充电机组成及工作原理_20071026

n 控制核心：数字处理DSP2407芯片+CPLD逻辑 芯片
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Fenice 电路板在充电机的位置
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IGBT模块（在充电机的位置）
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IGBT 模块（在布线图的位置）
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IGBT模块驱动板（在充电机的位置）
变压器
初级电流
10A/div f = 25kHz
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变压器（在充电机的位置）
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变压器（在布线图的位置）
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SAT检测电路板（在充电机的位置）
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SAT电路板（在布线图的位置）
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IGBT 模块
IGBT参数如下:
额定电流
75 A
集电极和发射极之间电压
1200 V
安装在散热器所需扭矩
3 Nm
安装连接器所需扭矩
3 Nm
选择一对并联防反二极管的 IGBT。
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IGBT 功率模块驱动板
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整流二极管模块
整流器二极管参数:
正向电流 电压 恢复时间 安装连接端子所需扭矩 安装在散热器所需扭矩
304 A 600 V 300 ns 5 Nm 2,5 Nm
@ 75°C
充电机工作原理
400V 50Hz的三相交流电由动车组的辅 助变流器输出到充电机，在充电机内部， 经过三相滤波器滤波后送入三相整流桥， 通过整流获得中间直流电，然后经过三路 并联的IGBT功率变换模块逆变成高频交流 电，再经过高频变压器降压，降压后的交 流电经过高频二极管整流并经过滤波后输 出直流24V。
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充电机主要组成部件－输入滤波器
功能：对输入3相380V电源进行滤波，输入输出均为三相380V
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IGBT 3相400Vac 24Vdc 29Vdc 570A 15kW 3.5Vpp 280kg 1500×650×600
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充电机特性曲线
电池最大 充电电流
充电机最大 输出电流
电池电压
电池电压
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充电机工作原理
3相 三 三
400 相 相
V
滤整
交 流 电
波流 器桥
IGBT 逆 变模块
高频变 压器
高频 整流
IGBT 逆 变模块
高频变 压器
高频 整流
IGBT 逆 变模块
高频变 压器
高频 整流
充电机组成与原理
三相整流器在布线图的位置
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三相整流器外观
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ALIM电源电路板
lALIM电源板为充电机提供控制和诊断电源. l通过三相变压器、二极管整流桥和调压器，将输入三相 400V交流电变换为12V直流电。
EMI输入滤波器(在布线图位置)
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EMI输入滤波器外观
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风扇
功能：调节充电机内部温度场，风力吹向充电机中部 输入：单相交流220V
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变压器外观
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输出滤波器
输出滤波器参数:
电感 最大重复电压 绝缘等级 开关频率 介电性能 质量
变压器
高频变压器是变换器中核心部件，参数如下:
初级电压
350 Vrsm
变比
5
额定功率
5 kW
额定频率
25 kHz
绝缘等级
H
初级到次级接地的介电性能
4000 Vca 50Hz 60s
次级到初级接地的介电性能
1000 Vca 50Hz 60s
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IGBT模块驱动电路（在布线图的位置）
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IGBT模块驱动电路原理图
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输 出 滤
直 流
波 24V
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主电路原理图
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充电机的主要参数
n 半导体功率器件: n 额定输入电压: n 蓄电池额定电压: n 电池充满的电压 (维持) n 最大输出电流: n 最大功率(29Vcc ): n 输出电压最大脉动: n 重量: n 外形尺寸：
SAT电路板电气原理图
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SAT 电路板组件图
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Fenice控制电路板
n 功能：实现充电机数据采集、逻辑控制、算法 实现、功率模块触发、CAN总线通信等。
温度补偿曲线
电池电压
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电池温度
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充电机主要部件
• EMI三相输入滤波器 • 三相整流桥 • 电源板 • 测量电路板 • Fenice控制电路板 • 功率模块 • 输出二极管 • 电池用接触器 • 断路器开关 • EMI输出滤波器
1200 V 160 A @ TCASE = 100°C 1,55 V 3000 VAC 5 Nm 5 Nm
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三相整流器(在充电机的位置)
PRCB三相 整流桥
Fenice 控制板
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充电机在列车上的位置
在每个底架下有一个充电机(共8个)
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充电机外观
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ALSTOM技术引进充电机 组成及工作原理
-----中国北车集团永济电机厂 牛勇
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CRH5动车组项目简介
2556SP
43 µH ± 10% 170V H 25 kHz 1000 Vca 2,5 kg
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整流二极管模块（在充电机的位置）
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整流二极管模块（在充电机的位置）
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ALIM 电路板电气原理图
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ALIM 电源板图
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SAT 检测电路板
• SAT电路板功能是用来采集充电机的三相整流后的输出电 压和电流，进行变换后，将值送给Fenice 控制电路板，实 现直流环节的监控。 • 电路通过一个降压隔离和电流传感器来完成数据采集。
充电机整机工作原理
充电机是列车上的电力电子变流设 备，主要功能是将辅助变流器产生的三相 交流400V变换为直流24V，主要功能是： n a.为列车提供直流24V控制电压； n b.实现蓄电池按先恒流再恒压的方式充电；
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ALIM 电路板在充电机的位置
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ALIM 电源板(在布线图的位置)
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Fenice电路板（在布线图的位置 ）
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功率模块
为了实现DC/DC变换,由3个功率模块构成一个充电机. 每 个模块功率为5kW。 功率模块的主要部件: - IGBT和相关的电路板 - 整流二极管 - 高频变压器 - 滤波器感应线圈 - 输出电容器滤波器
和谐号CRH5动车组为长客股份引进法 国ALSTOM技术的200KM/h动车组。第一 批合同共生产60列，每列车为8节编组。 其中，第1~9列为进口列车（3列整车进 口，6列大部件进口），第10-60列为国产 化列车。
动车组编号：CRH5-xxxA 西安永电生产的国产化充电机为所有 51列国产化列车提供，共408台。
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风扇(在布线图的位置)
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PRCB 三相整流器桥主要特点
电压 电流 电压损失 介电性能 扣紧散热器上的扭矩螺丝 电气接头的扣紧扭矩