7200kW电力机车辅助变流器

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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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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。
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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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
（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。
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。
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
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模拟入出灯孔定义
孔位 8A 8B 9A 11A 11B 12A 14A 14B 15A 检测信号 输出电压Uu 输出电压Uv 输出电压Uw 输出电流Iu 输出电流Is 输出电流It 中间电压的一半值 中间电压的值 输出电压有效值 换算比例 AC1V ：AC100V AC1V ：AC100V AC1V ：AC100V AC1V ：AC100V AC1V ：AC80A AC1V ：AC80A DC5V ：DC375V DC5V ：DC750V DC5.4V ：AC400V
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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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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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（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。
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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
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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
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电抗器
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逆变模块 整流模块
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（三）中间直流环节
作用： 作用：
容 电容组 C1、C2 、 母 排 流器、 流器、 器
1、保持恒定的直流电压。 2、电容上并联均压电阻R5～R10, 使每组电容上的电压基本相等，使 用电压传感器SV2对中间电压进行 。 、电容 并联 保 ， 对电容电压的 保 。
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
TN
T
输 电 出 压 检 测
输 电 出 压 调 整
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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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（一）输入电路
1、输入隔离 、 2、输入电压的监视 、 3、输入电流监测 、 4、短路或过流保护 、
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（二）整流电路
包括 1、储能电感L 2、四象限变流器模块UR1。 模块UR1采用两电平单相桥式电压型变流电路， 功率开关器件为IGBT ，其作用： 1)电网电压在一个范围内波动时，使中间回路的 直流电压保持恒定，确保电机侧逆变器的正常工作； 2)在电网侧要获得一个近似正弦波的电流，减少 对周围环境的电磁干扰，在牵引工况和再生制动工况 下，使供电接触网或牵引变压器一次侧的功率因数可 接近1。
● ● ● ● ● ● ● ● ● 灯位 1A 红灯 2A 红灯 2B 红灯 3A 红灯 3B 红灯 4A 黄灯 4B 黄灯 5A 黄灯 5B 黄灯 亮灯定义 灯亮表示控制系统正处于复位状态 灯亮表示逆变器部分出现故障 灯亮表示整流器部分出现故障 灯亮表示主回路部分出现故障 灯亮表示网压不在正常范围内 灯亮表示控制系统发出整流器工作信号 灯亮表示控制系统发出逆变器工作信号 灯亮表示有网压 灯周期性闪烁表示CPU 板工作正常
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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
滤波电容 滤波电感 （FLT1） ）
返回
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三、辅助变流器对外 接口
控制线接口 接电抗器 MVB通迅接口
AC输入-1
接电抗器 库用电源 AC输入-2 三相输出
库用电源
返回
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四、控制电路构成及功能
• （1）控制插件布置
DIO
POWER
wenku.baidu.comAIO
4QS
WR
CPU
MVB
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（2）控制原理图
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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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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。
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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)