7200kW电力机车辅助变流器

（4）主要器件连接
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（一）数字入出板（DIO） 数字入出板（DIO）
数字入出板共包含10路数字输入 输出通道 路数字输入/输出通道 路数字输入 输出通道。 数字量输入环节：
光电隔离 110V的指令信号 转换 高、低电平信号
（如：系统工作指令、 复位指令、接触器闭 合反馈信号） 隔离 高、低电平信号 转换
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（二）开关电源板（POWER） 开关电源板（POWER）
开关电源板是一种具有原次边隔离的 多重开关电源，采用DC/DC变换。 DC输入：110V DC输出：＋5V、±15V、±24V 为SIV控制单元提供控制电源，为 IGBT变流模块提供电源，为SIV柜体内各 种插件、传感器提供电源。 11B 常亮（绿色）正常工作 常亮（绿色） 37B 常亮（红色）中断保护状态，不工 常亮（红色）中断保护状态， 作。
逆变控制板灯孔定义
灯位 亮灯定义 ● 26A红灯 逆变器故障（表示正在往CPU板送 逆变器故障） ● 26B红灯 灯亮表示逆变器直流过压 ● 27A红灯 灯亮表示逆变器模块过载 ● 27B红灯 灯亮表示逆变器模块故障 ● 28A红灯 灯亮表示逆变器输出三相不平衡 ● 28B黄灯 灯亮表示逆变器门极释放，逆变器 开始工作 ● 29B黄灯 闪烁表示程序运行指示灯 ● 30A绿灯 逆变器R相脉冲指示灯 ● 30B绿灯 逆变器S相脉冲指示灯 ● 31A绿灯 逆变器T相脉冲指示灯
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中间直流电容组件
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中间直流放电电路
放电接触器
放电电阻
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（四）逆变电路
• 主要是逆变器模块UA1，它采用两电平三 相桥式电压型逆变路，功率开关器件为IGBT。 作用： 作用：
恒定直流电压 转换为 PWM波 波 三相交流电压
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IGBT逆变器控制框图 IGBT逆变器控制框图
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TGF54 （329V～582.8V） 329V～582.8V）
主电路原理图
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三相负载
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整柜布局（ 整柜布局（一）
控制箱风扇 控制箱 控制接口 KM1 中间电压传感器 充电接触器 主接触器 快熔 输入电流传感器 滤波电容 输出电压传感器 充电电阻 风机 逆变模块 整流模块
风机自动开关
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（七）通讯接口板（MVB） 通讯接口板（MVB）
HXD1C机车辅助变流器具备MVB接口，通过MVB 总线与CCU交换信息，并可以通过总线进行控 制。
频 给 率 定 频 采 率 样 频 调 率 整 输 频 出 率
f
T0
输 电 入 压 检 测 输 电 入 压 调 整 输 电 入 压 采 样
R
Ud TM U0
输 电 出 压
80C196KC HSO输 出
S
输 电 出 流 检 测
输 电 出 流 调 整
输 电 出 流 采 样
ห้องสมุดไป่ตู้TN
T
输 电 出 压 检 测
输 电 出 压 调 整
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电源分配
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开关电源保护参数
输出电压 ＋5V ＋15V -15V ±24V 保护参数 欠压：4.7V±2% 过压：5.3V±2% 欠压：13.5V±2% 过压：16.5V±2% 欠压：13.5V±2% 过压：16.5V±2% 欠压：21.6V±4% 过压：27.2V±4% 额定电流 2.5A 3A 1.5A 0.5A 脉动量 50mv 50mv 50mv 200mv
7200kW机车辅助变流器 7200kW机车辅助变流器
时代电气售后服务中心 2009年08月28日 2009年08月28日
主要内容
一、辅助变流器简介 二、主电路工作原理说明 三、辅助变流器对外接口 四、控制电路构成及单板功能 五、动作条件 六、安全规范及故障分析
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一、辅助变流器简介
电力机车辅助系统是电力机车的重要组成部分，主 要包括辅助电源、辅助电机以及相应的控制电路等 部分。它的主要功能是保证电力机车主电路发挥其 功率，确保机车正常运行。 HXD1C机车辅助系统工作在冗余模式,每台配置两台 辅助变流器（一台为CVCF，一台为VVVF），每台辅 助变流器由单独的辅助绕组供电。 主要负载：辅助变流器向通风机组、空气压缩机组、 空调、加热器、蓄电池充电器、油泵、水泵等辅助 设备。
输 电 出 压 采 样
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IGBT门极驱动板(GDU)原理 IGBT门极驱动板(GDU)原理 门极驱动板(GDU)
IGBT门极驱动板(GDU)分为整流器门极驱动板和逆变 器门极驱动板，IGBT整流器门极驱动板与IGBT逆变器门极 驱动板原理相同，整流器门极驱动板是两相，逆变器门极 驱动板是三相，整流器门极驱动板与逆变器门极驱动板相 比，少了一路逆变相。
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模拟入出面板说明
16A 复位开关：按下此开关后，整个系统的工作状态 都重新设置，系统重新开始工作。（SIV 有AC470 输 入电压时，不要按下此按钮） 16B 红灯：此灯亮表示控制系统正处于复位状态 S1 开关：启动开关。当辅助电源逆变器柜有输入电 压且无故障时，S1 打在实验位，逆变器柜正常启动 S2 开关：预留开关(SIV 运行时打在“正常“位置， 朝向向下) S3 开关：预留开关(SIV 运行时打在“正常“位置， 朝向向下)
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整柜布局（ 整柜布局（二）
风道滤网 输出滤波电感
输入电抗器
返回
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二、主电路工作原理
• HXD1C机车辅助变流器由主变压器提供AC470V经 四象限进行整流到DC850V，通过中间支撑环节后进行 逆变成三相AC440V电压。 为减小PWM波对辅助电机的不利影响，在逆变器 的输出端加输出电压滤波器。 主电路包含：输入电路；整流电路； 中间直流环节； 逆变电路；滤波电路。
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技术参数
型号 额定输入电压 额定输入频率 中间电压 效率 控制电压 外形尺寸 质量 输出电压谐波含量 输出电压 输出频率 额定容量 额定输出电流 AC470V 50 Hz DC850V ≥94% 77V～137.5V） DC110V （77V～137.5V） 1200×886× 1200×886×2000mm 1500kg ≤10% CVCF 三相440V 三相440V 60Hz 248kVA 326A VVVF 三相40 40～ 三相40～440V 10Hz～ 10Hz～60Hz 248kVA 326A
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（六）CPU板 CPU板
CPU板 CPU板主要功能： 实现SIV系统运行的逻辑动作控制功能，系统 故障诊断、保护及记录功能，通过LED可以显示系统 输入、输出电压、电流等模拟量和故障诊断代码， 具有RS232接口，可以通过配套的故障分析软件下载 故障信息。
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CPU板灯孔定义 CPU板灯孔定义
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电源模块
• 整流模块、逆变模块使 用 • 输入：DC110V; • 输出：DC15V; • 功率：50W; • TE003－422000
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门极附板
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（五）滤波电路
主要包括：滤波电感、滤波电容
将PWM波三相交流电压滤成 列车负载所需的三相正弦波形电 压，以保证输出电压的谐波含量 满足技术要求。
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（五）逆变器控制板（WR） 逆变器控制板（WR）
主要功能： 主要功能 应用空间矢量脉宽调制技术向逆变器模块提 供DC-AC变换调制脉冲，并通过输出端电压传感 器采样实现对输出电压的闭环控制，使输出电压 优越稳定。同时完成逆变器模块故障，输出过流， 输出三相不平衡保护功能等保护功能。
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主要功能： 主要功能：
（四）四象限板(4QS) 四象限板(4QS)
实现SIV网侧四象限变流器的瞬时电流控制； 它可以控制整流器输出侧直流电压恒定为850V，且同时实现输 入电流正弦化、功率因数近似为1的优良性能； 对电网电压信号进行滤波，整流，放大等处理，以形成网压瞬时 值、有效值、网压同步信号； 对四象限输入电流信号进行滤波，整流，放大等处理，以形成电 流瞬时值、有效值、电流同步信号、过流信号； 对中间直流电压进行低通滤波，放大等处理以形成直流电压值、 过压信号； 当四象限整流器部分出现IGBT组件故障时进行组件故障保护。
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（3）控制电路功能
• 程序逻辑控制和脉冲控制。 • 控制电路具有自诊断及故障数据记录功能， 故障数据可通过RS232接口下载。 • 采用DSP微机数字控制，采用PI电压调节。 • 具有与MVB总线网络通信的功能，实现网络 控制与监视，并能在司机室显示屏上显示 电源系统的状态及故障情况。
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(三)模拟入出板(AIO) 模拟入出板(AIO)
4QS板 板
传感器、互感器 模拟信号 送来的模拟信号 模拟信
特定比例 变换
控制系统能采用 的低电压信号
WR板 板 CPU板AD通道 板 通道
参与保 护和控 制
主要有输入电压和电流信号，直流回路电压信号， SIV输出电压电流信号和温度信号等，并且在AIO面板 上提供插孔来检测经过处理的模拟信号。
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四象限板亮孔定义
F2812 指示灯 C6711 指示灯
红位 亮灯定义 ●26A 红灯 网侧电流峰值过流 ●26B ●27A ●27B ●28A ●28B ●29A 红灯 红灯 红灯 红灯 红灯 红灯 中间电压过压 同步信号正常 整流器模块故障 逆变器模块故障 模块报网侧电流峰值过流 脉冲使能正常则亮
系统管理单元能 够识别的
数字量输出环节：
110V信号向外 提供系统的状态
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数字入出灯孔定义
灯位 亮灯含义 ● 1A黄灯 变压器电抗器风机有反馈信 黄灯 号 ● 2A黄灯 逆变器风机有反馈信号 黄灯 ● 3A黄灯 逆变器中已经收到 反馈信 黄灯 逆变器中已经收到K1反馈信 号 ● 3B黄灯 控制系统已发出了 的闭合 黄灯 控制系统已发出了K1的闭合 信号 ● 4A黄灯 逆变器中已经收到 反馈信 黄灯 逆变器中已经收到K2反馈信 号 ● 4B黄灯 控制系统已发出了 的闭合 黄灯 控制系统已发出了K2的闭合 信号