CRH2C型动车组牵引传动系统

第四章牵引传动系统

第一节动车组牵引传动方式

CRH2C型动车组采用交流传动系统，动车组由受电弓从接触网获得AC25kV/50Hz电源，通过牵引变压器、牵引变流器向牵引电机提供电压频率均可调节的三相交流电源（如图4-1所示）。

图4-1 牵引传动系统简图

一、牵引工况：受电弓将接触网AC25kV单相工频交流电，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DC2600~3000V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）驱动牵引电机，牵引电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（如图4-2所示）。

图4-2 牵引工况传动简图

二、再生制动：一方面，通过控制牵引逆变器使牵引电机处于发电状态，牵引逆变器工作于整流状态，牵引电机发出的三相交流电被整定为直流电并对中间直流环节进行充电，使中间直流环节电压上升；另一方面，脉冲整流器工作于逆变状态，中间直流回路直流电源被逆变为单相交流电，该交流电通过真空断路器、受电弓等高压设备反馈给接触网，从而实现能量再生（如图4-3所示）。

图4-3 再生制动工况传动简图

三、牵引电机采用三相鼠笼式牵引电机，其轴端设置速度传感器，实时检测电机转速（转子频率），对牵引和制动进行实时控制。 M1车和M2车传动系统独立控制，某动车故障时，故障动车将被隔离，无故障动车可以继续为列车提供动力；当某个基本单元故障时，可通过VCB切除故障单元，而不会影响其它单元工作。图4-4 为牵引系统主电路原理图。

图4-4 牵引系统主电路原理图

第二节牵引系统构成及工作原理

CRH2C型动车组牵引传动系统主要由特高压电器设备和主牵引电气系统组成，特高压电器主要作用是完成从接触网到牵引变压器的供电，主要包括：受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等；主牵引电气系统主要作用是完成交流变频、直流调压、调整牵引电流的大小及相序、输出牵引力等，主要由牵引变压器、四象限变流器、牵引逆变器和牵引电机组成。

一、牵引系统概述

（一）系统原理

动车组电源由接触网通过4号车或6号车受电弓进行受电，通过车顶上的特高压导线，经由VCB后被送到2号车、4号车或6号车的主变压器。车顶上安装有保护接地装置（EGS）,可使接触网接地短路。牵引变压器2次绕组侧设有2个线圈，1次侧的电压为25kV时，2次侧绕组电压则为1500V。牵引变流器安装在M1、M2、M3、M4、M5、M6车上，每台牵引变流器控制4台牵引电机。在牵引时向牵引电机提供电力、在制动时进行电力再生控制。如图4-5

图4-5

牵引电机采用三相鼠笼式感应电机，其轴端设置有速度传感器、用于检测牵引变流器测速以及制动控制装置的速度（转子频率数）。牵引系统故障时可分别对M1车、M2车切除动力，也可以通过断开VCB切除一个牵引单元。不影响另一个单元的牵引。

故障隔离开关的作用是在出现故障时强迫断开受电弓。EGS的作用是将高压系统强制性接地，以便车辆维护时人员的安全。VCB的作用是在需要的情况下自动断开主变压器的供电。

整列动车组设两台受电弓，正常运行时，采用单弓受流，另一台备用，处于折叠状态。

（二）牵引系统的组成

CR2C有3个动力单元，T1、M1、M2是一个动力单元，M3、M4是一个动力单元，M5、M6、T2为一个动力单元。一个基本动力单元的牵引系统主要由网侧高压电气设备、1台牵引变压器、2台牵引变流器、8台三相交流异步牵引电机构成。基本动力单元如图4-6。

图 4-6 基本动力单元

（1）网侧高压电气设备

主要包括：受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等。

受电弓（SSS400型）：

每列车设两个受电弓，分设在4号车和6号车上。单臂型，额定电流500A，静态接触压力70±15N，弓头宽度1950mm，具有自动降弓功能，适应接触网高度为5300－6500mm，列车运营速度为300km/h。单列车运行时采用单弓受流、其它备用。两列连挂运行时采用双弓受流，通过设置控制连锁，使双弓之间的工作距离大于190m，确保动车组正常运行。

主断路器：（CB201型）：

主断路器全列车共2个。真空型，额定开断容量100MVA，额定电流AC200A，额定断路电流3400A，额定断开时间小于0.06 s 。

高压电流互感器：全列车共2个。变流比200/5A，用于检测牵引变压器原边电流。

避雷器（LA204或LA205型）：全列车共2个。额定电压42KV（RMS），动作电压（57KV）以下，DC限制电压107KV。

接地保护开关（EGS开关、SH2052C型）全列车共2个。额定瞬时电流6000A（15周）。

（2）牵引变压器（ATM9型）

一个基本动力单元1个牵引变压器，全列车共3个。采用壳式结构、车体下吊挂、油循环强迫风冷方式。具有1个原边绕组（25KV、3060KVA），2个牵引绕组（1500V、2×1285KVA），1个辅助绕组（400V、490KVA）。采用铝线圈、轻量耐热材料和环保型硅油，重量2910kg，效率大于95％。

（3）牵引变流器（CI11型）

一个基本动力单元2个牵引变流器，全列共6个。采用车下吊挂，液体沸腾冷却方式。

主电路由脉冲整流器、中间直流电路、中间整流电路、逆变器构成，采用PWM方式控制。中间直流电压为2600－3000V（随牵引电机输出功率进行调整），1个牵引变流器采用矢量控制原理控制4台并联的牵引电机。效率大于96％，功率因数大于97％。

（4）牵引电动机（MT205型）

每节动车有4台并联牵引电动机，一个基本动力单元8台，全列共24台。

牵引电动机为4极三相鼠笼式异步电动机，采用驾悬、强迫风冷方式，通过挠性齿型连轴节连接传动齿轮。额定输出功率300KW，额定转速4140rpm。

（三）牵引方式

动车组采用动力分散交流驱动方式，在前后两端都设有司机室。在前端的司机室内进行操作。动车组（6M2T）在规定载客人数、平直线路、干轨运行的启动加速度0.406m/s2。