HXD1C型电力机车牵引变流器
HXD1C机车辅助变流器模式
HXD1C机车辅助变流器模式1. 引言HXD1C机车是中国铁路总公司研制的一种交流传动的电力机车，具有运输能力强、运行可靠等优点。
为了满足机车在不同运行条件下的需求，HXD1C机车采用了辅助变流器模式。
本文将介绍HXD1C机车辅助变流器模式的原理和应用。
2. 辅助变流器模式概述辅助变流器模式是指将机车牵引变流器中的一个或多个逆变桥用作辅助供电系统的一种工作模式。
在HXD1C机车中，辅助变流器模式主要用于为机车辅助设备供电，包括车内照明、暖风设备、通信设备等。
3. 辅助变流器模式原理HXD1C机车的牵引变流器是通过调节逆变桥的触发脉冲来控制交流电机的转矩和速度。
当机车处于牵引或再生制动模式时，逆变桥会接收来自主供电系统的电能，并将其转换为机车所需的交流电。
而在辅助变流器模式下，牵引变流器中的一个或多个逆变桥会被切换到辅助供电系统，以满足辅助设备的供电需求。
这种切换是通过控制系统中的逻辑电路和开关来实现的。
4. 辅助变流器模式应用辅助变流器模式在HXD1C机车中广泛应用于许多方面，包括：4.1 车内照明机车运行过程中，车内需要提供足够的照明，以确保驾驶员和乘客的安全。
辅助变流器模式可将逆变桥切换到辅助供电系统，为车内照明设备提供电力。
4.2 暖风设备在寒冷的季节里，机车内部的暖风设备对于驾驶员和乘客的舒适性至关重要。
辅助变流器模式可为暖风设备提供所需的电力。
通过切换逆变桥，机车可以通过辅助供电系统来驱动暖风设备。
4.3 通信设备HXD1C机车上还装备有各种通信设备，包括语音对讲机、无线电台等。
这些设备需要稳定的供电才能正常工作。
辅助变流器模式可以为这些通信设备提供所需的电力，确保通信畅通无阻。
4.4 其他辅助设备除了上述应用外，辅助变流器模式还可以为其他辅助设备提供电力，如车门控制系统、列车信息显示屏等。
5. 结论HXD1C机车辅助变流器模式是一种为辅助设备提供电力的工作模式。
通过切换机车牵引变流器中的逆变桥，可以将电能转换为所需的交流电，满足机车内部各种辅助设备的供电需求。
HXD1机车牵引变流器检修数据分析及修程优化研究周英明
HXD1机车牵引变流器检修数据分析及修程优化研究周英明发布时间：2023-06-02T02:12:59.267Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：周英明[导读] HXD1型机车采用了我国自主研制的牵引变换装置及网络化控制技术，具有运行稳定可靠、轮周比大等特点，对我国的轨道交通具有十分重大的意义。
牵引变换装置是铁路列车的关键部件，在列车行驶过程中一旦出现故障，将会给列车带来极大的安全隐患。
株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲 412001摘要：HXD1型机车采用了我国自主研制的牵引变换装置及网络化控制技术，具有运行稳定可靠、轮周比大等特点，对我国的轨道交通具有十分重大的意义。
牵引变换装置是铁路列车的关键部件，在列车行驶过程中一旦出现故障，将会给列车带来极大的安全隐患。
本文对HXD1型动车组牵引逆流器的日常使用维修数据进行了收集和分析，以时间序列等数据分析方法为基础，对牵引逆流器维修数据展开了挖掘和分析，并对牵引逆流器的突出问题展开了简单的剖析，并给出了对机车牵引逆流器维修修程的优化意见，这对于检整人员进行了有益的帮助，从而可以有效地提升列车检整的品质，降低对铁路运输的影响。
关键词：HXD1机车；牵引变流器；检修数据；故障分析引言HXD1型机车是目前我国重型列车的主流型号，由于其运行状态和运行状态都比较复杂，造成了机车维修和维护费用的增加。
根据统计，HXD1型火车头的产修比达到了1:2.17，其中维修维护费用占整个寿命费用的68%[1]。
在这些设备中，牵引变换装置是比较重要和复杂的组成部分，它的工作特性对保证机车的安全运转起着至关重要的作用。
对牵引变流器维修的数据进行了挖掘和分析，并对其进行了优化，这样就可以最大限度地利用牵引变流器零件的工作时间，从而达到降低成本，提高效率的目的。
一、HXD1型机车牵引变流器的组成结构及工作原理（一）HXD1型机车牵引变流器组成结构HXD1型机车牵引逆变装置是一种模块式的结构，它的主要部分是逆变装置模块，接触器，传动控制单元，充放电电阻，过压斩波电阻，电压电流传感器，冷却风机，热交换器等。
HXD1C型机车运用中主变流器故障成因分析-论文
题 。经本单 位与 厂家共 同研究 ， 对装 在机 车 中的 电容 冗
余量 不 足 问 题 进 行 了 增 容 性 更 换 。并 制 定 下 发 了
《 ＨＸ ｏ １ Ｃ型机 车牵 引 变 流器 中间 直 流 回路 二 次谐 振 电
容改 造工作 安排 》 。自 ２ ０ １ ３年 ６月 ２ ８日起 ， 到 ９月 底 已更 换 ７ ９只主 变流 柜 的 ４ ７ ４个 电容 器 ， 剩 余 机 车变 流
后 改 为哈密 机 务段 （ 以下 称 本 单位 ） ， 自２ ０ １ ３年 ３月 开 始 ＨＸｏ １ Ｃ型机 车 试运 用 ， ５月 份 以后 ， 投入 的该型 机 车
运用 台 数 逐 渐 增 加。到 目前 为 止 ， 干 线 上 主 要 以
注： ＨＸＤ１ Ｃ型 机 车 主 变 流 器 ＴＣＵ 由 两 套 装 置 组 成 ， 即称 ＴｃＵ１ 、 ＴＣＵ２ ； ＡＣＵ： Ａｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｕｎ ｉ ｔ ， 辅助控制单元 ； Ｍ ＶＢ： Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｖｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｂｕ ｓ ， 多 功 能车辆总线。
此长大 上坡 道 的尽头 端 （ 即景峡 至红柳 河 ） 站间 ， 这就说 明， 在 机车 持续 极 限发 挥 负荷 时 ， 易发生 Ｔ Ｃ Ｕ 内 电 容
Ｊ Ｃ
—
—
ａｎ
； ［
一 Ｒｓ ｃ Ｂ
器 爆裂 和膨 胀泄 漏及影 响 到其他 电子设 备模 块损 坏 ， 由
此也可 证 明此类 设备冗 余量 不 足 。 ３ 措 施
用 地 理 性 环境 温 度 与 电 子 设 备 工 作 温 度 的 双重 影 响 ， 有机 车长 时间连续 工作在 高负荷 区引起 的超载超温 的影 响， 也 有 机 车 网络 通 信 障 碍 ， 有人 为操作处置失当等因素 ， 现 对 此 类 不 良因 素进 行 了 揭 示 ， 并 提 出 了 相 应 的 改 进 与 预 防
HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与检修
2010届毕业设计说明书HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与检修专业系班级学生姓名指导老师完成日期2013届毕业设计任务书一、课题名称HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与使用维护二、指导老师：第1周至第10周进行三﹑设计内容与要求1．课题概述完成本课题的设计要求学生具有电路﹑电力电子变流技术﹑模拟电子与数字电子技术及工厂电气控制设备等方面的基础知识。
本课题与电力电子变流技术有着密切的关系，随着电力变流技术的飞速发展，越来越多的机车采用交流电机作为牵引源，交流机车牵引电机采用牵引变流器提供变压变频电源实现变频调速及牵引功率的调节。
变频调速易于实现电机车的平稳启动和调速运行，并具有能耗低、调速范围广、静态稳定性好等诸多优点。
通过本课题的设计，学生能够熟练掌握电力电子开关器件IGBT的特性及应用，深入理解电力电子变流技术在交传机车牵引电机调速领域的应用。
同时，通过对交传电力机车牵引变流器主电路与控制电路的分析,培养学生进行运用所学知识分析与解决实际问题的能力以及创新设计能力。
2．设计内容与要求1) 大功率交传机车主传动系统分析（1）主传动系统的结构及技术特点；（2）交传机车牵引电机的结构与工作原理，大功率交传机车牵引电机常用的调速方式与功率调节方式；（3）对交流机车牵引传动采用变频调速、调功与其它方式进行对比分析；2)TGA9型牵引变流器主电路分析（1）多重四象限整流电路工作原理分析：查阅相关技术资料，对牵引变流器常用的整流电路类型进行分析，重点对TGA9型多重四象限整流电路进行技术分析；（2)中间直流环节滤波电路的结构与电路分析，滤波电容预充电的方式；（3）PWM逆变器结构与工作原理分析；常用逆变开关器件的结构与工作原理，重点对IGBT的结构及集成驱动电路进行分析；3） TGA9型牵引变流器控制电路的设计与分析（1）掌握常用PWM芯片的结构与工作原理，根据电气原理图对PWM逆变控制电路进行分析；（2）牵引变流器过流、过压与温度保护电路的分析。
牵引变流器产品介绍
16
精选课件
16
动车产品介绍
自主高速6500V水冷平台
项目
变流 器型 号
中间 电压
更高速度 TGA16 3500
等级试验
V
列车（
500km）
永磁高速 TGA28 3500
动车组
V
功率
2961K VA
2632K VA
11
精选课件
11
机车产品介绍
“和谐”系列货运电力机车
车型
系列 机车轴 机车功 设计速
式
率
度
HXD1
西门子
2（BO- 9600KW 120km/
BO）
h
HXD1B 西门子
CO-CO 9600KW 140km/ h
HXD1C 时代电气 CO-CO 7200KW 120km/ h
HXD2
阿尔斯通 2(BO- 10000K 120km/
0-2400V 输出电流：
350—497A
变流器数量
400台 80台 160台 360台 240台 1400台 7台 104台 54台 1374台 1084台 40台 6台 8台
PS：上述参数适用于所有表中车型
精选课件
19
动车产品介绍
四方中标动牵引变压器
输入电压 AC1900V 输入电流 2x814A 直流电压 3600V 输出电流 2x314A 电机功率 4x625kw 辅助容量 260kVA 冷却方式 强迫水冷
路特 流等级 等级 级
量
征
18 出口澳大利
DC160 1200 120km 台 亚
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型机车总体介绍 ppt课件
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目录
概述 机车主要特点 技术参数 设备布置 子系统简介 机车主要屏柜 生活设施及新增设备
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车
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装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车
架控方式
式
；变流器模块在HXD1C
型机车上有成熟应用
4 控制系统采用进口的 西门子SIBAS32系统
控制系统采用国产 DTECS 网络控制系统
在HXD1C型机车上有成 熟应用
5 车体纵向压缩载荷和拉 车体纵向压缩载荷为 伸载荷均为2500kN 3000kN，纵向拉伸载 荷为2500kN
车体强度提高
6 操纵台采用西门子传统 采用符合规范化司机室 全新司机室
压力释放阀
、有压力释放阀保护 器安全保护功能，在
HXD1B、HXD1C型机车
上有成熟应用
8
DC24V头灯
DC110V 2×50W 双 已在HXD1B、HXD1C型
氙气灯
机车成熟运用
9 紧急放风阀为按钮式， 安装在副司机侧窗下
10
无司机室风扇
紧急放风阀采用机械 式，安装在司机室后
墙。
安装司机室风扇
更符合运用习惯，已在 HXD1B、HXD1C型机车
辆限界》的要求
车钩中心线距轨面高度为(新轮) 880mm 10 mm
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机车主要技术参数
受电弓降下时距轨面高度
4690mm(新轮)
受电弓工作高度满足
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机车主要特点
交直交型电力机车电气线路—交直交型电力机车主线路
网侧电路
1 网侧电路的组成 2 网侧电路的电流路径 3 网侧电路主要高压设备的功能 4 网侧电路的保护
1 网侧电路的组成
HXD3型电力机车网侧电路由受电弓AP1、AP2， 高压隔离开关QS1、QS2，高压电流互感器TA1，高 压电压互感器TV1，主断路器QF1，高压接地开关 QS10，避雷器F1，主变压器原边绕组AX，低压电流 互感器TA2 和回流装置EB1～6 等组成。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 牵引变压器
牵引变压器主要电气参数：
（1）原边绕组
（3）辅助绕组
额定容量/kVA ：8 900
额定容量/kVA ：600
额定电压/kV ：25
额定电压/V：470
额定电流/A ：356
额定电流/A ：2×638
（2）牵引绕组
短路阻抗 ：5%
额定输出容量//kVA ： 6×1 383 （4）谐振电抗器
0 0
6N 5N
4N 3N
2N
1N
20
40
7N 8N
9N
13N
10N
11N
12N
60
80
100
120
n 电力机车特性及其特性曲线
2. HXD3电力机车制动特性控制曲线（23t轴重）
600
500
400
300
200
100
0
0
20
40
60
80
100
120
n 电路分析
电路（课件）、部件（位置）图片
Ｐａｎｔｏｇｒａｐｈ
1 主电路结构
2 网侧电路
网侧电路由受电弓1AP、2AP，车顶高压隔离开关1QS、 2QS，主断路器QF（带接地装置）、避雷器1F、高压电压互感 器TV、原边电流互感器1TA、回流电流互感器2TA、接地装置 1E～6E和能耗表等组成，如图6.2所示。
HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与检修_毕业设计论文
摘要HXD1C型电力机车，运行稳定、可靠，能满足该型电力机车的运用要求，实现模块化，通用化，降低了机车运营和维护成本。
HXD1C型电力机车作为我国国产率最高的新型大功率机车，在现代化铁路运输起着无可替代的重要作用。
本毕业设计针对HXD1C型机车牵引变流器及控制系统的技术特点和主要参数,描述了其结构阐述了牵引变流器功能模块和功能原理。
对HXD1C型机车在运用中主变流器、制动系统、辅助系统等常见故障进行原因分析,并介绍相应的措施。
关键词：电力机车牵引变流器冷却系统控制系统电力机车常见故障应对措施。
AbstractHXD1C type electric locomotive, the operation is stable and reliable, and can satisfy the use of this type of electric locomotive requirements, realize modular, universal, reduce the locomotive operation and maintenance costs. HXD1C type electric locomotives in China GuoChanLv highest new type high power locomotive. In modern railway transportation plays an irreplaceable important role.The design specification for HXD1C locomotive traction converters and control systems technical characteristics and main parameters, describes its structure elaborated traction converter function module and function principle. HXD1C locomotive main converter, braking system, auxiliary systems and common faults in the use of reason analysis. And introduce appropriate measures。
HXD1C型电力机车牵引变流器-01
信号定义 （M1）PS+
2
3 4 5 22 23 24
XD6:14
XD6:13 XD6:25 汇流排 XD8:1 XD8:14 XD8:2
（M1）PS（M1）SIG+ （M1）SIGE (主变)PS+ (主变)PS1(主变)SIG+
3.功能配置 4.接口连接 X1插头
信号定义 110V+ 110V引脚 25 26 27 40 UN+ 41 终端 JCB/X1:1 JCB/X1:2 汇流排 JCB/X1:5 JCB/X1:6 信号定义 IF1+ IF1E IF2+ IF2-
XD14:1 主断禁示环线1 XD14:4 主断禁示环线2 XD13:1 主断状态(常开)
第一部分：产品介绍
1.产品说明
2.原理介绍
3.功能配置 4.接口连接 主变流器对外接口
X1～X3为42芯插座
X4为9芯插座(2个9芯 插座组合)
X5为6芯插座
第一部分：产品介绍
1.产品说明
引脚 1 2 3 4 5 终端 X93:1 X93:7
2.原理介绍
信号定义 110V+ 110V引脚 8 9 10 11 22 终端 X93:2 X93:8
电流检测板 一重四象限
一重逆变器
热交换器 三重逆变器 二重四象限 二重逆变器 隔离闸刀 充电接触器 主接触器 固定放电电阻 电抗器连接
充电电阻
库用接口
单相输入
三相输入
第一部分：产品介绍
1.产品说明
2.原理介绍
谐波抑制 电抗器
3.功能配置 4.接口连接 变流器结构(背面)
HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理
HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理HXD1型交传电力机车的电气系统由牵引变流器、辅助电源装置、控制装置和保护装置等组成。
牵引变流器主要用于将直流电源转换成交流电，以驱动机车的牵引电机。
辅助电源装置提供机车所需的各种辅助电源，如照明、供暖和空调等。
控制装置用于控制机车的各项功能，如启动、停车、制动和速度调节等。
保护装置主要用于保护机车电气系统的安全运行，当监测到异常情况时，会自动切断电源，以防止损坏。
在使用HXD1型交传电力机车时，有一些常见的故障可能会发生。
例如，牵引变流器故障可能导致机车无法正常启动或停车，这时可以通过检查牵引变流器的连接线路和散热器是否正常工作来解决问题。
另外，辅助电源装置故障可能导致机车辅助设备无法正常供电，可以通过检查辅助电源装置的输入电压和输出电压是否符合要求来解决问题。
此外，控制装置故障可能导致机车无法正常操作，可以通过检查控制装置的连接线路和控制电路是否正常工作来解决问题。
最后，保护装置故障可能导致机车电气系统无法正常工作，可以通过检查保护装置的连接线路和保护参数是否设置正确来解决问题。
为了提高HXD1型交传电力机车的电气系统的可靠性和安全性，需要定期对电气系统进行检查和维护。
例如，可以定期对牵引变流器的散热器清洁和冷却液的更换，以确保牵引变流器的散热效果良好。
同时，还需要定期检查各个连接线路和接线端子是否松动或锈蚀，及时进行维修和更换。
另外，还需要定期检查各个保护装置的工作状态，确保其正常运行。
总之，HXD1型交传电力机车的电气原理分析与故障处理是确保机车正常运行的重要环节。
只有对电气系统进行深入了解并掌握常见故障处理方法，才能及时发现和解决故障，确保机车的运行安全和可靠性。
牵引变流器技术培训-第6章 7200W(HXD1C)电力机车牵引变流器
5.4冷却系统
变流器模块采用水冷散热，冷却液由纯水和乙二醇 按比例混合而成。
水冷管路全部采用快速接头连接，方便快捷插拔， 不需要排放冷却系统中的冷却液
变流器安装有一个水-气热交换器，用于变流器柜
体内部的空气循环与降温，防止出现局部过热点。
30
斩波电阻冷却由底部两个小风机风冷。
-30-
7.总体设计
7.5传动控制单元
三重四象限互相错开一定的相位角度，减小对 电网的谐波污染，降低直流回路的纹波。
20
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6.技术说明
6.3电路组成
6.3.1充电回路 牵引变压器牵引绕组输入电压经由充点接触器、充
电电阻组成的充电回路对直流回路的支撑电容充 电，充电完成后闭合短接接触器。
21
-21-
6.技术说明 6.3电路组成
6.3.2滤波 二次谐振电抗器、滤波电容组成二次谐振回
23 t 25 t 106/17=6.2353 交-直-交传动
7
-7-
4.基本技术条件
4.7 电力牵引性能
机车轮周牵引功率（持续制）
7200 kW
机车起动时粘着牵引力（0～5 km/h速度范围内半磨耗的轮周平均牵引
力）
23t轴重时:
≥520 kN
25t轴重时:
≥570 kN
机车持续制牵引力：
23t轴重时:
13
-13-
5.技术参数
5.2中间直流环节 标称直流电压： 二次谐振电感： 二次谐振电容：
DC1800V 0.27mH 9.39mF
14
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5.技术参数
5.3 VVVF逆变器 标称输入电压： 输出电压： 额定输出电流： 最大输出电流： 开关频率： 控制方式：
HXD1C电力机车牵引变压器技术参数与维护基础知识讲解
除A端子安装在油箱端部外，其余套管都 在箱盖上。
变压器与2个滤波电抗器共油箱 。
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变压器外形图
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3.3 技术指标及结构
心式变压器，采用A级绝缘和45#矿物油。 • 主变压器的设计寿命约为30年。 变压器冷却方式，采用强迫导向油循环风冷（ODAF），双冷却
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• 定期检查呼吸器硅胶： 如果多半已经变色，则须更换硅胶。或者在100～110℃烘 干4小时后重复使用。
• 油泵检查： 油泵轴承连续运行时间为5年约40000小时。如果发现油泵 噪声和振动过大，必须更换轴承。
• 接地检查： 检查主变压器的接地情况。
• 渗漏检查： 检查箱沿、蝶阀、出线装置、油流继电器、电阻温度计、 注油阀、油样活门、波纹管、快速接头等是否有渗漏油现 象。
将油箱内底部出油口处的密封圈拿出。 更换所有密封件。 检查表面绝缘纸有无破损，颜色和韧性如何，用手按
是否有弹性；检查绝缘包扎是否完好；检查的压板是 否松动，线圈座是否被压破，导线是否变形。 检查装置是否牢靠，接地线有无断裂现象。 检查线圈、引线等部位是否有放电痕迹和烧损情况。 检查引线的支持件和铜排的安装是否良好，紧固件是 否松动。
回路。 变压器油流导向方式见图：
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• 铁心设计 变压器铁心为单相型式，由两个支撑绕组的心柱和
两个磁轭组成。铁心采用冷轧晶粒取向变压器用钢片， 表面进行高温绝缘涂层处理方式生产。为了尽量减小 铁心损耗并维持低噪音级，对叠片采取了精确冲孔和 叠压。
两个铁心柱用磁轭连接。轭片用非磁性螺栓连接 到夹件上。在铁芯两旁设置钢夹板。心柱和钢板用玻 璃纤维带绑扎，然后在干燥炉中进行硬化处理。
电力机车控制第六章 HXD1C型电力机车电气线路
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
2．网络控制系统结构
1）中央控制单元CCU
2）司机室数据输入输出单元CIO 3）机械室数据输入输出单元MIO 4）智能显示单元IDU 5）传动控制单元TCU 6）辅助变流器控制单元ACU 7）制动控制单元BCU
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
二、网络控制系统功能
1．主要控制功能
1）网侧高压部件控制 2）牵引/电制动控制
3）空电联合控制
4）重联运行控制 5）辅助电路冗余控制
6）自动过分相控制
7）无人警惕控制 8）其他控制功能
2．机车故障诊断、显示及保护功能
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
一、读图说明
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
一、HXD1C型机车网络控制系统结构
1．DTECS网络控制平台
1）车辆控制模块VCM 2）故障记录模块ERM 3）WTB/MVB网关模块GWM 4）数字量输入输出模块DXM 5）数字量输入模块DIM 6）模拟量输入输出模块AXM
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
二、控制电路
1．司机室占用 一台机车设置2台司机室，司机室占用电路如图6.9所示。
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
2．受电弓控制
1）升弓条件
2）升弓控制 3）降弓控制 4）故障检测 3．主断控制 1）合闸条件 2）合主断控制 3）分主断控制
1．牵引变压器参数 2．牵引变压器保护
HXD1C机车电气系统介绍
主传动系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
牵引变流器电气性能参数
额定输入电压 额定输入电流 中间电压 额定输出电压 额定输出电流
最大输出电流 效率 冷却方式
AC970V/ 50 Hz 3×1390A DC1800V 3AC1375V 3×598A 3×814A ≥97.5% 强迫水循环冷却
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
网侧主要部件维修
受电弓（目视检查、更换小部件） 真空主断路器（目视检查、更换小部件、真空度检查、 触头检查） 避雷器（目视检查、U1mA直流电压测试性能）
高压隔离开关（目视检查、加脂、更换小部件）
碳滑板到限更换、气囊等紧固件 密封件和紧固件完好、风缸、真 空泡、主触头 直流测试不小于58kV，泄漏电流 不大于50μA 触头油脂润滑、辅助联锁测试、 主触头到限更换
主变压器的维修
温度无指示或指示错误，机械故障等 油泵不规则运行、运行噪音、轴承故障、绕组故障、阻 塞、漏油等 压力释放阀无信号或信号错误，机械故障、不动作
更换有故障电阻温度计 更换有故障油泵 更换压力释放阀
油流继电器无信号或信号错误，机械故障、不动作
更换油流继电器
变压器烧损
更换有故障变压器
日常需检查冷却塔上干燥器，更换变压器后需进行冷却 系统排气工作
THG2B型高压隔离开关
高压电缆总成
避雷器
原边电流互感器
主传动系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
网侧主要部件电气性能
受电弓（具有ADD功能） 真空主断路器（绝缘子爬电距离大于1000mm） 避雷器（氧化锌电阻片，内部无间隙 ） 高压隔离开关（手动、无载操列机车广泛采用） 高压电流互感器（干式）
HX_D1C型机车牵引变流器及控制系统_饶沛南
5 冷却系统
图 1 变流器前视图
如图3 所示，冷却系统由变流器柜内的变流器模块 水冷板、柜内热交换器、管路和水冷系统传感器以及变 流器柜外的复合冷却塔组成。 复合冷却塔包含水冷却
图 2 变流器电路原理图 -5-
电力机车与城轨车辆·2011 年第 6 期
器、水泵、水膨胀箱、滤网等。 冷却系统的冷却介质为纯水和冷却剂的混合物。
4）冷却系统特点。 牵引变流器冷却采用水冷却方 式， 具有冷却效率高、 体积质量小、 维护方便等优点。
2 牵引变流器的主要参数
变流器的主要电气和结构参数如表 1 所示。
3 牵引变流器的结构
牵引变流器作为一台完整的组装设备安装在机械 间 内,由 变 流 器 模 块 、牵 引 控 制 单 元 （TCU）、线 路 接 触 器和预充电单元、接地检测单元、谐振电容、斩波电阻、 冷却系统及各类监视控制传感器组成（见图 1），各类 部件可以方便地拆卸。
图 4 TCU 功能配置框图
7 牵引变流器的保护
为保证牵引变流器安全运行， 在变流器内部设置
了多种传感器实时监测其各部件工作状态。 检测到的
信号送给 TCU 进行采集和判断并及时采取保护措施。
7.1 主电路保护
牵 引 变 流 器 主 电 路 具 有 如 下 保 护 功 能 ：1）中 间 直
流 回 路 过 压 、 欠 压 保 护 ；2） 四 象 限 输 入 过 流 保 护 ；3） 逆
如图 4 所示，TCU 的控制可分为两层功能，上层的 控 制 功 能 主 要 由 SMC 通 过 对 AMS 总 线 的 控 制 来 实 现 ，下 层 由 四 象 限 变 流 器 控 制 器 （LCC）、 牵 引 电 机 侧 变 流 器 控 制 器 （MCC）构 成 进 行 实 时 控 制 。
HXD1C机车电子电气(网络)故障案例
原因：TCU1的第3块MCC板故障。
处理：更换TCU1的第3块MCC板。
分析：在升弓，合主断，换向手柄前进位，显示“总线故障，STOP”的同时，看到TCU1的电源板的中断红灯亮了一下，后又灭。也就是TCU1的电源板会瞬间中断，换TCU1的电源板后再试，又出现TCU1充电超时故障。检查TCU1的充电电阻及VH1，VH2，VH3都正常。这时发现TCU1与TCU2的电机信号板的灯显不一样。TCU1电机信号板的3B灯是亮的，而TCU2电机信号板的3B灯不亮。电机信号板的3B灯亮代表MCC3脉冲允许，但此时已降弓，断主断，不应该有TCU1电机信号板的3B灯亮。换TCU1的电机信号板，无效。在换TCU1的MCC3板后就全部正常了。
当原边电路绝缘良好，且没有短路处所，多次报原边过流及原边接地，可能是TCU的电流检测板及其对外接线，回流电流互感器及其对外接线有故障，因为高压电流互感器与回流电流互感器的电流差达50A时，报原边接地。在查找回流电流互感器及其对外接线时，可知=11/1的回流电流互感器信号通过低压柜的=91—X151.17矩形插头去到=41/4的TCU1,TCU2单元。检查该矩形插头时，发现低压柜的=91—X151.17矩形插头的N2点缩针。
17： 现象：HXD1C0158报TCU2通信故障。
原因：TCU2控制箱的电源板故障。
处理：更换TCU2控制箱的电源板。
分析：上车给控制电源后，就报TCU2通信故障，查看微机显示屏的网络界面，TCU2红色。检查TCU2控制箱，发现整个控制箱无电源，为TCU2控制箱的电源板故障。
4-HXD1C机车牵引变流器故障处理
首先互换牵引变流器1、2的模拟输入A板
互调中间电压传感器VH2、VH3的信号线
依次在低压柜上切除牵引电机试验
依次在牵引变流器内部隔离K1～K3闸刀试验，发现隔 离K3后故障消除
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案例1：充电超时 结果：最终查为第4轴逆变器中的斩波管短路，更换逆变器模 块后故障消除。 故障分析：
中间直流电压过压
电压过超2000V（取VH2、VH3最大值） 中间直流电压欠压 电压低于1650V，超过0.5s（取VH2、VH3最小值）
Port D0 (VH2)
显示值 512H(TCU1) 522H(TCU2) 0672 07C0
D2 (VH3)
实际值（V） 1650 2000
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Page 5
512H(TCU1) 522H(TCU2)
逆变过流 逆变输出电流大于1500A
Port 511H(TCU1) 521H(TCU2)
D9
D10
D11
1(6)轴电机电流 2(5)轴电机电流 3(4)轴电机电流 显示值 05DC 实际值（A） 1500
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充电超时
当充电接触器吸合3.5s后，中间电压低于500V（取VH2、
试验常
处理过程：
互换TCU1、2的模拟入出B及电机信号插件 更换第4轴两个输出电流传感器 更换还逆变模块 更换速度传感器
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案例2：逆变过流 结果：最终查为第4轴速度传感器故障
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牵引变流器主电路
1(6)轴
2(5)轴
3(4)轴
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110V+
DCU－XD13
2
HXD1C型电力机车牵引变流器
1块开关电源板（1）
冷却风扇层组成。
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第一部分：产品介绍
1.产品说明 2.原理介绍 3.功能配置 4.接口连接 TCU控制单元
MCC 脉冲分配 模拟输入A 模拟输入B 网侧信号 LCC 电机信号 通讯接口 SMC 数字入出 开关电源
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第一部分：产品介绍
1.产品说明 2.原理介绍 3.功能配置 4.接口连接 保护要求
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第一部分：产品介绍
1.产品说明 2.原理介绍 3.功能配置 4.接口连接 中间直流电路
中间直流电路由支撑电容、中间电压传感器、固定放电电阻、二次 滤波LC谐振电路和接地保护电路组成。电路主要作用：能量储存、平衡 及滤波、无功功率交换、主电路接地保护等作品介绍
D相
A相
INV3
B相
X61 (变流器模块)
IBBM120S2 C相
X62
D相
热交换器组件 （FAN3）
LH12
UTBL
充
电
电
阻 单
KM3 KM2 KM1
元
KKK MMM 456
J1 J2 J3
K3 K2 K1
B1 B3 B2
D相
C相
4QS2
(变流器模块) X32
B相 IBBM120S2
A相
X31
A相
4 XD6:25 （M1）SIG- 11 XD6:24 （M2）SIG- 18 XD6:23 （M3）SIG-
5 汇流排
E
12 汇流排
E
19 汇流排
Page 12
第一部分：产品介绍
充电1 短接1 充电2 短接2 充电3 短接 3 短接1状态 短接2状态 短接3状态 充电1状态 充电2状态 充电3状态 隔离开关1状态 隔离开关2状态 隔离开关3状态
04HXD1C机车电气系统介绍
主变压器的维修
温度无指示或指示错误，机械故障等 油泵不规则运行、运行噪音、轴承故障、绕组故障、阻 塞、漏油等 压力释放阀无信号或信号错误，机械故障、不动作
更换有故障电阻温度计 更换有故障油泵 更换压力释放阀
油流继电器无信号或信号错误，机械故障、不动作
更换油流继电器
变压器烧损
更换有故障变压器
日常需检查冷却塔上干燥器，更换变压器后需进行冷却 系统排气工作
辅助电气系统-主要部件介绍柜性能参数
输出电压等级 快速充电电压 浮充电压 DC24V输出 最大持续输出电流 DC110V DC24V 蓄电池最大充电电流
DC115.2V±1% DC108.0V±1% DC24V±2%
90A 25A DC35A
TGY03型控制电源柜
辅机电源为3AC 440V供电，部分辅机具有变频功能，节能性好；
机车控制电源为DC 110V，照明供电为DC 24V；
控制系统采用微机控制，符合IEC 61375 标准的TCN网络；
机车具有先进的智能化诊断功能，能对主传动系统、辅助电气系
统、控制系统以及空气制动系统的故障进行诊断和安全导向；
机车电磁兼容满足EN 50121-1，EN 50121-2，EN 50121-3-1的标
维修前状态确认 柜体检查 （目视检查、更换小部件） 内部检查 （目视检查、更换小部件）
内部检查 （目视检查、更换小部件）
降下受电弓，至少需要10分钟让 中间电容放电完成，静止水洗。
密封件、紧固件、电连接良好 密封件、紧固件、电连接良好。 导线无老化、电容无破损、漏液 密封件、紧固件、电连接良好。 电容无破损、漏液。 电缆无老化，母线无起泡。 接触器触头和辅助触头良好。
HXD1C型电力机车电气系统介绍
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •X3插头
引脚 终端
信号定义 引脚 终端 信号定义 引脚 终端
信号定义
1 XD6:1 （M1）PS+ 8 XD6:5 （M2）PS+ 15 XD6:7 （M3）PS+
2 XD6:14 （M1）PS- 9 XD6:18 （M2）PS- 16 XD6:20 （M3）PS-
引脚 终端
信号定义 引脚 终端 信号定义 引脚 终端 信号定义
1 X93:1
110V+
8 X93:2 110V+ 25 JCB/X1:1 IF1+
2 X93:7
110V-
9 X93:8 110V- 26 JCB/X1:2 IF1-
3 XD14:1 主断禁示环线1 10 XD13:15
4 XD14:4 主断禁示环线2 11 XD13:16
HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •接触器逻辑
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •牵引变流器参数
➢ 额定输入电压： ➢ 额定输入电流： ➢ 中间电压： ➢ 额定输出电压： ➢ 额定输出电流： ➢ 最大输出电流： ➢ 控制电压： ➢ 辅助电源： ➢ 外形尺寸： ➢ 质量：
HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •机车产品配置
每台机车配置有两台牵引变流器。每台变流器作为一台完整的组装 设备，所有内部元器件安装于一个柜体内。
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •柜体内部正视图
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• 二次谐振 回路
• 电容器
• 斩波电 阻
• 冷却风 扇
HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •主电路接口
•库用电源 •二次谐振
•接口
•电抗器接口
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•四象限输入 •端子
•逆变器输出 •端子
HXD1C型电力机车牵引变流器
4 X92:9
GND
11 X92:17
GND
18 X92:16
GND
5 汇流排
E
12 汇流排
E
19 汇流排
E
29 XD9:5 1架/TCU同步+ 31 汇流排
E
33 XD9:8 2架/TCU同步+
30 XD9:9 1架/TCU同步- 32 XD9:4 2架/TCU同步+ 34 汇流排
E
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传动控制单元(TCU)主要由：
•TCU控制单元
脉冲转换板（2）
模拟输入A板（1）、模拟输入B板（1）
网侧信号板（1）、LCC板（1）
电机信号板（1）、MCC板（3）
SMC板（1）
1块通讯接口板（1）
1块数字入出板（1）
1块开关电源板（1）
冷却风扇层组成。
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HXD1C型电力机车牵引变流器
四象限整流模块和逆变器模块在结构上完全相同，可以互换。
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •斩波电路
过压斩波（直流放电）保护电路：由过压斩波电阻、电流及斩波管 组成。当中间直流侧电压过高时，开通斩波电路，将能量通过电阻以热 能的方式消耗
HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •主变流器对外接口
X1～X3为42芯插座
X4为9芯插座(2个9芯 插座组合)
X5为6芯插座
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •X1插头
适用 功能 传输方式 控制方式 冷却方式 装车数量
HXD1C机车： 7200kW六轴货运电力机车 为机车牵引传动装置提供三相交流电源 交-直-交 轴控 水冷+风冷 2套/台；（ C0-C0 ）
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •主电路工作原理
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •牵引变流器参数
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •牵引变流器参数
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3 XD6:13 （M1）SIG+ 10 XD6:12 （M2）SIG+ 17 XD6:11 （M3）SIG+
4 XD6:25 （M1）SIG- 11 XD6:24 （M2）SIG- 18 XD6:23 （M3）SIG-
5 汇流排
E
1 (主变)PS+ 25 XD8:15 (主变)SIG- 40 X92:5 (手柄)15V+
第一部分：产品介绍
•1.产品说明
• 温度传感 器
•2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •冷却系统
•压力传感 器
•模块冷却系统水 管
•热交换器
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •冷却系统
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HXD1C型电力机车牵引 变流器
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2020/11/1
HXD1C型电力机车牵引变流器
主要内容 •第一部分：产品介绍 •第二部分：保护参数 •第三部分：常见故障处理 •第四部分：产品维护说明
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接
HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •冷却系统
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接
•冷却系统简介
➢ 冷却方式：
强迫水循环冷却
(通过加入冷却剂以适应–40℃的环境工作)
变流器控制级的核心任务 四象限整流器的实时控制（功率因素接近1） 逆变器及交流异步牵引电机的实时控制 粘着利用控制 具备完整的牵引传动系统故障保护功能 牵引变流器级状态监视与故障保护功能 与机车网络控制系统通信
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接
➢ 模块入口水温： 模块出口水温：
≤ +55°C ≤ +65°C
➢ 散热功率：
80kW
➢ 冷却水流量：
≥210L/min
➢ 斩波电阻底部安装有两个小风机，从变流器柜体左下方吸风，通 过柜体顶部排出，对斩波电阻进行冷却
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •变流器控制级
23 XD8:14 (主变)PS1- 26 汇流排
E
41 X92:19
GND
24 XD8:2 (主变)SIG+ 39 XD10:7 Mref(力矩给定) 42 汇流排
E
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •X4插头
970V/50Hz 3×1390A DC 1800V 3AC 1375V 3×598A 3×814A DC 110V 三相440V/60Hz (3100×1060×2000)mm 2500kg
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •牵引变流器参数
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •中间直流电路
中间直流电路由支撑电容、中间电压传感器、固定放电电阻、二次 滤波LC谐振电路和接地保护电路组成。电路主要作用：能量储存、平衡 及滤波、无功功率交换、主电路接地保护等作用。
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HXD1C型电力机车牵引变流器
第一部分：产品介绍
象限
• 二重逆
• 隔离
变器
闸刀
• 固定放电
• 电抗器
电阻
连接
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• 充电 电阻
• 库用 接口
• 单相
• 三相
输入HXD1C型电力机车牵输引变入流器
第一部分：产品介绍
•1.产品说明 •2.原理介绍 •3.功能配置 •4.接口连接 •变流器结构(背面)
• 谐波抑 制
• 电抗器