进人膨胀罐，膨胀罐中的热油被泵人热交换器进行(有2个空气一油热交换器)强迫空气冷却，再经过回油管返回到变压器

箱。热交换器与过滤器和风扇一起位于冷却装置中，1台风扇电机驱动2个风扇轮，用于2台热交换器，风扇吸人通过热交换器过滤的外部空气。风扇电机由接触器控制，有低速／高速两档运行模式，由电机保护断路器保护。其电路图如下图所示：

1．器身

器身由铁芯、绕组(线圈)、器身绝缘和引线装置等组成。

(1)铁芯铁芯的作用是构成变压器的闭合磁路，同时也是支撑绕组及引线装置的机械骨架。必须具有良好的导磁性能和足够的机械稳定性。铁芯由心柱、铁轭和夹紧装置组成。心柱和铁轭均采用高磁导率的冷轧电工钢片叠装而成。CRHl型动车组主变压器的铁芯结构采用心式，高低绕组同心地套装在心柱上。心式铁芯结构简单，并具有绕组装配及绝缘处理比较容易，短路时机械特性稳定性好等优点，是目前应用最广泛的结构形式。为防止产生悬浮电位造成对地放电，安装时铁芯及其他所有金属构件都必须可靠接地。整个铁芯只允许一点接地。如果有两点或两点以上接地，则接地点之间可能形成闭合回路，造成铁芯局部过热。

(2)绕组绕组是主变压器是最关键的部件，为了保证变压器运行可靠，变压器绕组必须具有足够的电气强度、耐热强度、机械强度和良好的散热条件，使变压器既能在额定条件下长期使用，又能经受住过渡过程中(如短路、雷击、操作等)产生的过电压、过电流以及相应的电磁力作用，不致发生绝缘击穿、过热、变形或损坏。单相心式变压器的每个绕组都是由分别布置在两个心柱上的两个绕组并联或串联而成。绕组由纸包扁铜线和绝缘体组成，绝缘体构成绕组的主绝缘体的纵绝缘，使绕组固定在一定位置上，并形成冷却油道。绕组的结构形式有圆筒式绕组、螺旋式绕组、连续式绕组、双饼式绕组等。CRH1型动车组采用VVVF牵引控制方式，牵引变流器采用IGBT 或IPM元件，工作频率1500Hz，牵引电动机采用三相鼠笼异步电动机，功率为300kW。动车组牵

引系统各部件体积小、质量轻、集成化程度高，使动车组牵引变压器和牵引变流器可以整合到同一辆车上，即两个动力车可组成一个基本动力单元。这样，动车组可以灵活调节动车、拖车的比例，以满足运营需要。

（3）器身绝缘和引线装置油浸式变压器的内部绝缘分为主绝缘和纵绝缘两类，主绝缘是指绕组(或引线)对地及对其他绕组(或引线)之间的绝缘；纵绝缘则指同一绕组不同部位之间的绝缘。绝缘结构尺寸，特别是主绝缘尺寸将直接影响变压器的质量和外形尺寸，以及阻抗电压、损耗等性能数据。应当指出，变压器的内部绝缘强度在很大程度上与器身的工艺处理有关，例如：固体绝缘材料被油浸透的程度；绝缘干燥程度；绝缘结构中存在空气的多少；器身的清洁度以及变压器油的净化脱气程度等。因此，主变压器的器身在组装完成后，应进行真空干燥处理。器身进油箱前要用干净的变压器油冲洗干净。绕组引线均用裸铜排制成，引线与绕组出头的焊接采用电阻焊接。由于铜是加速变压器油氧化的催化剂，故引线表面要覆盖一层绝缘漆作保护层。所有绕组引线均通过引线支架固定在器身上。

2．油箱

油箱是油浸式主变压器的外壳，变压器的器身就放在充满冷却油的油箱内。对油箱的基本要求是：(1)在保证内部必要的绝缘距离条件下，尽可能减小体积，以节约用油；(2)应具有必要的真空强度，以便在检修时能利用油箱进行真空干燥；(3)油箱外部各种附件的布置应便于安装和维护。油箱分为上油箱和下油箱。下油箱安装变压器的器身，上油箱可以安装储油柜，还装有油温度传感器。油箱壁上装有压力释放阀，以便迅速排出箱内过高的压力。另外，在箱壁还开有冷却系统的进出口管道，油冷却器(部件2)就安装或固定在箱壁上。油箱上装有油管，用于接通油路。油箱壁上还装有各绕组引线用的各种绝缘套管，包括原边高压线圈、牵引线圈和滤波线圈的套管。牵引绕组的套管中通过的电流可高达1000A。由于大电流穿过箱盖时，在套管安装孔周围会产生很强的交变磁通，从而在周围钢板内产生相当大的涡流，引起局部过热，因此在套管安装孔周围必须采取隔磁措施。有的主变压器的箱盖上套管孔旁边均开槽，并嵌焊不锈钢板如1Crl8Ni9，这种不锈钢是低导磁材料，就是为了使箱盖上的交变磁通显著减少，避免出现局部过热。油箱壁上焊有安装板，安装板上有安装孔，用螺栓通过橡胶垫把变压器固定在车体上。箱底的钢板上设置多个定位钉，以对变压器等进行定位。

3．保护装置

变压器油是从石油中提炼出来的优质矿物油。在油浸式变压器中，变压器油既是一种绝缘介质，又是一种冷却介质。对变压器油的要求是：绝缘强度高、黏度低、闪点高、凝固点低、酸值低、灰粉等杂质及水分少。变压器油中只要含少量水分和杂质就会使绝缘强度大为降低(含0．004％水分时绝缘强度降低约50％)。此外，变压器油在较高温度下长期与空气中的氧接触时会逐渐老化，在油中生成不传热的悬浮物，堵塞油道，并使酸值增加，绝缘强度降低，这对变压器的安全运行是十分不利的。还必须注意：不同产地或不同牌号的变压器油通常不能混用，这是