CRH2型动车组牵引传动系统工作原理及控制

CHR2型动车组牵引传动系统工作原理及控制

CRH2型动车组牵引传动系统设备配置及工作原理

概论

牵引传动系统是CRH2型高速动车组的动力来源。整个系统动力均匀分布于整列动车组的四个基本单元之中，形成了一个完整的组合的动力源。巨有牵引功率大、启动平稳、快速快捷、有效抑制空转和滑行保护到位等特性，并与多个系统连锁控制，实现运行平稳，多级调速和准确停车。

一、牵引传动系统的组成

CRH2型高速动车组以四动四托为编组，其中2，3，6，7号车为动车，1，4，5，8号车是拖车，配备两个牵引系统，首尾两车各设有司机室可双向行驶。正常情况下两个牵引系统均工作，当某一系统发生故障时可自动切断故障源继续行驶。

CRH2型高速动车组采用动力分散交流传动模式，主要有受电弓，牵引变压器，脉冲整流器，中间环节，牵引变流器，牵引电动机，齿轮传动等组成。

二、牵引传动系统的主要设备配置

2.1：车顶设备配置

各车辆间的主电路均采用高压电缆和高压电缆连接器连接。高压电缆连接器分为直线型，5度倾斜型，T型等几种，通过这些高压电缆连接器接通高压电缆。供电设备配置在4，6号车前部车顶，主要有受电弓和接地保护开关等。

2.2：车底设备配置

动车组牵引传动系统车底设备主要有网侧高压电气设备，牵引变压器，牵引变流器，牵引电动机等设备组成。全列共计2台牵引变压器，4台牵引变流器，16台牵引电动机。牵引变压器位于2，6号车底，牵引变流器和牵引电动机皆配置在2，3，6，7号车底。

三、动车组牵引传动系统主要设备

3.1：受电弓

动车组受电弓是从接触网获得电能的主要设备，也是动车组主电路的高压设备之一。受电弓主要通过列车运行时压缩空气进入升弓装置气囊升起受电弓，使受电弓滑板与接触线接触而获电；绛弓时排出气囊内压缩空气使受电弓落下。

3.2：接地保护开关

受电弓和接地保护开关安装在同一车辆上。接地保护开关通过把特高压电源接地，防止对车体施加特高电压。当主电路发生电流异常或接触网电压异常等事故时，强制性地操作保护接地开关，把接触网接地，使接地电流流向接触网，变电站供电系统中的隔离开关跳闸，接触网处于无电压状态，以保护动车组不受损坏。此外，作业维修人员在对高压设备箱检查维修时为确保人员安全，接地保护开关与高压设备箱采取联动锁定措施，将受电弓预先接地，即使万一受电弓升起，也能防止触电事故的发生。

3.3：高压设备箱

高压设备箱安装在2,6号车低架下，内置：真空断路器，避雷器，地板下电缆连接盒等主要器件。高压设备箱内安装的各部件可单独装卸也可整体装卸。高压设备箱上装有避雷器，侧面装有真空断路器，地板下电缆盒及指示灯。防止作业维修人员在设备检查时高压触电，高压设备箱与接地保护开关进行联动锁定。

3.4：真空断路器（VCB）

真空断路器配置在高压设备箱内用来断开和接通25KV电路，并作为故障状态的保护器件，兼有断路器和开关两种作用。当牵引变压器牵引侧以后的电路发生故障时，能迅速，安全，准确及时地切断电路。真空断路器与牵引变压器配套使用，每列动车组配置2台真空断路器，每台真空断路器控制一台牵引变压器。

3.5：牵引变压器

牵引变压器是动车组上的重要部件，用来把25KV高压电变换为

供给牵引变流器及其它用电设备工作所适合的电压。牵引变压器除了具有坚固的机械结构且体积小，质量小，电磁线电密大，用量小的优点外，还具有牵引绕组电抗相等保证牵引绕组侧负荷均等的特点。牵引变压器的两个独立的牵引绕组，每个牵引绕组与一台牵引变流器连接，相互干扰小，使动车组运行稳定。

3.6：牵引变流器

牵引变流器由单相三电平脉冲整流器，中间直流电路，三电平逆变器，真空交流接触器等主电路设备以及牵引控制装置，控制电源等组成。每辆动车配置一台牵引变流器，每台牵引变流器驱动4台并联牵引电动机。

3.7：牵引电动机

牵引电动机是动车组的动力来源。全列共配置16台三相异步电动机均匀分布在动车组的2，3，6，7号车底。每辆动车配置4台牵引电动机，每台额定功率300KW，最高转速6120r/min,最高实验转速7040r/min。牵引电动机采用转向架架悬方式，机械通风冷却，平行齿轮弯曲轴万向接头方向驱动，具有良好的牵引性能而且功率大谐波干扰小。

四、牵引传动系统的主要工作性能及特点

4.1：牵引传动系统能量转换与传递

动车组牵引运行是将电能与机械能转换与传递的过程。再生制动运行是将机械能转换成电能的过程。从而形成闭合的能量转换链条。

牵引运行时：受电弓将接触网AC 25KV单项工频交流电，经过相

关的高压电气设备传输给牵引变压器，牵引变压器降压后输出1500V 单相交流电供给牵引变流器，脉冲整流器将单相交流电变换成直流电，经中间直流电路将DC 2600-3000V的直流电输出给牵引逆变器，牵引逆变器输出电压/频率可调的三相交流电源（电压：0—2300V；频率：0—220HZ）驱动牵引电动机，牵引电动机的转矩和转速通过齿轮变速箱传递给轮对驱动列车运行。实现电能到机械能的转换。

再生制动时，控制牵引逆变器使牵引电动机处于发电状态，牵引逆变器工作于整流状态，牵引电动机发出的三相交流电被整流为直流电并对中间直流环节经行充电，使中间直流环节电压上升。脉冲整流器工作于逆变状态，中间直流回路直流电被逆变成单相交流电，该交流电通过牵引变压器，真空断路器（VCB），受电弓等高压设备反馈给接触网，从而实现机械能到电能的转换。

4.2：牵引传动系统主电路结构原理

动车组由受电弓从接触网接受25KV，50HZ单相交流电，通过真空断路器（VCB）连接到牵引变压器原边绕组。牵引变压器牵引绕组输出AC1500V，50HZ电源输入脉冲整流器。脉冲整流器由单相三电平PWM变流器，交流接触器K组成。采用无触点控制装置实现对输出直流电压2600—3000V恒压控制，牵引变压器原边单位功率因数的控制以及故障保护。再生制动时牵引变流器经过牵引变压器反馈电能。