DS-TY-电力机车空调电源教材

DS-TY-电力机车空调电源教材电力机车空调电源

培训教材

主讲：潘景荣

概述

我公司自1999年开始研发电力机车空调电源，到目前为止，共推出了两种型号：STACP-I和STACP-II。均采纳了先进的功率模块和高性能的16位电机操纵专用微处理器，逆变操纵方式采纳电压空间矢量，具有启动转矩大，转动平稳的特点，另外采纳软切换方式，排除了对接触器的电流出击。这两种分不适用于机车内AC396V和AC220V辅助绕组供电。

STACP-I空调电源

系统构成

STACP-I电力机车空调电源系统由隔离变压器箱、主机箱、I（II）端操纵箱构成。变压器箱的功能是将AC396V转换为AC330V；主机箱的要

图3 STACP-1型空调电源操纵箱结构图

关于重联型机车，每台车配置两台空调电源主机箱、两台操纵箱、一台隔离变压器箱及两台空调机组。如图4所示。

关于非重联型机车，每台车配置一台空调电源主机箱、两台操纵箱、一台隔离变压器箱机两台空调机组。如图5所示。

图4 重联型电力机车空调电源系统构成框图

额定输出容量：5KV A

额定输出频率：50Hz±1Hz

额定输出电压：三相交流380V±5%

输出电压波形：正弦脉宽调制波

输出电压谐波含量：各次谐波总有效值小于基波有效值的10%

空调启动方式：变频启动，自0~50Hz启动时刻不大于10S。

工作环境条件：符合TB1394中的规定。

转换效率：〉90%

分相段运行方式：过分相段，时刻小于15s，为降功运行（频率降至3 5Hz），蓄电池输出电流不大于15A。过分相后，自动升频至50Hz运行。

/输出电路构2C ，接触器1KM 、2第一合接触器2KM ，1KM 合上，断开

图6 空调电源主电路原理图

斩波升压电路由升压电感1L 、斩波用IGBT （3D ）、升压电容3C 、4C 、电压传感器1SV 、电流传感器1SC 构成。那个电路具有升压及稳压的功能，交流330V 工作时，将前级整流后纹波较大的直流电升压稳固在560VDC ；1S V 构结

整个功能的完成由隔离变压器盒、两个操纵盒和电源箱共同完成，在任何功能切换时，操纵盒第一给出转换信号，所有接触器将在无载时闭合。系统接触器转换时按照如下过程工作。

①当系统检测到交流信号时,先合2KM，延时1秒，然后合1KM，同时断开2KM，所有接触器初始都断开，交流电掉电时，1KM、2KM都断开。

②当系统没有检测到任何端的加热/制冷信号时，系统从0到50HZ 变频启动，系统处于通风状态。

③当系统检测到I端制冷信号时（P5.2为低电平），系统从50HZ降频到0HZ，降频时刻50秒（如果系统刚开始为0HZ，将直截了当延时50秒），然后合KM4，系统再延时10秒从0到50HZ变频启动，启动时刻10秒。

④当系统检测到I端制热信号时（P5.3为低电平），系统从50HZ降频到0HZ，降频时刻50秒（如果系统刚开始为0HZ，将直截了当延时50秒），然后合KM5，系统再延时10秒从0到50HZ变频启动，启动时刻10秒。

⑤当系统检测到II端制冷信号时（P5.4为低电平），系统从50HZ降频到0HZ，降频时刻50秒（如果系统刚开始为0HZ，将直截了当延时50秒），然后合7KM，系统再延时10秒从0到50HZ变频启动，启动时刻10秒。

⑥当系统检测到II端制热信号时（P5.5为低电平），系统从50HZ降频到0HZ，降频时刻50秒（如果系统刚开始为0HZ，将直截了当延时50秒），然后合6KM，系统再延时10秒从0到50HZ变频启动，启动时刻10秒。

⑦当系统由制热转到通风（或制冷）时，系统第一断KM5（或KM6），延时3分钟，系统从50HZ到0HZ降频运行，然后按照对应的状态进行操作。（注：KM6、KM7、KM8为II端接触器，对应与I端的KM5、KM4、KM3）

3.3、操纵箱

图8 STACP-1空调电源I端操纵箱原理图

操纵箱操作方式如表一所示。

表一、操纵箱操作方式

I

II

3.4工作流程

图9 STACP-1空调电源主机箱安装尺寸

4.2 接线

空调装置内部接线及空调装置与外部的连接如图10所示。

图10 STACP-1空调电源装置接线图

三、STACP-II型空调电源

1、系统构成

STACP-II型空调电源采纳一体化设计，和STACP-I型最大的区不是甩掉了隔离变压器箱和操纵箱。系统由主机箱和司机台的转换开关构成。

关于重联型机车，每台车配置两台空调电源主机箱和两台空调机组，

图12重联车系统构成图

2、技术条件

额定输入交流电压：单相AC220V（-30%~+24%），50Hz

输入直流电压：DC110V（-30%~+24%）

额定输出容量：5KV A

额定输出频率：50Hz±1Hz

额定输出电压：三相交流380V±5%

输出电压波形：准正弦波

输出电压谐波含量：各次谐波总有效值小于基波有效值的5%

空调启动方式：变频启动，自0~50Hz启动时刻不大于10S。

工作环境条件：符合TB1394中的规定。

（10）转换效率：〉90%

（11）爱护方式：电源具有过压、过流、欠压、短路、过热、接地及操纵系统故障爱护。

3、工作原理

3．1、主电路结构及性能特点

主电路由整流/滤波电路、斩波升压电路、逆变电路及输入/输出电路构成，见图13。

整流滤波电路由整流桥D1、D2，滤波电容C1，接触器KM1、KM2 和充电电阻R1构成，当系统检测到交流电压时，第一合接触器KM2，由