和谐型电力机车功率模块应用
和谐HX_D1型大功率交流电力机车概述
气 系 统 、机 械 系 统 和 空 气 系 统 等 三 个 方 面 介 绍 如 何 实 现 与 保 证 机 车 的 性 能 。
关键词： 大功率机车； 交流电力机车； 技术参数； 电气系统； 机械系统； 空气制动系统
中图分类号： Ｕ２６４．２ ＋２３
文献标识码： Ａ
文章编号： １６７２－ １１８７（ ２００７） ０１－ ０００７－ ０４
馈回电网， 达到节能的效果。四象限斩波器和脉宽调制逆 变器采用水冷 ＩＧＢＴ 模块。 ４．２ 辅助设备电源（ 见图 ３）
ＰＷＭ 辅助逆变器集成在牵引逆变器中， 同牵引回路 共 用 电 牵 引 绕 组 、四 象 限 斩 波 器 、中 间 直 流 电 压 环 节 以 及 其它装置， 使整车的部件数量得以减少， 从而降低整个系 统的故障率。
５．３ 设备布置 机车设备采用模块化的结构， 以便有
效地缩短组装时间， 使系统和部件能独立 的在机车外进行预组装和预试验。
机械间内设备沿车内中间走廊两侧平 行布置， 采用导轨安装方式固定， 两节车除 生活设施和通讯信号设备外， 其余设备和 布置相同， 见图 ５。机械间内设备从左上起 顺 时 针 方 向 依 次 是 接 地 棒 、复 轨 器 、工 具 柜 （ Ｂ 节车上装有微波炉和冰箱） 、床存放装 置 （ Ｂ 节车） 、４ 位牵 引电机 通 风 机 、压 车 铁 、冷 却 塔 及 通 风 机 、牵 引 变 流 器 、压 车 铁 、 ２ 位 牵 引 电 机 通 风 机 、１ 位 牵 引 电 机 通 风 机 、压 车 铁 、充 电 机 、低 压 电 器 柜 、卫 生 间 （ Ａ 节车） 、衣帽柜、信号柜、辅助变压器柜及通风机、压车 铁、３ 位牵引电机通风机、主压缩机、空气制动柜、总风缸。
和谐型电力机车C6修能力建设浅析
和谐型电力机车C6修能力建设浅析发布时间：2022-02-16T09:29:42.995Z 来源：《中国科技人才》2021年第28期作者：刘会勇曹争争罗瑞学苏夯[导读] 自2018年开始，首批和谐型电力机车逐步进入C6修期。
中车太原机车车辆有限公司山西太原 030027摘要：自2018年开始，首批和谐型电力机车逐步进入C6修期。
C6修作为和谐型电力机车检修的最高级修程，机车检修质量对机车的安全运用具有重大意义，因此，各检修企业关于和谐机车C6修能力的建设显得尤为重要。
本文结合作者HXD3系列机车C6修经验，对和谐型电力机车C6修检修能力建设进行全面、系统解析，为和谐型电力机车C6修能力建设提供参考意见。
关键词：和谐；电力机车；C6修；能力建设和谐型大功率交流传动电力机车采用集成化、模块化的先进设计理念，具有牵引性能优越、黏着利用率高、启动加速性能好等特点，已成为中国铁路干线牵引的主要力量。
和谐机车大批量投入运用，标志着中国铁路机车行业已逐步由直流传动向交流传动的转化。
当前，和谐型电力机车车型以HXD1系列、HXD2系列、HXD3系列机车为主。
本文重点以HXD3系列机车C6修检修经验，阐述和谐型电力机车C6修能力建设的主要方法。
一、把握和谐型电力机车C6修检修理念和工作定位和谐型电力机车C6修作为全面恢复机车性能的最高级修程，关系到机车的安全运用。
和谐型机车配属以来，基于其技术优势和自身特点，中国国家铁路集团有限公司（以下简称国铁集团）对和谐型机车检修理念、检修定位进行了全面研究和部署，特别是车载安全防护系统和机车远程监测与诊断系统在和谐型机车上的加装应用，形成了和谐型机车互联互通的物联网，丰富了和谐型机车质量规律的研究手段和途径，为和谐型机车检修高质量发展奠定了坚实的技术基础。
在此基础上，国铁集团总结和谐型机车检修所积累的运用质量信息、设备检测数据、现场检修经验，提出和谐机车C6修要围绕“数据检修、精准检修、精益检修、专业检修、经济检修”五大检修理念进行检修平台规划与建设。
和谐型系列电力机车电气系统特点分析
和谐型系列电力机车电气系统特点分析【摘要】文章以和谐1、2、3型电力机车的电气系统为研究对象，对机车的电气系统特点按照主电气电路、辅助电气电路、微机控制系统分类做了系统的比较分析。
【关键词】电力机车；主电气电路；辅助电气电路；控制系统1 引言和谐系列电力机车是南车集团和北车集团与国外企业合作，引进消化技术，并国产化的新一代交流货运机车，型号有HXD1、HXD1B、HXD1C，HXD2、HXD2B、HXD2C和HXD3、HXD3B、HXD3C。
和谐型系列机车电气系统的主、辅回路均采用了交流控制技术，系统的设计坚持起点高、技术领先的原则，采用先进、成熟、可靠的技术，按照标准化、系列化、模块化、信息化的总体要求进行全方位设计的。
2 主电气系统机车主电气电路主要由网侧电路、主变压器、牵引变流器及牵引电机构成，如图1所示。
其中和谐型系列电力机车网侧电路主要由受电弓、主断路器、台避雷器、高压电压传感器、高压电流传感器、高压隔离开关、主变压器原边、回流侧互感器和接地碳刷等组成。
下面主要从主变压器、变流器和牵引电机三个方面进行比较。
图1 简化主电气电路2.1 HXD1型电力机车主电路特点（1）主变压器采用EFAT6744型电力机车牵引变压器。
其内除主变压器外，还装有两台100HZ滤波电抗器。
它们装在一个邮箱内，共用一个冷却系统。
主变压器是单相变压器，卧式结构，采取车体下悬安装方式。
（2）牵引变流器每台机车由2节车组成，每节车设有1个牵引变流柜，每个牵引变流柜由2套相互独立的变流器组成。
一个变流器包含2个并联的四象限整流器、1个牵引逆变器和1个辅助逆变器等。
（3）牵引电机采用西门子公司的1TB2624-0TD02型或国产化的JD160型鼠笼式三相异步牵引电动机，额定功率为1224千瓦，冷却方式为强迫通风，采用直接转矩控制（DTC）。
2.2 HXD2型电力机车主电路特点（1）主变压器主变压器为模块化的卧式结构，包括1个原边绕组，4个牵引绕组，4个二次滤波电抗器，2个辅助滤波电抗器，强迫油循环风冷却系统以及内置的多种保护电器。
和谐2C型电力机车
HXD2C型电力机车（“和谐”电2C型），是用于中国铁路的交流电传动干线货运电力机车车型之一。
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[编辑]概要
HXD2C型电力机车是大功率交流电传动六轴干线货运用电力机车，牵引功率7200千瓦。
机车总体采用模块化设计方法，车体设计基本与HXD2B型电力机车相同。
机车采用宽600毫米的中间走廊、整体独立通风系统，机车控制系统TCMS由主控装置和两个微机显示屏构成，列车级网络采用以太网通讯，车辆级网络采用RS485通讯，微机网络控制系统与BCU的通讯采用MVB总线。
牵引系统方面，机车采用单轴控制技术，每台牵引电机对应一套独立的四象限整流器和逆变器，六根车轴的牵引传动装置功率和控制在电气方面完全独立[1]。
中国。
hxd电力机车发展史
hxd电力机车发展史：这款机车是由中外公司共同研发的产品之一，在被命名为“和谐”型以前，被称为DJ4。
当中DJ4共有两个款式，第一款是由株洲电力机车及德国西门子研发，编号由0001起（HXD1型）；另一款则由大同电力机车及法国阿尔斯通研发，编号由6001起（HXD2型）。
两款机车均采用交流牵引电动机，使用交直交传动及双机重联，单机轴式为Bo-Bo，即前后各一个两轴转向架。
2004年12月，铁道部与株洲及西门子签约，订购180辆八轴大功率机车，合同总值73.4亿元人民币。
这款机车以EuroSprinter系列作为技术平台，采用SIBAS32控制系统、SIBAC 1800 14SP2ST01型IGBT功率模块牵引逆变器、MVB及WTB等技术。
受电弓使用株洲九方电器设备制造的TSG15型，其技术由西门子旗下的MWW公司提供。
铁路和谐电力3型机车介绍
HXD3型电力机车
2004年10月27日，铁道部与大连机车签订合同，订购 60辆该型机车，以日本EH500型作为技术平台，其中首4 辆（30001-30004）整车进口，12辆（30005-30016）散 件进口组装，东芝提供原装部件；其後44辆透过日本技 术转移，由大连机车厂制造达至“国产化”。首辆机车 出厂曾被改称为“神龙1型”（SL1），不久即改称为 “和谐型”，编号改为HXD30xxx。 铁道部加订了180台HXD3型机车，使其数量增至240 台。 2008年2月18日，铁道部再向大连增购400台HXD3， 总值近60亿元人民币。
司机室设备布置及功能
机械间设备布置及功能
蓄电池柜/充电柜 复合冷却塔 第一牵引风机 第二、三牵引风机 螺杆式空压机 制动单元柜
牵引变流器CI1-CI3
风源净化装臵
卫生间/更衣室
控制电器柜
TCMS柜/电务柜
牵引变流器CI4-CI6
牵引风机
复合冷却塔 螺杆式空压机
机械间设备布置及功能
机械间设备布置及功能
序 号 1 2 3 4 5 项目 传动方式 变流系统 牵引电机 轮周功率 辅助电源 HX系列机车 交流传动 三相交流异步电机 1200-1600KW IGBT逆变器（变频调速、 节能） 韶山系列机车 直流传动 直流电机 800KW 旋转式劈相机（单一频率）
IGBT牵引变流器（全控型）晶闸管相控整流器（半控型）
车顶高压设备及功能
高压隔离开关
采用2台BT25.04型高压隔 离开关，该开关是采用电空控 制方式进行转换的。当一台受 电弓发生故障接地时，可通过 控制电器柜上的隔离开关将其 打至对应隔离位，通过微机柜 TCMS发出指令来控制相关电空 阀，实现高压隔离开关的开闭 操作，以切除故障的受电弓， 同时使用另一台受电弓维持机 车正常运行，减少机破，提高 机车运用可靠性。
PWM整流技术在和谐系列机车上的应用
课程名称：设计题目：PWM整流技术在和谐系列机车上应用院系：西南交通学院峨眉校区电子工程系专业：电力机车年级：电力机车5班姓名：段智文指导教师：李老师西南交通大学峨眉校区2017 年 3 月 1 日课程设计任务书专业电力机车姓名段智文学号CD20170112开题日期：2017 年3月 1 日完成日期：2017 年4月25 日题目PWM整流技术在和谐系列机车上的应用一、设计的目的通过该设计使学生初步掌握PWM整流系统的组成系统，作用及其原理以及在和谐系列机车上的使用。
二、设计的内容及要求1 画出PWM整流技术的原理图2 说明图中的各主要部件的作用丶性能。
3 掌握PWM调频调压技术的工作原理4 掌握PWM整流技术在和谐系列机车上的应用三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日摘要世界铁路正在向高速、重载方向发展,电气化铁路加速发展。
目前我国电力机车技术也在飞速发展,随着我国铁路既有线路的改造和客运专线的建造。
我国自主开发的一些具有世界水平的大功率交流电力机车已奔驰在我国的铁路线上。
本文详细阐述了应用在大功率交流电力机车中的PWM整流器原理及设计,并结合PWM整流器性能介绍了PWM脉宽调制的基本理论、PWM整流器工作原理、二极管整流电路、相控整流电路。
同时对大功率交流电传动机车的PWM整流器的设计和制造,变压器的选配、电气传动方案设计等进行了研究,针对交流辅助传动进行了一定的系统试验。
鉴于我国铁路发展“高速重载”的趋势和要求日显突出,铁路运力与运输需求矛盾日益加剧,大功率的粘着利用率高、调速范围宽、维护工作量少、全寿命周期成本低、高可靠性、节能降耗的交流货运电力机车必能满足其要求。
PWM整流器在交流传动的电力机车的成功应用,提高了机车网侧的功率因数，减小了谐波含量。
给机车电气系统的设计提供了新的思路。
世界铁路正在向高速、重载方向发展,电气化铁路加速发展。
目前我国电力机车技术也在飞速发展,随着我国铁路既有线路的改造和客运专线的建造。
预布线技术在和谐型电力机车中的应用
关 键 词 电力 机 车 ； 布 线 设 计 ； 艺 ；模 块 化 ；电 磁 兼 容 预 工 中图 分 类 号 ：Ｕ２ ４ ６ 文 献 标 志 码 ：Ａ
机 车预 布线 技 术 是 机 车 整 体 设 计 理 念 和 先 进 工 业 化施 工 工艺设 计 技 术 互 相 结 合 的一 种 技 术 。此 技 术 已
功 能 与 结 构 的 模 块 化 设 计 技 术 的 应 用 为 预 布 线 技
术 的发展 提供 了可 能 。Ｃ Ｉ 等 三维 工具 软 件 的 推广 ＡＴ Ａ
应 用 促 进 了预 布 线 技 术 的 发 展 。
图 １ ＨＸ。 ２型 机 车设 备布 置
在机 车 的设计 中 ， 先 必 须 实 现 预 布 线 设 计 ， 计 首 设 部 门对 产 品进 行 布线 分 析 ， 用 预 布线 设 计 理 念 ， 照 采 按 “ 块化、 模 简统 化 ” 的原 则 ， 计 出可 以实 现 的预 布 线 图 设 纸 。布线设 计应 遵 循 一 个 从 顶 向下 、 块 化 设 计 原 则 ， 模 综 合考 虑 Ｅ ＭＣ， 在前 期 的 方 案设 计 中应 先 将 布 线 按 功 能分 区 ， 功能 区及 布 线 接 口按模 块 设 计 ， 后 确 定 整 各 然
在 汽车工 业 和航 空 工 业 领 域 里 大 量 应 用 ， 铁 路 行 业 在 里， 随着 国际 先进 的设 计 和制造 平 台 的引 入 已在 新 型 机 车 上得 到应 用 。ＨＸ ２型 系列 电 力 机 车 是 我 国铁 路 新 。
一
完 成 预布 线操 作 。
２ 预 布 线 设 计 技 术 ２ １ 产 品结 桶 分 析 ．
行 中“ 小而 广” 问题 的主 要原 因 ， 给机 车 运行 安 全 带来 巨 大隐 患 。网络 技术 在 机 车 上 的应 用 对 机 车 线 缆 敷 设 提
和谐HXD1型大功率交流电力机车电传动系统
主断路器将分断保护。 ３．２．５ 原边接地保护
检测原边电流和回流电流的差值， 当大于整定值时， 判定为原边接地， 主断路器进行分断保护。 ３．２．６ 主变压器次边和主变流器短路保护
如果变压器二次线圈或主变流器发生短 路， 则在检测到短路的瞬间断开主断。由于变 压器的高短路阻抗， 从而限制了短路电流。
及故障保护机理与实施情况。
关键词： 交流电力机车； 主电路； 辅助电路； 四象限变流器； 脉宽调制
中图分类号： Ｕ２６４．２ ＋２３； Ｕ２６４．６
文献标识码： Ａ
文章编号： １６７２－ １１８７（ ２００７） ０１－ ００１１－ ０３
Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ ｄｒ ｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｙｐｅ ＨＸＤ１ ｈｉｇｈ－ ｐｏｗｅｒ ＡＣ ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ
通过高压电流互感器的检测， 在电流超过整定值时，
四象限变流器在牵引工况下进行交—直变 换， 为中间直流电路提供电能； 在再生制动工 况时， 通过中间直流电路进行直—交变换， 将 电能回馈给电网。 ４．１ 四象限变流电路构成 如图 １ 所示， 四象限变流器通过主变压器的牵引绕 组得电， 每组四象限变流电路由 １ 个充电电阻、３ 个交流 接触器及 ２ 个四象限变流器构成， 两个变流器将交流电 变换成直流电， 并联向中间回路供电。四象限脉冲整流器 每一臂由两个 ＩＧＢＴ 模块并联组成。 ４．２ 工作原理 充电过程如图 １ 所示。当中间电压为零， 充电时， 牵 引绕组 １．１ 和 １．２ 通过充电电阻向四象限变流器供电， 给 并联的中间直流回路支撑电容充电。充电完成后， 充电接 触器切除充电电阻， 两个牵引绕组通过线路接触器同时 向两台相应四象限变流器供电。充电电阻起限制充电电 流的作用。四象限变流器原理图及牵引和再生制动电压 电流矢量图见图 ３。
和谐系列电力机车
和谐系列电力机车
和谐系列电力机车作为现代铁路运输重要的组成部分，是铁路运输的重要工具之一。
这一系列的电力机车经过不断的技术革新和改进，为铁路运输提供了高效、可靠的机车牵引能力。
起源与发展
和谐系列电力机车起源于20世纪90年代，最初是为中国特定铁路线路而设计的。
随着技术的不断进步和发展，和谐系列电力机车逐渐成为中国铁路运输的主力机车之一。
从最初的和谐号到现在的和谐号-改型，这一系列电力机车在性能和可靠性方面都得到了显著提升。
技术特点
和谐系列电力机车采用了先进的牵引控制技术，具有出色的动力性能和能耗管理能力。
其传动系统经过优化设计，可以在不同的线路和环境下实现高效的运输任务。
此外，和谐系列电力机车还配备了先进的监测和诊断系统，可以及时检测机车状态并进行故障排除，保障了铁路运输的安全性。
应用与展望
和谐系列电力机车在中国铁路运输中得到了广泛的应用，为铁路货运和客运提供了可靠的运力支持。
未来，随着铁路运输的不断发展和完善，和谐系列电力机车将继续发挥重要作用，为铁路运输的现代化提供强有力的支持。
结语
和谐系列电力机车作为中国铁路运输的重要组成部分，不断引领着铁路运输技术的发展方向。
通过技术的创新和不断的完善，和谐系列电力机车将继续为铁路运输的可持续发展做出贡献。
中车自主研发的大功率IGBT模块有什么用途
中车自主研发的大功率IGBT模块有什么用途10月22日中车自主研发的6500V/200A的IGBT大功率模块主要是高铁列车和大功率机车上最神奇和关键的部件之一，直接影响着高铁列车是否能够瞬间起跑、舒适飞驰以及稳定停车。
不同功率等级的电力设备，需要采用IGBT芯片及其封装而成的IGBT模块进行电能的转换和控制。
比如在高铁列车上，电网2.5万伏的高压交流电经过降压、整流、逆变等方式转换成三相交流电，从而驱动列车奔跑。
轨道交通主要是采用电力牵引的火车和地铁，其大功率交流传动电力机车内部构成有有两个重要的功率模块，即主牵引变流器和辅助变流器。
主牵引变流器为牵引机车提供动力，功率最高、电压最大，工作条件最为严酷。
辅助变流器为其他非动力电流供电，如空调、车灯、后备电源等，电压、功率相对较低，工作条件也相对较好。
主牵引变流器需要3.3千伏或6.5千伏高压模块，辅助变流器所需的电压则相对比较低，1.7千伏模块就能满足。
它们均需要选用牵引级IGBT模块，因为机车工作环境非常恶劣。
牵引级IGBT是电子应用领域要求等级最高的IGBT，对可靠性和产品生命周期的要求极高。
牵引级IGBT的功率高达1千万瓦，每个IGBT承受的最高电压可高达6.5千伏，标称电流高达600安。
牵引级高压大功率IGBT的工作环境严酷，负载剧烈变化，对IGBT模块的寿命影响很大，这就需要采用特定的技术来提高器件的温度循环寿命和功率循环寿命。
一般工业级IGBT功率模块的工作温度为125℃，但英飞凌(Infineon)的IHM/IHV-B系列牵引级IGBT功率模块的工作温度比常见工业级功率模块的工作温度高出25℃，达到150℃。
提高25℃对于IGBT有两个好处：首先，增加了IGBT模块的输出功率能力，有利于提高模块输出功率的密度，进而使整个变流器的设计更为小巧。
其次，提高牵引级IGBT的工作温度增强了功率循环能力，从而提高模块的可靠性和工作寿命。
IGBT的输出电流主要受结温限制，芯片的温度限制了它的功率负荷。
铁路车辆用功率模块及铁路车辆的变流器
铁路车辆用功率模块及铁路车辆的变流器随着社会发展和科技进步，铁路交通在人们的日常出行中扮演着至关重要的角色。
作为铁路机车车辆的关键部件，功率模块和变流器在提升列车性能、保障安全可靠方面起着重要作用。
本文将介绍铁路车辆用功率模块和变流器的原理、功能和应用。
I. 铁路车辆用功率模块铁路车辆用功率模块是指用于控制车辆电力系统的关键器件。
它可以将供电系统的直流电能转换为交流电能，并控制电流的大小和频率。
铁路车辆用功率模块主要包括三相全桥逆变器和逆变器控制模块。
1. 三相全桥逆变器三相全桥逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置。
它由四个可控硅元件和四个二极管组成。
在正常工作状态下，可控硅元件会根据控制信号开启和关闭，通过改变开启和关闭的时间，控制交流电的频率和幅值。
三相全桥逆变器的输出电流可以根据列车需求进行调节，从而实现对列车动力的精确控制。
2. 逆变器控制模块逆变器控制模块是功率模块的核心控制部分。
它通过接收输入的控制信号，对逆变器进行驱动和控制，确保逆变器的正常工作。
逆变器控制模块能够监测电流、电压等参数，并及时对其进行调整，以保障列车电力系统的安全和稳定运行。
II. 铁路车辆的变流器铁路车辆的变流器是铁路车辆电力传输系统中的重要组成部分。
它能够将来自供电系统的交流电能转换为直流电能，用于给列车供电。
变流器的主要功能是实现能量的双向转换，既能将交流电转换为直流电，也能将直流电转换为交流电。
同时，变流器还能够控制电流的大小和频率，以满足列车在不同工况下的能量需求。
1. 交流-直流变流器交流-直流变流器能够将供电系统的交流电转换为列车所需的直流电。
它采用交流-直流变换的原理，通过整流电路将交流电转换为直流电，并通过滤波电路消除电源中的脉动成分，从而提供平稳的直流电源。
2. 直流-交流变流器直流-交流变流器能够将列车电池或集电靴所储存的直流电转换为交流电供给列车驱动系统。
它通过逆变电路将直流电转换为交流电，使列车能够实现正常的运行和动力输出。
IGBT在中国轨道交通车辆中的应用-20100821-第四讲-2
西门子在机车及动车组中 应用的模块化功率单元（水冷） SIBAC@BB Sx-1500 SIBAC@BB Sx-3000
应用于DC电压1.2kv～3.6kv （max4.3kv） 相电流300A ～ 2000A 最高开关频率可达800 ～ 1000Hz
二、 IGBT在轨道牵引中的应用
ALSTOM6500V-600A
CHR2动车组、 HXD1大功率机车
4500V
900A
TOSHIBA WESTCODE
中间电压为DC2500V的机 车、动车领域
HXD3大功率机车
6500V
600A
ABB、Infineon
5SNA 0600G650100
中间电压为DC3500V的机 车、动车领域
HXD2大功率机车、 CRH3动车组
二、 IGBT在轨道牵引中的应用
IGBT器件在中国轨道交通运输中的应用 一．中国轨道交通的发展 二．IGBT在轨道牵引中的应用 三． IGBT的研究与规模化制造 四．IGBT功率模块配套技术的开发
二、 IGBT在轨道牵引中的应用
动车组牵引动力配置
二、 IGBT在轨道牵引中的应用
1、 铁路市场中的需求 交流传动技术是现代轨道交通技术装备的 核心技术之一。在交流传动系统中，牵引变流 器是关键部件，而电力电子器件又是牵引变流 器最核心的器件之一。 “一代器件带动一代应 用”。目前，IGBT（绝缘栅级双极型晶体管） 器件已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅 助变流器的主流电力电子器件。
一、中国轨道交通的发展
2、城市轨道交通 据有关资料介绍，到2015年，将有超过30个 城市建设85条城市轨道线路，总长2700公里以上， 需车辆20000辆，预计未来五年内主要城轨车辆的 需求约为5000-6000辆；到2020年，北京、上海、 广州、南京、天津、深圳、成都、沈阳、哈尔滨、 青岛等城市将建成、通车的线路总计40多条，约 6000km，总投资在7000亿元以上。
HXD2机车总体
为满足大秦线重载运输的要求，机车应满足如下要求：
（1）具有足够的牵引和电制动功率，机车总功率在9600kW以上；
（2）所选用的钩缓装置应有足够的纵向强度与缓冲能力；
（3）机车良好的制动控制能力；
（4）机车具有多机重联同步控制功能，为适应长达重载列车牵引动力分散配置的要求，机车应配置远程同步操纵系统。
HXD2机车采用交流25KV/50Hz的电压制模式，机车最高试验速度132km/h，月月平均最低温度不低于25℃）90 %，环境温度（遮荫处）在-25℃至+ 40℃可正常运行，采取加温和防寒措施后可在-40℃的环境条件下能够按照机车额定功率正常工作，能承受风、沙、雨、雪、煤尘和偶有的沙尘暴等气候条件，完全满足大秦铁路的气候环境和煤炭装卸地煤尘污染严重的环境要求。同时，机车材料的耐低温设计使机车的适用地域更加广泛。
2.1.2
目前，在大秦线担负煤炭重载列车牵引的电力机车主要是上世纪八十年代由欧洲进口的8K型电力机车和由我国自行开发的SS4G型电力机车。两种机车属于交直流传动机车，不能很好地适应国民经济的快速发展和大秦线重载货运形势发展的需要。
HXD2机车以其充足的牵引和制动功率、较高的机械强度和可靠性、机车装用美国GE公司研制的列车牵引和制动的同步控制装置Locotrol系统和无线电设备等特点，很好地满足了大秦线机车双机牵引2万吨重载组合列车要求，为完成铁道部提出的大秦线煤炭年运量3-3.5亿吨的宏伟目标做出了积极贡献。
HXD2机车采用2（Bo-Bo）轴式，由双节机车联挂组成，每节机车具有单端司机室，后端设置独立的司机生活间，机械间采用中间走廊两边布置设备模块的形式，两节机车采用橡胶风挡及渡板衔接。在机车的标准配置中，机车整备重量为184 t，对应轴重为23 t。加上压车铁轴重可以增加到25t，机车整备重量为200 t，以便发挥更大的粘着牵引力。机车外形总图见图2.2。
和谐HXD3型大功率交流电力机车空气制动系统探究姚昱汀
和谐HXD3型大功率交流电力机车空气制动系统探究姚昱汀发布时间：2021-08-11T07:45:05.500Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：姚昱汀刘泽方[导读] 由于我国铁路交通运输的快速发展，近年来，铁路在逐步朝着重载、高速方向发展。
而电力机车不管是重载还是高速，其中十分重要的一个问题就是制动。
制动系统的高质量建设，能够保证牵引动力的大功率，这样重载或者高速发展才会更好的实现。
因此，本文主要对和谐HXD3型大功率交流电力机车空气制动系统进行了有关分析，以供参考。
姚昱汀刘泽方中车大连机车车辆有限公司辽宁大连 116021摘要：由于我国铁路交通运输的快速发展，近年来，铁路在逐步朝着重载、高速方向发展。
而电力机车不管是重载还是高速，其中十分重要的一个问题就是制动。
制动系统的高质量建设，能够保证牵引动力的大功率，这样重载或者高速发展才会更好的实现。
因此，本文主要对和谐HXD3型大功率交流电力机车空气制动系统进行了有关分析，以供参考。
关键词：电力机车；和谐HXD3型；空气制动系统和谐HXD3型电力机车的空气制动系统构成主要包含风源系统、CCBII制动机、辅助系统及基础制动装置几部分。
以下对各系统部分进行具体分析。
1.制动系统的技术特征和制动控制原则HXD3型机车空气制动系统的技术特征主要有：具有较快的反应速度，较高的准确性。
在部件的集成方面具有较好的表现，线路模块能够进行更换，便于进行维护。
在功能方面可以进行自动检测诊断、故障显示和处理等。
而且其中的主要部件具备冗余功能，制动系统和机车的监控系统进行配合使用，可以使机车运行更加安全可靠。
另外，制动系统的制动控制原则为：机车的再生制动具有优先使用权，关于制动的指令由司控器发出。
如果存在再生制动，操作常用制动时，机车的制动缸需要确保零压力，对机车实行再生制动，对车辆进行空气制动。
如果存在常用制动时，操作再生制动，机车制动缸需要将压力降到零，机车进行再生制动，对车辆需要确保原有的空气制动压力。
智能功率模块在电力机车中的应用
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关于HXD2型电力机车辅助变流器隔离原因及其应对措施
关于HXD2型电力机车辅助变流器隔离原因及其应对措施发布时间：2023-02-02T07:32:25.031Z 来源：《当代电力文化》2022年18期作者：王雅君[导读] 目前,HXD2型电力机车在铁路交通网络中得到了广泛的普及王雅君中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头西机务段内蒙古包头市 014010摘要：目前,HXD2型电力机车在铁路交通网络中得到了广泛的普及，想要保证机车的稳定运行，就要对机车中的各项设备进行严格检测，认真分析故障发生原因并提出相应的解决办法。
这篇文章主要阐述的就是HXD2型列车辅助变流隔离器发生隔离故障的原因以及如何解决的问题。
关键词：HXD2型电力机车；辅助变流器；功率模块一、引言HXD2型电力机车在实际运行的过程中，辅助变流隔离器经常会由于各种原因而出现故障。
而辅助变流隔离器无法正常工作，会导致列车蓄电池电压下降以及紧急制动等故障，对于相关工作人员来说，要对辅助变流装置的隔离原因进行详细分析，根据故障发生的原因来制定具有针对性的解决方案，确保列车稳定运行。
二、HXD2型电力机车辅助变流器工作原理除辅助电机外，HXD2型电力机车辅助电路的电器部件基本全部集成在了辅变流柜内，包括辅助控制单元(ACU)、降压斩波模块、过压抑制模块、逆变模块、充电机模块以及二极管模块等。
HXD2型电力机车每节机车布设2套辅变来为各类负载提供电源，这2套辅变一个是定频定压，负责为恒频负载如水泵、油泵、压缩机、辅变风机以及司机室、生活间等提供电源；另一个是变频变压，负责为变频负载如牵引风机、主变流器风机、机械间风机等供电。
2个辅变互为冗余，其中一个故障时另一个将为所有负载提供电源。
HXD2型电力机车的辅变采用的是DC—DC—AC的电源变换输出模式，其输入电源取自牵引变流器中间回路，电压为DC 1800V(辅变1的输入电源取自2轴牵引变流器中间回路；辅变2的输入电源取自3轴牵引变流器中间回路)，由斩波器将DC 1800V电源变换为DC 545V，再经辅变将DC 545V逆变为三相AC 380V，给相应的负载提供电源。
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HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍
模块结构 框架外共安装4块驱动控制线路板，从TCU 得到控制信号后，在合适时间驱动IGBT，完 成功率变换。
HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍
➢ 模块结构
HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍
HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍
能够抵挡GB/T 21563-2008中I类B级规定 的机械应力而不会受到损坏。 ➢ 安装条件
安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵袭、 散热好的箱体内。
参考标准
➢ GB/T25122.1-2010 轨道交通 机车车辆用 电力变流器 第1部分：特性和试验方法
➢ GB/T25119-2010 轨道交通 机车车辆电子 装置
和和谐谐型型电电力力机机车车功功率率模模块块应应用用
永济新时速 22001122年年8月8月
目录
➢ 功率模块的基本作用、组成及分类 ➢ 功率模块应用环境条件及标准 ➢ HXD2B电力机车牵引功率模块 ➢ HXD2B电力机车辅助功率模块 ➢ HXD2C电力机车牵引、辅助功率模块 ➢ 新八轴电力机车牵引功率模块 ➢ 新八轴电力机车辅助功率模块 ➢ 功率模块维修维护 ➢ 功率模块技术问题探讨
模块结构 水 冷 基 板 双 面 安 装 8 个 IGBT 器 件 ， 交 直母排采用低电感、层叠式复合母排，取 消了吸收电路，使装置结构紧凑、重量轻、 体积小，而且达到了抑制IGBT关断时产生 尖峰过电压的目的。
HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍
模块结构 支撑框架作为骨架，固定在水冷基板上， 对IGBT和复合母排起到保护作用。框架上还安 装了两个低压连接器和电子配置板，低压连接 器负责在TCU和驱动控制板之间进行信号传递， 配置板上针对不同厂家IGBT设置了 门极开关 电阻，保证每个IGBT都工作在最佳状态，同时 对IGBT工作状态进行监测反馈。
功率模块的基本分类
1、按安装方式 2、按冷却方式分类 3、按电压等级分类 4、按电路结构分类
按安装方式分类
抽屉式（螺栓连接） 插拔式（快速连接） 固定小单元式（单元件）
按冷却方式分类
型材冷却(自然冷却、强迫风冷) 热管冷却(直管冷却、环型冷却) 油循环冷却(变压器油、硅油) 水循环冷却(纯洁水+乙二醇) 沸腾冷却(全氟化冷却液FC72)
功率模块的作用
➢ 有利于变流器系列化
➢ 有利于变流器简统设计 ➢ 有利于变流器批量生产 ➢ 有利于变流器维修 ➢ 有利于提高变流器质量
功率模块的基本组成
➢ 功率开关元件（GTO、IGBT等） ➢ 功率开关元件驱动电路（驱动、保护、
隔离） ➢ 过电压吸收电路 ➢ 低电感复合母排 ➢ 冷却单元（水冷基板、风冷散热器） ➢ 对外接口（电接口、水接口） ➢ 温度保护
HXD2B电力机车牵引功率模块 一、概述
牵引变流柜在机车上的布局如下图（黄颜色部 分）：
HXD2B电力机车牵引功率模块 一、概述
各个功率模块在牵引变流柜中的安装情况 如下图所示：
•1 ONIX233XHP •2 ONIX233XHP-1R •3 ONIX233XHP
HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍
HXD2B电力机车牵引功率模块 一、概述
HXD2B电力机车牵引功率模块包括四象限 功率模块、四象限及斩波功率模块两种，每台 机车包括三台牵引变流柜，每柜包括两套牵引 电路，每套电路包括四象限模块两个及四象限 斩波模块一个，实现交直交变换，将输入的 AC2100V整流为DC3775V再进行逆变后，变换为 三相变频输出，为牵引电机供电。
、四象限功率模块介绍
➢ 对外接口 机械接口
通过1个M8的长螺杆固定在变流柜上。 电气接口--主电路电气接口
模块对外功率连接端子，包括‘DC＋’、‘DC－’ 和‘AC＋’、‘AC－’，‘AC＋’、‘AC－’为交流 输入端子，采用复合母排与变流柜主电路连接；‘DC ＋’、‘DC－’为直流输出端子，采用快速电连接器 与变流柜主电路连接。
➢ 主电路结构及工作原理 系 统 由 TCU 发 出 控 制 信 号 ， 控 制 开
关器件IGBT的导通与关断，将单相交流 2100V整流成DC3600V/DC3775V，为后续 的逆变电路供电。
HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍
HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍
模块结构 模块采用水循环冷却方式，冷却液为 50%水和50%乙二醇混合液体，水循环系统 与变流器共用。模块以水冷基板为中心向 两侧安装部件，水冷基板上安装有进、出 水接口以及机械定位销，水接口采用快速 水连接器，插拔方便，机械定位销供模块 安装到变流器时定位、支撑使用。
HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍
电压、功率及冷却方式分类选择
应用环境条件
➢ 海拔高度 不超过2500m。
➢ 环境温度 机车外界环境温度为-40℃～+40℃，变流
柜内部空气温度为-25℃～+55℃，最大存储 温度：-40℃～+85℃。
应用环境条件
➢ 相对湿度 该月平均最大相对湿度不大于95％（该月
平均最低温度为25℃）。 ➢ 冲击和振动
按电压等级分类
中间电压690V-1050V（应用1700V/1200A-2400A 功率器件）
中间电压1500V-1800V（应用3300V功率器件） 中间电压2500V-3000V（应用4500V功率器件） 中间电压3200V-4400V（应用6500V功率器件）
按电路结构分类
单桥臂电路（高压大功率） 双桥臂电路（高压大功率） 三桥臂电路（中等功率、中压） 多桥臂电路（低压小功率） 混合电路（低压小功率）
主要技术参数
• 额定输入电压
AC 2100V
• 额定输入电流
987 A rms
• 额定输入频率
50Hz
• 额定输出电压
DC 3775V
• 每个桥臂IGBT并联数
2
• IGBT数量及冷却方式
8个，水冷
• 外形尺寸 （长×宽×高）
680mm×370mm×305mm
• 重量
50.5±3kg
HXD2B电力机车牵引功率模块 二、四象限功率模块介绍