高速动车组牵引变流器关键数据记录及分析 孙宝坤
有关复兴号CR400BF动车组牵引传动系统的研究
有关复兴号CR400BF动车组牵引传动系统的研究发表时间：2019-11-29T14:17:25.953Z 来源：《工程管理前沿》2019年21期作者：何文[导读] 中国标准动车组复兴号CR400系列分为AF与BF两种型号,其中BF为中车长客生产摘要：中国标准动车组复兴号CR400系列分为AF与BF两种型号,其中BF为中车长客生产。
其牵引系统应用大功率IGBT元件组成的交直传动牵引结构。
笔者对CR400BF动车组牵引传动系统的构成与工作原理、传动系统的结构分布进行了描述，重点分析了牵引变压器、牵引变流器、牵引控制单元、牵引电机这四个组成部件的结构和功能。
关键词：标准动车组；牵引传动；结构组成；工作原理；部件中国标准动车组复兴号CR400系列分为AF与BF两种型号。
其中AF为中车青岛四方生产，BF为中车长客生产。
其牵引系统应用大功率IGBT 元件组成的交直传动牵引结构。
经过提升中间直流环节的电压，提升效率，减少消耗，改进电机控制性能，增加单位质量下的牵引输出功率。
最大限度的应用元件的功能，在牵引功率方面提升电制动的效率。
通过移植相应的操孔技术，确保再生能量可以被更高效的应用，从而使总的能耗减少。
一、CR400BF 型动车组牵引系统的构成与工作原理CR400BF 型动车组牵引系统的主要构成为两个牵引单元，两个牵引单元则分别有两个动车及拖车组成，应用的是对称式设计，所有牵引单元的电路图如下所示。
二、CR400BF 型动车组传动系统的结构分布CR400BF 型动车组牵引系统的一个牵引的单元主要有一台牵引变压器和冷却单元、两台牵引变流器和冷却单元，八台牵引电机以及四台牵引冷却风机。
其变压其共有两台，一般都会装置在3号车或6号车上，这样一来就能使其为相邻的车辆提供交流电源。
所有的动车都有一台牵引变流其，其应用的电路为交-直-交变换，能使此动车组中的四台牵引电机保持正常的工作，同时能使牵引电机达到变频调速的功能。
基于小波分析的动车组牵引逆变器故障诊断研究
运营管理2023/08CHINA RAILWAY 基于小波分析的动车组牵引逆变器故障诊断研究贾建坤（中国铁道学会 学术交流与科普部，北京 100844）摘要：牵引逆变器作为动车组电力牵引传动系统实现能量转化的重要部件，其工作性能直接影响动车组运行安全。
因此，对动车组牵引逆变器进行故障诊断研究具有重大意义。
针对牵引逆变器在不同故障模式下电流输出波形变化小、故障检测难等问题，提出基于小波分析的动车组逆变器功率回路故障检测方法：分析逆变器关键部件IGBT 的故障机理，基于MAT⁃LAB ／Simulink 平台进行故障仿真，得到IGBT 在各种开路故障模式下的输出波形；利用小波分析对其波形进行分解，对混有噪声的信号进行小波对称变换，观察突变信号的位置，判定故障发生原因；选取小波分解后的三相电流低频能量值和比例系数P 进行故障定位，实现故障诊断。
关键词：动车组；两电平逆变器；小波分析；故障诊断；功率回路中图分类号：U264.37 文献标识码：A 文章编号：1001-683X （2023）08-0117-09DOI ：10.19549/j.issn.1001-683x.2023.05.25.0020 引言随着高速铁路建设的快速发展，动车组的行车速度和密度越来越高，对其运行可靠性的要求也愈发严格［1］。
电力牵引传动系统作为动车组运行动力的来源，其工作状态直接影响动车组的运行性能，对其进行可靠性诊断是保障动车组安全运行的重要内容。
目前，我国动车组电力牵引传动系统采用交-直-交传动结构，该结构主要由以下部件构成：（1）牵引变压器。
该部件是动车组的重要组成部分，将接触网高压电变换为可供牵引变流器及其他电器工作所需电压。
（2）牵引变流器。
该部件是电力牵引传动系统的主设备部分，包括3个模块：①四象限脉冲整流器；②牵引逆变器：将通过牵引变压接入的单相交流电转换为直流电；③中间直流平衡回路：整流滤波和平衡作者简介：贾建坤（1988—），男，工程师。
毕业设计CRH5牵引变流器原理及故障处理
毕业设计CRH5牵引变流器原理及故障处理毕业设计:CRH5牵引变流器原理及故障处理2015届毕业设计任务书一、课题名称：CRH5型动车组牵引变流器原理及故障分析二、指导教师：邵瑞三、设计内容与具体要求 1、课题概述随着我国经济不断发展,高速列车的需求量越来越大,铁路运输能力也需要进―步提高，因此掌握好高速列车的控制技术对于加快高速列车发展很有意义。
CRH5型动车组作为首批引进的高速动车组系列之一，本课题要求以CRH5型动车组变流器为主体,对交-直-交传动系统中的四象限脉冲整流器、中间稳压环节和逆变环节的工作原理进行详细分析，需要学生掌握牵引变流器主电路的结构组成、部件性能、工作原理等，并分析常见故障现象。
通过对CRH5型动车组主电路的结构组成、部件性能、工作原理、保护模式及冗余设计的情况分析，巩固电力电子技术中整流和逆变等相关基础知识，掌握其工作原理，分析常见故障，培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力，使学生掌握工程设计的一般程序和方法，完成电气工程技术人员必须具备的基本能力的培养训练。
2、设计内容与要求（1）CRH5型动车组的基本知识（2）牵引变流器原理分析（3）牵引变流器常见故障分析（4）按要求撰写毕业设计说明书（5）理论分析完整清楚说明：本组同学分成三组，一组负责牵引变流器整流部分电路分析；二组负责牵引变流器逆变环节分析；三组负责牵引变流器常见故障分析。
四、设计参考书 1、徐丽娟，张莹．《电力电子技术》．高等教育出版社，北京，2006 2、黄俊王兆安．《电力电子变流技术》．机械工业出版社，北京，1999 3、黄济荣.《电力牵引交流传动与控制》[M].机械工业出版社,1998 4、张曙光.《CRH5型动车组》.中国铁道出版社.2008 5、熊盛艳．《CRH5型动车组牵引变流器的研究》．西南交通大学，2013五、设计说明书要求 1、封面（宋体四号） 2、目录 3、内容摘要（200-400字左右，中英文） 4、引言 5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证、设计结果的说明及特点） 6、结束语 7、附录（参考文献、图纸、材料清单等）六、毕业设计进程安排第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。
动车组牵引系统维护与检修3.5 CRH5型动车组牵引辅助变流器结构原理
3.7CRH5
项目三 动车组主变流器维护与检修
3-64 / 1. / 2. 3. 4. 5. 6. TCU 7. 8. 9. 10. 11. / 12. 13. - SMT 400 14. 15. / 16. 17. 18. 19. 20. ACU 21. 22. INV2/CHF2 23. 24. 4 QC2 25. INV1/CHF1 26. 4 QC1 27. 模 块 ； 器压排远器电关传 模器 程；容；感牵 块； 输 ； 器引 ； 外出 牵； 部控斩油引 辅 中模 辅中制波箱调辅助 间块 助压开器；节助变 滤； 变插关电 器变流图 波 流座；感 （流器 器 器； ；油 器； 泵 附 调 高高牵 ； 加 模节 中 压压引 ） 单 隔 电 块器 压 隔 辅 容 ；（相高离风；离端助 滤 开 子 机 压 开 波 关 放 排变 模 板 ；电关 流 电 ； 块中）感； 器 ； 电 ；间；； 空阻 电 滤 中 气和接压 波 地 器辅高压；水输隔和 电助频端 交出离电 容变变子 换滤开流 波 ；流
3.7CRH5
项目三 动车组主变流器维护与检修 3．辅助变流器 辅助变流器从中间滤波器获得功率。它通过 2 个斩 波器和1 个高频解耦变压器产生电压，以便向辅助逆变 器供电。辅助逆变器为辅助服务提供400 V AC 线路。 辅助变流器的特性如下： 类型 ： 双级型 功率半导体 ： 3300 V – 1200 A IGBT，用于辅 助斩波器，模块在9.5kV 下被隔离 1700 V – 600 A IGBT 有源谐振整流二极管 1200 V – 1200 A IGBT 配以用于辅助逆变器的反并联 二极管 半导体冷却 ： 水和乙二醇溶液 输出电压 ： 400 V AC 50 Hz 连续输出功率 ： 环境温度在+45 °C 以下情况下， 300 kVA，cosΦ= 0.8
crh38ob(l)型动车组牵引变流器q1断路器烧损故障原因分析及对策措施
上海铁道增刊2019年第2期209 CRH380B（L）型H1车组李弓I娈賠器Q1断路器辖损故B宣原因分祈尺劝策措施徐骄阳缪建国孙雄中国铁路上海局集团有限公司上海动车段摘要CRH380B（L）型动车组牵引变流器Q1断路器发生故障时，若在自检过程中发生人为或自动闭合主断路器，会造成牵引变流器部件放电烧损，对动车组的运行秩序及安全造成较大影响。
为了避免类似问题的发生，对牵引变流器Q1断路器的工作原理及故障诊断逻辑进行深入分析，并提出相关应急处置措施及优化方案。
关键词牵引变流器;Q1断路器；应急处置1故障背景2018年7月240,中国铁路上海局集团有限公司南京段徐州东动车所05供电单元（24道~32道）接触网发生跳闸停电，检修库D31道2列位接触网断线。
经现场检查发现停放于D31道的CRH38OB-3728动车组02车受电弓碳滑板存在拉弧现象,03车牵引变流器Q1断路器热熔烧损。
查看动车组HMI屏故障界面报03车线路断路器Q1：由于状态异常，测试运行（代码24B4）,01车报CCU1:VCB断开后检测到连续的谐波电流（代码632D）,CCU2：VCB断开后检测到连续的谐波电流（6341）等故障。
经调查分析此次事故主要是由于CRH380B-3728动车组03车牵引变流器Q1断路器内部故障引起的,同时由于列车TCU控制逻辑上的缺陷导致了故障影响的进一步扩大。
2Q1断路器工作原理及相关诊断代码简介2.1控制原理Q1断路器是牵引变流器的输入断路器，一端连接主变压器次边绕组，一端连接牵引变流器整流模块。
动车组在初送电时，当第一次操作闭合主断路器后，牵引变流器内部预充电接触器K4接通,通过预充电电阻给中间直流电路预充电，同时牵引变流器进行自检（3kV测试）,此时主断路器自动断开,预充电接触器K4随之断开。
当第二次操作闭合主断路器后,K4接触器再次接通预充电电阻给中间直流电路进行预充电（此时牵引变流器不再进行自检测试），当中间直流电路电压达到额定电压的95%时,Q1断路器内部驱动电机动作，使其主触点闭合，同时预充电接触器K4断开，牵引变流器开始工作。
CRH2型系列动车组牵引变流器介绍及故障分析
由 图 １可 知 ：
开关 组成 。该 装置 采 用 不 平衡 电桥 法 对 控 制 回路 绝 缘 电 阻进行检 测 ， 由绝 缘 电阻信 号检测 电路接 收从耦 合 电 路返 回的反 映被监测 回路 的对 地绝 缘 电 阻变 化 的信 号 。 当绝 缘 电阻低 于 装 置设 定 值 时 ， 装 置 发 出报警 ， 报 警 指 示 灯亮 ， 继 电器动 作 ， 其 常开 联 锁将 相 关 信 号 经 由机 车
（ １ ） 控制 回路接 地故 障检 测装 置基本 原理
ＨＸ ｏ １型 电力 机 车 Ａ、 Ｂ两 节 机 车 各装 有 一 套 蓄 电
池 接地故 障检 测装 置 （ 即控制 回路 接地 故 障检 测装 置 ） ，
由于直 流 电网绝缘 监测 仪特性 决定 ， 每个 被 监测 回路 中 只能装 有一 台监 测 设 备 ， 因 此在 实 际 运 用 中， 通 过 机 车 电源钥匙 开关 控制 ， 只 有操纵 节 的控制 回路 接 地故 障 检 测装 置投入 运行 ， 非操 纵 节控 制 回路接 地故 障检 测装 置
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ，ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｃ ＲＨ２ ＥＭ Ｕｓ ．Ｔｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ２ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ｕ ｎ ｉ ｔ ｓ ，１ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ ＤＣ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ，ａ ｎ ｄ １ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｕ ｎ ｉ ｔ ，ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｉ ｔ ｙ，ｅ ｔ ｃ ．Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｅ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ＣＲＨ ２ ＥＭＵｓ ｂ ｙ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｒａ ｉ ｌ — ｗａ ｙ Ｂ ｕ ｒ ｅ ａ ｕ ｓ ｉ ｎ ｃ ｅ ２ ０ ０ ７ ，ａ ｎ ｄ ｍａ ｋ ｅ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｂ ｙ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ＥＭ Ｕ ；ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ；ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ；ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
CRH3型动车组牵引变流器冷却系统RAMS分析
CRH3型动车组牵引变流器冷却系统RAMS分析文章阐述了CRH3型动车组项目牵引变流器冷却系统的系统安全性与系统可靠性、可用性以及可维修性（RAMS）的要求，目的是确保冷却系统的系统保证工作能够与车辆厂保持同步开展，以保证列车的正常运行。
标签：CRH3型动车组；牵引变流器冷却系统；RAMS；可靠性框图（RBD）前言CRH3电动车组在运行过程中，牵引变流器会产生大量的热损耗，而牵引变流器冷却系统的作用就是能够及时将这些热量带走，足见其地位的重要性，因此对其安全性、可靠性、可用性以及可维修性的分析验证，也就变得尤为关键。
1 系统概述电网提供25kv单相工频高压电、高压电经网侧高压电气设备传递给牵引变压器，牵引变压器将高压电降压后的单相工频电流输出给牵引变流器，牵引变流器将输入电流进行整流、滤波和逆变，输出可调频、调压的三相交流电，驱动三相交流异步牵引电机转动，带动车轮转动、列车运行。
在这个能量转化和动力传递过程中，牵引变压器、牵引变流器和牵引电机的电气元件在工作中会产生热损耗，引起电气元件温度上升，如果温度超出元件所能承受的范围，变压器、变流器和电机等将不能正常工作，甚至可能会使电气元件产生绝缘失效、着火等危险。
因此，必须采用合适的冷却系统将变压器、变流器和电机工作时产生的热量带走，这样才能保证牵引变压器、牵引变流器和牵引电机正常工作，从而保证机车安全运行。
以16节车厢的动车组长编组为例，牵引变流器冷却系统共8个，分别悬挂在动力车厢EC01、VC03、IC06、IC08、BC09、IC11、IC14、EC16的车底。
如图1所示。
图1 牵引变流器冷却系统在列车上的分布牵引变流器冷却系统构成及原理：CRH3高速电动车组牵引变流器冷却系统为水冷却系统。
由以下主要部件构成：水冷基板、冷却装置、膨胀水箱、水泵、过滤器、传感器、各种控制阀门及管路等，其中冷却装置由空气过滤器、散热器、风机组、安装箱体等部件组成。
基于多传感器融合的高速列车牵引变流器故障智能诊断技术研究
基于多传感器融合的高速列车牵引变流器故障智能诊断技术研究摘要：本文提出了一种基于多传感器融合的高速列车牵引变流器故障智能诊断技术。
该技术在利用多种传感器监测列车牵引变流器工作时，采用了数据融合和人工智能技术进行信号处理和故障判断，实现快速高效地对变流器故障进行检测和诊断。
首先介绍了多传感器的选择和布置，然后详细讨论了数据融合与状态诊断算法的设计与实现，随后进行了实验验证。
研究结果表明，该技术具有高可靠性、高精度和高效性，能够有效地提高列车牵引变流器的稳定性和可靠性。
关键词：多传感器融合、数据融合、状态诊断、人工智能、高速列车、牵引变流器一、引言随着高速列车的发展和应用，牵引变流器已经成为高速列车的重要组成部分。
牵引变流器的故障往往会导致列车发生安全事故和运营故障，甚至导致列车停驶和延误，这对列车的可靠性和运行效率造成不良影响。
因此，如何有效地解决列车牵引变流器的故障问题，提高其稳定性和可靠性，成为高速列车发展的重要研究方向。
目前，针对列车牵引变流器的故障检测和诊断技术，已经有很多研究成果。
其中，传统的故障检测方法往往采用单一的传感器来监测变流器的工作状态，其缺点在于对不同类型的故障检测效果不佳，且往往会产生误判和误警。
为了解决这一问题，一些学者提出了基于多传感器融合的故障检测技术，通过对不同传感器数据进行融合和处理，提高了检测的准确性和可靠性。
二、多传感器的选择和布置为了实现对高速列车牵引变流器的故障检测和诊断，本研究选择了多种传感器进行监测，包括：温度传感器、振动传感器、电压传感器、电流传感器、速度传感器等。
这些传感器能够实时地对变流器各部分的运行状态进行监测和采集，提供了有效的数据来源。
在传感器布置方面，本研究采用了密集型布置方式，即将多个传感器安装在变流器的各个重要部位，如散热器、变流器主电路键、IGBT晶体管、换流电感等处，实时检测变流器的各种运行状态和参数。
这种布置方式能够更加全面地监测变流器的运行状态，提高检测的准确性和有效性。
动车组牵引变流器的故障及改进方法
摘要动车组牵引变流器作为牵引传动系统的关键部件，其性能质量直接关系到动率缎的安全正点运行。
在动车组运用检修时。
必须对牵引变流器发生的故障进行全面的故障分析，记录故障现象，找到排除方法，深入分析原因，制订预防措施，从而减少动车组牵引变流器故障率，提高故障判断处理效率，最终达到提高动车组运用质量的目的。
关键词：动车组；牵引变流器；故障分析；运用质量目录摘要 (I)第2章动车组概况 (3)2.1动车组的发展 (3)2.2动车组故障分析 (4)2.3故障分析目的 (4)2.4故障分析程序 (5)第3章牵引变流器的故障分析 (8)3.1牵引变流器的概述 (8)3.2牵引变流器动作及控制原理 (10)3.2.1牵引变流器的结构和功能 (11)3.3 牵引变流器的故障 (11)3.3.1故障分析 (11)3.3.2牵引变流器的故障分类及其紧急处理 (17)第4章变流器故障的改进方法 (20)4.1典型故障 (20)4.2牵引变流器故障调查处理流程 (20)第5章致谢 (22)参考文献: (23)第1章绪论说到动车组，我想大部分人都已经不再陌生了，最近热议纷纷的武广高铁再次充分的调动了民众对其的兴趣，动车组，中国铁路现在最流行的词语，在2007年中国铁路第六次大提速广泛运用于中国各铁路干线。
和普通火车机车相比，动车组具有双向运行能力。
是城际和市郊铁路实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全，可靠、舒适为特点备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。
动力分散电动车组的优点是,动力装置分布在列车不同的位置上,能够实现较大的牵引力,编组灵活。
由于采用动力制动的轮对多,制动效率高,且调速性能好,制动减速度大,适合用于限速区段较多的线路。
另外,列车中一节动车的牵引动力发生故障对全列车的牵引指标影响不大。
动力分散的电动车组的缺点是:牵引力设备的数量多,总重量大。
动力集中的电动车组也有其优点,动力装置集中安装在2～3节车上,检查维修比较方便,电气设备的总重量小于动力分散的电动车组。
CRH5动车组牵引变流器控制软件国产化设计与创新
CRH5动车组牵引变流器控制软件国产化设计与创新于昊明【摘要】The control theory and methed of the localization traction converter of CRH5 EMU were introduced, the problems were summarized after CRH5A-5019 EMU equipped with the localization traction converter went into service,and the solutions were listed.The traction converter′s control software achieve great promote and innovation after 300 000 km oprating,reach the advanced level in China.%简单介绍了具有完全自主知识产权的CRH5型动车组国产化牵引变流器控制原理与方法,并对装载国产化牵引变流器动车组CRH5A-5019投入到哈齐线运营以来遇到的故障进行了原因分析,并列出了具体的解决措施.目前的运营情况证明经过30万km的运营考核后CRH5国产化牵引变流器控制软件方法在设计上具有很大的改进与创新,达到国内先进水平.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2018(048)002【总页数】3页(P58-60)【关键词】CRH5型动车组;国产化;牵引变流器;控制软件【作者】于昊明【作者单位】中国中车长春轨道客车股份有限公司,吉林长春130000【正文语种】中文【中图分类】U266.22014年4月，具有完全自主知识产权的CRH5型动车组牵引变流器通过了中国铁路总公司组织的行业专家评审，随后装载着国产化牵引变流器CRH5A-5019动车组开始在哈尔滨铁路管辖的哈齐线正线载客运营。
牵引变流系统热设计与温升仿真研究
参数↘模块
逆变器
外观尺寸（mm）
540*350*340
散热尺寸(mm)
400*200*84
输入电压(V)
540
额定功率(kVA)
140
开关频率(Hz)
1,500
2.3 功率模块损耗计算
四象限整流器和逆变器使用的是相同的 IGBT
半桥模块，一个 IGBT 开关包括一个 IGBT 和一个并
联二极管，IGBT 的损耗包括通态损耗 PSS 和开关损
图 2 CRH3 变流器实物外形图 Fig.2 The object outside draw of CRH3 converter
CRH3 型动车组每台牵引变流器包含两组四象 限整流器和一组逆变器。在牵引操作时，单个四象 限 整 流 器 的 输 入 频 率 为 50Hz ， 输 入 功 率 约 为 1430kVA，逆变器的输出功率约为 2370kVA。图 3， 图 4 为整流器和逆变器的基本电路原理图。
图 3 四象限整流器主电路简图 Fig.3 Main circuits diagram of 4-quadrant rectifier
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图 1 牵引传动系统简图
Fig.1 Diagram of traction and drive system
受电弓经 AC25kV 接触网，通过布设在车顶和 车端的高压电缆将电能输送到装在车下的牵引变 压器，变压器的副边感应出 4x1550V 的电压并通过 车辆间的连接馈线接到设在动车车下的变流器单 元。变流器单元内部的四象限斩波器将 1550V 的交 流电整流为 2700V-3600V 的中间直流电压。中间直
+
CRH2C型动车组牵引变流器故障分析
Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｐ ａ ｓ ｓ ｅ ｎ ｇ ｅ ｒ Ｄｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ Ｌ ｉ ｎ ｅ， ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｃ ＲＨ２ Ｃ ＥＭＵ， ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｙ ｐ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｓ ，ｌ ｏ ｏ ｋ ｆ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ８ ａ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ÷ ｎｄ ａ
简要介绍 Ｃ Ｒ Ｈ２ Ｃ型动车组牵引变 流器 工作 原理 ，统计收集 Ｃ Ｒ Ｈ ２ Ｃ型动车组牵引变流器典 型故 障 ，结 合实 际查找分析这些故障的发生原 因，并提出解决措施 。 关键词 ：电动车 ；牵弓 Ｉ 变流器 ；工作原理 ；故障分析
中 图分 类 号 ：Ｕ ２ ６ ６ ． ２ ３ ７ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ６ — ９ １ ７ ８（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ３ ３ — ０ ３
第４ １ 卷 第 ３期
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质量 管理
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４０ ０ ｋ Ｗ 。
牵 引变 流器主要用 于控 制 ４台牵 引电机 的电源 。 武广 客 运 专线 的 Ｃ Ｒ Ｈ ２ Ｃ型动 车组 有 ６台牵 引变 流 器 ，分别安装在 ２ ，３ ，４ ，５ ，６和 ７号车的底 盘下 。
CRH380B型动车组牵引变流器简介及应急故障处理与分析
CRH380B型动车组牵引变流器简介及应急故障处理与分析作者：李洋来源：《企业文化》2017年第32期摘要：牵引变流器是高速动车组重要部件之一，CRH380B系列动车组每个列车包含八个牵引变流器箱，每个变流器箱包含2个四象限斩波器、一个PWMI逆变器，用它来驱动四个牵引电机及一个制动斩波器。
CRH380B型动车组运行在交流25kV，50Hz的供电线路上，此供电电压通过列车上的车载变压器将输入电压转变为交流1850V。
牵引变流器中的四象限斩波器4QC将输入的三相交流1850V电压整流成直流3000V再经过脉冲调制逆变器（PWMI）逆变成交流2750V电压给牵引电机，另一路是将整流成的直流3000V电压经过K11的常开触点给辅助变流器供电。
关键词：牵引变流器；4QC；PWMI一、牵引变流器（TCU）概述（一）牵引控制单元（TCU）用于监控牵引变流器的操作，它们是位于 EC01 / EC08 和IC03 / IC06车底架下的牵引变流器的一部分。
（二）牵引变流器（TCU）的主要功能如下：⑴调节指定的牵引或（电动）制动力，调节牵引变流器直流侧的电压，为牵引变流器生成控制信号控制开关元件，如预充电接触器和线路断开开关监控和保护牵引组件。
⑵车轮滑动保护车轮防滑系统软件持续监控车辆和从动轮的运动。
若运动变量与容许值有偏差，牵引力会自动降低到一个级别，在该级别，牵引力可从技术上从车轮传送到轨道。
⑶由于持续监控与车辆和车轮相关的运动变量，可以确保在所有轨道条件下牵引系统都受到控制。
⑷车轮滑动保护提供持续的车辆滑动控制限制车辆加速度确定参考速度⑸防止车轮制动（运行表面的平面区域）。
⑹防止出现不容许的高轮轨滑动值，规定牵引相关的诊断数据，有助维护和提高可用性。
二、牵引变流器内部原理牵引变流器（TCU）主要由：2个4象限斩波器（4QC），一个带谐振电路的中间电压电路，一个制动斩波器和一个脉冲宽度调制逆变器（PWMI）组成。
CRH2型动车组牵引变流器故障分析和处理
CRH2型动车组牵引变流器故障分析和处理摘要：牵引变流器具有转换直流制和交流制间的电能量，对各种牵引电动机起控制和调节的作用，能够控制机车的运行，是机车中的重要设备，一旦牵引变流器出现故障将会影响机车的正常运行，基于此本文对牵引变流器进行了分析，并针对CRH2型动车组在运行过程中牵引变流器经常会出现的故障进行了分析，并提出了常见故障的处理措施。
关键词：CRH2型动车组；牵引变流器；故障；处理引言牵引变流器作为CRH2型动车组的重要组成部分，它由四台牵引电机电源控制，由脉冲整流器直流平滑电路、真空交流、逆变器、无触点控制装置、接触器主电路设备组成。
它是动车组的传动装置，能够驱动动车组运行，但是牵引变流器在使用过程中经常会出现故障，影响了动车组的稳定、可靠运行，因此需要采取措施解决这些故障，从而保证动车组可靠、安全运行。
1牵引变流器的主要构成及参数CRH2型动车组牵引变流器主要由功率单元、真空交流接触器、交流电压传感器、过压抑制可控硅单元、充电单元、交流电流传感器、电阻单元、控制电源单元和电动送风机、无触点控制装置（变流器控制单元）等构成。
其中，功率单元主要包括：主开关元件IGBT或IPM和滤波电容器，不同形式的功率单元由不同的元件组成，并且元件的数量也不相同。
过压抑制可控硅单元包括：驱动电路和直流电压传感器（DCPT）。
充电单元包括：整流器、变压器、滤波电容器预充电用接触器。
电阻单元包括：放电电阻、过载电压抑制电阻。
电动送风机包括：主/辅助电动通风机，其中辅助电动通风机用于密闭室冷却。
CRH2型动车组的牵引变流器的主要参数有：（1）控制电源和辅助电源的电压为100V直流；（2）整流器和逆变器的输入电压为1650V的交流电压，中间直流电路的电压为3050V直流；（3）三相交流电源电压为400V；（4）每台牵引电机的输出功率为400kW。
2牵引变流器的结构2.1主电路主电路系统一般以两辆车为一个单元，其构成如图1所示，其电源为单相交流，受电弓引入，牵引变压器的原边绕组中主电路的开闭由VCB控制，同时将电流引入其它牵引变流器脉冲整流器中。
CRH5型直通车组牵引变流器的研究的开题报告
CRH5型直通车组牵引变流器的研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加速，城际交通的发展也愈加重要。
直通车作为一种先进的城际交通方式，具有运行速度快、安全性高、环保节能等优点，在世界范围内得到了广泛应用。
作为直通车的重要组成部分，牵引变流器的研究对于直通车的性能和运行安全都具有重要意义。
二、选题目的本研究旨在对CRH5型直通车组牵引变流器进行深入研究，探索其构造、原理和性能特点，为直通车的发展和改进提供理论依据和技术支持。
三、选题内容和研究思路1. 牵引变流器构造分析：对CRH5型直通车组牵引变流器的机械、电气和控制部分进行分析，理解其内部构造和工作原理。
2. 牵引变流器系统性能测试：通过对牵引变流器系统进行负载、电压、电流等多项测试，掌握其输出特性和动态响应特性。
3. 牵引变流器设计和优化：基于牵引变流器系统性能测试结果，通过对电路和控制策略的优化，提升系统性能和效率。
4. 实验验证和应用分析：对优化后的牵引变流器系统进行实验验证和应用分析，验证其对直通车性能的改善和提升。
四、研究意义本研究将有助于加深对CRH5型直通车组牵引变流器的理解和认识，为直通车工程的研发和改进提供技术支持。
同时，优化后的牵引变流器系统也将能够提升直通车的运行效率和安全性能，实现城际交通的更加高效和可靠。
五、预期成果1. 掌握CRH5型直通车组牵引变流器的构造和工作原理。
2. 分析牵引变流器系统输出特性和动态响应特性。
3. 通过电路和控制策略的优化提升牵引变流器系统性能。
4. 验证优化后的牵引变流器系统的性能提升效果，并总结应用与推广经验。
六、研究方法和技术路线本研究将采用文献资料法、实验分析法和数值模拟法相结合的方式，进行CRH5型直通车组牵引变流器研究。
技术路线包括：系统性能测试、电路和控制策略优化，并通过实验验证和应用分析，最终形成完整的研究报告。
七、研究计划本研究预计在一年内完成，计划分为以下四个阶段：第一阶段：文献资料法调研与牵引变流器构造分析；第二阶段：牵引变流器系统性能测试；第三阶段：电路和控制策略优化；第四阶段：实验验证和应用分析。
基于统计数据分析的动车组牵引变压器状态检修
基于统计数据分析的动车组牵引变压器状态检修刘永乐;曲昕;赵慧【摘要】牵引变压器是动车组电力牵引系统的重要设备,牵引变压器工作状态是否正常直接关系到动车组的安全运行.随着动车组使用率的日益提高,牵引变压器的检查和维修也越来越引起关注.通常采用定期试验、定期维护的检修方法,但这些方法存在过维护或欠维护等问题.通过分析统计数据对变压器进行状态检修是解决此类问题的有效方法.针对统计数据的分析,数理统计学中u检验方法广泛应用于医药学、食品、体育测量等多个领域.提出利用数理统计中的u检验方法对动车组的变压器实施故障检测,并给出实验数据和计算结果,以期能够在实际应用中达到状态检修的目的.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(028)002【总页数】4页(P92-94,101)【关键词】牵引变压器故障检测;状态检修;u检验方法;样本均值【作者】刘永乐;曲昕;赵慧【作者单位】大连交通大学电气信息学院,辽宁大连 116028;大连交通大学电气信息学院,辽宁大连 116028;大连交通大学电气信息学院,辽宁大连 116028【正文语种】中文【中图分类】U20 引言动车组牵引变压器运行的可靠性直接关系着动车组的安全运行。
合理完善的检修方法是变压器可靠运行的有力保障。
过去变压器的传统检修方法是计划式检修［1］，在实际工作中既可能由于维修不及时，影响行车安全，又可能存在过度维修，而造成检修费用的浪费。
因此如何对动车组变压器进行预防式故障检测成为我国在动车组发展中急需解决的重要问题。
国内外研究者在变压器的故障检测分析研究中做出了不懈努力。
广泛应用的如利用人工神经网络在变压器数据样本和多个故障状态之间建立联系［2］；改进标准的BP算法，建立变压器故障检测BP网络模型［3］；运用模糊推理算法建立预备模糊诊断系统用于变压器故障检测［4］；提出灰色聚类模型分析方法［5］和模型诊断及专家系统方法［6］用于变压器绝缘故障诊断等都取得不错的效果。
CRH5G型高寒动车组牵引辅助变流器研制
CRH5G型高寒动车组牵引辅助变流器研制摘要：CRH5G型高寒动车组(下面简称:CRH5G型动车组)是针对高寒、高温、高海拔、强风沙、强紫外线、长交路等特殊运行环境条件下，研发制造的时速250km/h动车组，并于2014年投入上线运营。
为不断优化和完善其牵引系统的性能及RAMS指标，现对CRH5G 型动车组牵引辅助变流器及关键零部件检修维护进行研究。
旨在进一步提升动车组的可靠性、可用性、可维护性及安全性，为全寿命周期管理提供数据基础和技术支撑。
关键词：CRH5G型高寒动车组；牵引辅助变流器；检修维护；运行环境1 导言依据CRH5G型动车组运行环境、气候工况及线路特点等实际情况，本文主要针对兰新线车组的牵引辅助变流器及其零部件的耐低温、散热、绝缘、抗风沙等方面的改进以及牵引功率提升等优化措施，使得牵引系统进一步适应兰新客运专线-40℃低温、3640m高海拔、强风沙与30‰长大坡道线路的应用。
因此，本文对CRH5G型高寒动车组牵引辅助变流器的研究具有重要意义。
2 辅助变流器及其原理2.1 辅助变流器概述牵引辅助变流器的作用是将牵引变压器二次侧的AC1770V单相交流电转变为电压和频率可调的三相交流电和AC400V（50Hz）电源，供牵引电机及列车辅助系统供电。
分布于1、2、4、7、8五节动力车上。
2.2 牵引辅助变流器原理受电弓从25kV的接触网获得电能，通过牵引变压器降压到1770V后供给四象限整流器，四象限整流器将牵引变压器二次侧单相交流电转变成系统要求的3600V直流电，通过四象限控制使牵引变流器网侧功率因数接近1。
中间直流环节的3600V直流电通过牵引逆变器，在牵引逆变器的控制下向牵引电动机提供电压、频率可以调节的电源，实现动车组的牵引、制动和速度的调节。
同时中间直流回路给辅助变流器输入供电，将3600V直流电压变换为三相AC380V/50Hz电压，为辅助负载供电。
2.3 牵引辅助变流器结构特点2.3.1采用主辅一体的结构设计，将牵引变流器和辅助变流器集成在同一箱体中，具有结构紧凑、连线距离短、抗干扰性好的特点。
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高速动车组牵引变流器关键数据记录及分析孙宝坤
发表时间：2019-11-11T13:55:13.203Z 来源：《基层建设》2019年第23期作者：孙宝坤郭林[导读] 摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的高速铁路建设在不断的完善，为保障高速动车组安全运行和满足牵引变流器研发及维护的需要，设计开发了高速动车组牵引变流器关键数据记录及解析系统。
中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266111 摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的高速铁路建设在不断的完善，为保障高速动车组安全运行和满足牵引变流器研发及维护的需要，设计开发了高速动车组牵引变流器关键数据记录及解析系统。
本系统以标准CPCI-6U结构数据采集板卡为基础，实现了对模拟信号、高低速数字信号的采集、记录工作，并能通过以太网接口与上位机进行数据传输，完成数据解析。
该系统已在多
款动车组牵引变流器中得到应用，在实际故障分析中提供了准确的现场数据，为牵引变流器的研发、调试及维护提供了依据。
关键词：高速动车组；牵引变流器；数据记录；数据解析；CPCI-6U结构数据引言
牵引变流器作为高速动车组交流传动系统的关键设备，直接决定了动车组的使用性能、安全运行和运营能力。
高速动车组的原型车从国外引进，无论从技术或价格上都严重影响高速动车组的长期稳定运营和维护，因此研制具有自主知识产权的高速动车组牵引变流器是提升自身设计能力、确保动车组正常运营的基础和保障，同时也是实现自主知识产权高速动车组研制的必经之路。
中国铁道科学研究院机车车辆研究所已建成牵引变流器研发与试验平台，具备自主设计能力与条件，如牵引计算平台、电气性能仿真平台、软件开发平台、半实物仿真平台、变流器热仿真计算平台、箱体强度仿真平台、IGBT试验台、功率模块试验台和牵引传动系统综合试验平台，设计能力覆盖不同速度等级、不同功率等级的动车、机车、城际、地铁的牵引变流器。
1系统轻量化
牵引变流器作为整个牵引系统的核心部件之一，其功能是转换直流制和交流制间的电能量，并对各种牵引电机起控制和调节作用，从而控制车辆的运行。
系统轻量化主要是从主电路结构上进行优化，在满足牵引性能和实现自我保护的前提下，尽量选用最少的电子元器件，其他功能通过控制软件实现。
2系统工作流程
数据记录解析系统主要实现外部模拟信号、数字信号的高速采集、触发记录工作，同时具备上位机网络授时、网路数据下载等功能。
系统工作流程如图2所示。
①系统上电后，主控芯片初始化并启动，完成工作参数的初始化工作，以及完成GPMC接口（FPGA和ARM的数据交互接口）的配置工作。
②系统初始化完成后，启动1个1min定时器，如果在1min内高速数据采集板收到外部网络的授时指令，则配置本地时间，结束1min定时，如果没有收到授时指令，则等待定时器结束。
③定时结束后，高速数据采集板启动数据采集工作。
④在采集过程中，FPGA循环采样外部IO信号以及模拟量输入信号，并将采集到的数据通过GPMC总线传输给ARM处理器。
⑤ARM处理器内建2个大容量的数据缓冲区，一个采用FIFO原理，实时刷新保存0.5s的采样数据，作为数据记录信号到来前0.5s的数据；另一个用来保存数据记录信号到来后0.5s的数据。
⑥在采集过程中，FPGA不断检测外部数据记录信号，当监测到数据记录信号后，FPGA通过ARM中断通知ARM 处理器数据记录信号到来。
⑦ARM处理器响应数据记录信号，停止对前0.5s数据缓冲区的实时刷新，将数据存储位置换为第2个数据缓冲区，并且持续采样工作0.5s。
⑧0.5s后ARM处理器将整个1s的采集数据作为1个数据记录存储到NANDFLASH中。
⑨高速数据采集板内部建立防误触发机制，如果2次数据记录信号间隔小于0.5s，高速数据采集板将以最后一次的数据记录信号作为数据记录点。
另外，在采集过程中，外部计算机可以通过ftp登陆到高速数据采集板并下载高速数据采集板中记录的数据文件。
3高速动车组牵引变流器关键数据记录及分析 3.1变压器轻量化设计
变流器通过安装固定支座安装变流器柜中，通过四个M16螺栓固定在柜体支撑梁上，其作用是实现电压变换，同时具备滤波的功能，其使用电路图如图3所示，电路中使用代号为T1。
该变压器的工况为IEC60310：2004中规定的1类工况（正常工作制）。
其空载变压比为1512Vrms：420Vrms，其输入电压为幅值3600V的PWM波。
其轻量化从产品的线圈、磁芯、骨架入手，如线圈采用铝制，磁芯选择合适的大小，骨架在满足强度要求的基础上，采用合适的柜架结构，本变压器经过优化后从原来的820KG，减小到750KG，为整个变流器的轻量化提供支持。
3.2牵引仿真计算平台
针对高速列车牵引系统及其关键部件，建立了包括牵引变压器、牵引变流器、牵引控制装置等关键部件的仿真设计平台，可以完成牵引系统各部件的特性分析与设计优化，以支撑牵引系统和牵引变流器研发能力的提升。
利用牵引仿真计算平台开展牵引系统方案设计，包括计算列车牵引功率、设计列车牵引制动特性及优化设计牵引变压器、牵引变流器、牵引电机等方案。
3.3有限元模型
考虑到变压器振动主要是影响靠近变压器端的柜体，建模时忽略远离变流器端柜体，并对内部一些的结构和部件进行简化处理，这样在不影响计算可靠性的前提下减少了工作量和计算成本。
模型中板梁结构采用面单元，部分设备采用体单元，隔振器用三个方向的弹簧阻尼单元模拟，橡胶材料阻尼比假定为0．08，柜体顶部螺栓连接处采用刚性约束。
3.4牵引控制单元软件设计
（1）软件开发平台。
牵引变流器的核心控制设备是TCU，而变流器的可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）指标很大程度上也受到软件设计影响。
国外各大牵引系统供应商都具有成熟的、支持实时操作系统的软件开发平台。
牵引控制单元除具备自主知识产权的控制单元硬件外，还自主开发了基于硬件的软件开发平台TKDET，支持图形化的编程，并具有自主知识产权的底层库。
该开发平台使得软件编程分工明确，模块化、形式化/半形式化语言开发相结合，与国际标准相接轨。
牵引控制单元软件设计完全基于自主研发的TKDET软件平台，软件层次清晰，逻辑分明，具有较好的可读性与可移植性。
（2）半实物仿真平台。
为了对控制单元的控制逻辑与控制策略进行分析，搭建了硬件在回路的DSPACE半实物仿真平台，该平台可实现实时快速在线仿真和离线仿真。
在设计初期可以在该仿真平台进行控制软件的测试与验证。
3.5基于Labview的数据解析软件
基于Labview的数据解析工具包含4个模块。
1）本地数据提取模块从本地存储器中获得采集板记录的数据文件，打开文件，读入文件结构，获得原始数据。
2）数据解析模块将原始数据根据不同通道的比例关系及软件数据协议，解析数据结构体。
3）数据转换模块将解析后的数据，根据模拟量换算关系，进行数据转换，转换成能符合波形输出关系的模拟量波形画点结构体。
4）波形绘制模块读取模拟量波形画点结构体数据，将相关波形显示输出到图形窗口。
结语
在单相推挽型高频链逆变器中，功率因数接近1的应用场合，这种周波变换器控制方法能够适用，相比较SPWPM控制，可以有效降低周波变换器的开关频率，并且控制更为简单；同时，瞬态电压外环准PR控制，瞬态电感电流内环比例控制的双闭环控制的控制方案能够取得较好的动态特性和稳态特性。
参考文献：
［1］吴保芳，赖向东，姚国顺.一种具有高频环节的SPWPM变换电路的研究［J］.电力电子技术，1997，30（4）：44-47. ［2］刘凤君.现代逆变技术及应用［M］.北京：电子工业出版社，2006.
［3］高军，黎辉，杨旭，等.UPS逆变器数字化控制技术［J］.电工技术杂志，2001，8（12）：6-9.。