复兴号动车组牵引系统参数分析
复兴号高铁动车组牵引系统的故障诊断与维护
复兴号高铁动车组牵引系统的故障诊断与维护摘要：本文主要介绍了复兴号高铁动车组的牵引系统的故障诊断与维护，通过分析复兴号高铁动车组牵引系统的结构，其次阐述了牵引系统中常见的故障诊断方法，最后探讨了牵引系统的维护工作和预防措施，以保证复兴号高铁动车组的正常运行，提高其可靠性和安全性。
关键词：复兴号；高铁动车组；牵引系统，故障诊断引言：随着中国高铁的不断发展，复兴号高铁动车组成为中国高铁的代表，其速度、稳定性、安全性等方面均达到了世界先进水平。
而作为高铁动车组的核心部件之一，牵引系统的可靠性和安全性对于整个车辆的运行至关重要。
因此，在复兴号高铁动车组的运行过程中，牵引系统的故障诊断与维护显得尤为重要。
一、牵引系统故障诊断方法（一）在线监测技术通过在关键部件上安装传感器，可以实时监测牵引系统各个参数的变化，例如电机的电流、电压和转速等。
这些传感器采集到的数据可以用于判断电机是否存在异常运行状态，从而进行电机故障的诊断。
通过在线监测技术，可以及时发现牵引系统的异常情况，为后续的故障诊断和维修提供重要依据。
（二）故障诊断系统复兴号高铁动车组牵引系统配备了专门的故障诊断系统，用于监测和分析系统的工作状态。
该系统通过传感器采集到的数据，结合预设的故障模型和算法，对牵引系统进行实时监控和故障诊断。
通过对故障诊断系统的分析结果，可以判断牵引系统中存在的故障类型和位置，为后续的维修和修复提供指导。
故障诊断系统的建立提高了牵引系统故障的检测准确性和故障诊断的效率。
（三）数据分析和处理复兴号高铁动车组牵引系统的故障诊断还依赖于数据的分析和处理。
采集到的大量数据需要进行统计分析、特征提取和模式识别，以识别潜在的故障模式和异常行为。
这些数据包括传感器采集的电流、电压、温度等参数，以及系统的运行状态和历史记录。
通过对数据的分析和处理，可以为故障诊断提供重要的依据，帮助确定故障原因和解决方案。
（四）专家系统和人工智能技术复兴号高铁动车组牵引系统的故障诊断中，还可以利用专家系统和人工智能技术。
复兴号动车组牵引系统参数分析
牵引系统则是通过网络传输去进行的，而大数据的技术通常也指的是他数据的应用技术，其涵盖了各类大数据的平台，多以技术的形式为主。简单的而言，其大数据的技术属性包含几个方面，比如说大数据的采集，大数据的预处理，大数据的储存以及大数据的分析，其共同成为了大数据的技术属性。通过信息的传输进行情况的设定，选择适合的转距，牵引系统可直接获得电压电流等反馈信号，直接利用转距控制，控制逆变器输出的电压幅值，相位和频率，牵引逆变器可以通过六个开关进行组合，采取脉冲的宽度调制方式，输出交流，交流电压的变化可以通过掉价正弦的调制波的幅值进行实现。其中调制可以采用分段的方式进行调制的算法，全速度范围分别采用了异步调制、同步调制15分频、12分频、9分频、7分频、5分频、3分频和方波.最大开关频率设计为450 Hz。
2结束语
随着国家的发展，科学技术水平的提高，复兴号列车的动车组牵引系统也在逐渐的升级，这是一项伟大的突破与研究，彰显了我国的科学技术的水平，动车组的牵引系统是必不可少的系统之一，其对于动车组而言有着很大的作用，能够实时的监测与计算动车的状态，是动车组必不可少的部分之一，也是保障动车安全的系统之一，能够进一步增加动车牵引系统的控制，为复兴号动车进行监测，通过对于复兴号动车组牵引系统的数据分析，其牵引系统是稳固的，牵引系统能进一步检测动车组的运行状态及各种数据，是现代人工智能的一个应用体现，进一步帮助复兴号列车进行精准的分析与监管，更好的保障运行。但是不足的是由于笔者的经验有限，研究尚浅，对于中国复兴号列车的动车组牵引系统的认知并不是很深入研究，所以所提出的问题及相应的措施研究存在一些弊端，本文的研究对象仅仅是根据研究情况和我国复兴号列车的动车组牵引系统进行了考察，其不能够包括每一个列车或者是每一个组的系统，所以对于本文提出来的一些措施，其他学者仅仅是作为参考性的意见，不能够全面的去照搬一些措施，应该充分的了解自身研究的情况状况，做出调查后结合一些参考性的意见，作出一些符合自身研究发展的措施，而且由于时期具有特殊性，所以在研究时也未能实地勘测与调查，相关数据可能会存在一些误差，但是笔者相信复兴号列车的动车组牵引系统可以有着更大的发展，拥有更好的发展前景。
复兴号动车组RAMS特点分析
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第 41 卷
铁道机车车辆
镀 、磷 化 等 保 护 措 施 避 免 腐 蚀 ；空 压 机 设 有 干 燥 塔
CR400AF/BF 动 车 组 修 程 分 为 五 级 ，其 中 一 、二 级
除 湿 ，避 免 制 动 管 路 锈 蚀 和 冬 季 结 冰 堵 塞 管 路 ；电
属 于 运 用 维 修 ，以 维 护 保 养 为 主 ，在 动 车 所 完 成 ；
余 容 量 大 于 60% 。
（4）网 络 控 制 系 统 采 用 TCN 和 高 速 传 输 以 太
（6）水 箱 、污 物 箱 的 容 量 设 计 留 有 余 量 ，满 足
乘 客 满 员 及 部 分 超 员 情 况 下 的 需 求 。 CR400BF 净
网的双重冗余设计。
（5）司 机 室 TCMS 、ATP 显 示 屏 均 设 置 双 屏 ，
故障率。
可靠性是指设备在规定条件下和规定时间内
按 照 技 术 条 件 规 定 ，CR400AF/BF 动 车 组 可 靠
完 成 规 定 任 务 的 能 力 。 对 于 动 车 组 来 说 ，规 定 条
性 指 标 应 达 到 下 列 指 标 ：A 类 故 障 率 不 超 过 0. 2
件 包 括 外 部 环 境 、线 路 、供 电 、通 信 信 号 、司 乘 人
中 图 分 类 号 ：U266. 2
文 献 标 志 码 ：A
doi ：10. 3969/j. issn. 1008-7842. 2021. 02. 08
为 全 面 提 升 中 国 动 车 组 设 计 、研 发 、制 造 水 平 ，
即 A 类 故 障 、B 类 故 障 、C 类 故 障 和 D 类 故 障 。
复兴号动车组牵引系统参数分析
复兴号动车组牵引系统参数分析摘要：动车组牵引系统由牵引变压器，牵引变流器（四象限整流器和牵引逆变器），牵引控制单元和牵引电动机组成。
本文对复兴号动车组牵引系统工作原理与系统性能参数做了深入分析。
关键词：动车组；牵引系统；参数分析1四象限整流器控制原理及性能参数TCU是电驱动系统的核心控制部分，电源由外部110V DC提供。
TCU通过检测电压、电流、速度、温度、压力和其他量来完成对牵引变流器闭环的实时控制，并实现列车的牵引功能。
同时，如果火车控制和诊断系统发生故障，则具有硬接线的紧急牵引功能。
TCU获取诸如电网同步电压、变压器的二次电流、中间电路的直流电压等信号，并且如果电网电压在一定范围内波动（例如电网电压突然升高或突然升高），则PWM使用控制技术的网络电压降并在中间电路中产生直流电压。
在确保电机侧逆变器正常运行的同时，电网侧获得正弦电流，减少对周围环境的电磁干扰，并使接触器或牵引变压器初级侧的功率因数降低。
图一中LN和RN是交流回路的电感和电阻，UN是变压器的次级电压矢量，IN是变压器的次级电流的基本电流矢量，而US是调制电压的基本矢量。
二次侧交流回路的矢量电压方程式为：UN= Us+ INRN+ jωLNIN（1）假设UN和US之间的相位角为Φ，而UN和IN之间的相位角为θ，则使用该方程式表示牵引状态的矢量图如图1（a）所示。
类似地，图1（b）示出了在这些条件下的再生制动条件的矢量图。
图1 四象限转换器的控制向量图如果变压器次级电压UN和电感LN为已知量，则US的幅度和相位得到控制，IN的幅度和相位得到控制。
相反，只要控制IN的大小和相位，US的大小和相位也就得到控制。
式（1）是用于实现四象限转换器的控制的基本方程式。
2牵引逆变器控制原理及性能参数TCU通过网络传输或备用命令获得设置在驾驶员座椅上的电动机扭矩，并将电动机的牵引制动特性与可用的粘合条件集成在一起，以设置最终的适当扭矩。
TCU捕获IG-BT组件的中间DC电压电动机相电流电动机速度和工作状态反馈信号，并使用直接转矩控制技术控制策略来控制逆变器输出电压幅度相位频率和控制扭矩，控制精度小于5%。
CRH2 牵引系统(很详细)解读
第三章 牵引系统第一节 概 述主牵引系统主要由受电弓、牵引变压器、牵引变流器及牵引电机组成。
受电弓通过电网接入25kV 的高压交流电，输送给牵引变压器，降压成1500V 的交流电。
降压后的交流电再输入牵引变流器，通过一系列的处理，变成电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电机，通过电机的转动而牵引整个列车。
主牵引基本动力单元由1台牵引变压器、2台牵引变流器、8台牵引电机构成，1台牵引变流器驱动4台牵引电机。
四台牵引电机并联使用。
四台牵引电机特性差异控制在±5％以内，以便电流负荷分配均匀。
动车组有两个相对独立的主牵引动力单元。
正常情况下，两个牵引单元均工作。
当设备故障时，M 1车和M 2车可分别使用。
另外，整个基本单元可使用VCB 切除，不会影响其它单元工作。
一、系统原理主电路简图如图3-2所示，受电弓从接触网25kV 、50Hz 单相交流电源受电，通过主图 3-2 主电路简图牵引变压器 逆变器 滤波电容器 脉冲整流器脉冲整流器 滤波电容器 逆变器图 3-1 主牵引系统示意图断路器VCB连接到牵引变压器原边绕组上。
主电路开闭由VCB控制。
牵引变压器牵引绕组设两组，原边绕组电压25kV时，牵引绕组电压1500V。
主电路系统以M1车、M2车的两辆车为1个单元。
主电路系统原理参见图3-2主电路简图。
更详细的可参见附图中的《主电路接线图》。
二、系统布置主牵引系统车底电气设备布置参见图3-3。
2、6号车车下各设一台牵引变压器，而2号车（M2）、3号车（M1）、6号车（M2）、7号车（M1s）的车底下均悬挂一台牵引变流器，及车下转向架分别安装4台牵引电机。
其中4号车和6号车车顶均设受电弓、保护接地开关EGS、故障隔离开关一套，2号车和6号车的车下均设高压机器箱；2、3、4号车之间和5、6号车之间的车顶上设置高压电缆连接器，为了方便摘挂，在4、5号车之间的车顶上，设置了高压电缆用倾斜型电缆连接器。
复兴号动车组动力学参数
复兴号动车组动力学参数
复兴号动车组的主要动力学参数包括最高运营时速、加速度、制动距离等。
在最高运营时速方面，复兴号的最高运行时速是160公里，采用了2动8拖编组型式，并具备扩展到12拖的能力。
在加速度方面，复兴号的加速性能和牵引制动冗余，以及故障单元自动隔离和转换，使得列车安全性更高。
在制动距离方面，复兴号也具备了优良的性能。
此外，复兴号还采用了全球首创的“内燃＋电力”双动力的牵引模式，可以在川藏铁路全程牵引顺畅不换车，是动车组中名副其实的“全能型选手”。
总功率12000千瓦的“内燃＋电力”动力一体化设计，具备加速性能和牵引制动冗余。
同时，4种不同组合的控制模式，既可实现“内燃+电力”牵引在线灵活快速切换，又能在动车组出现故障时，实现故障单元自动隔离和转换，使得列车安全性更高。
总的来说，复兴号动车组在动力学参数方面表现出色，不仅最高运营时速快，加速度也大，制动距离也短，这些特点使得复兴号动车组在运行时更加安全、高效。
浅析动车组牵引传动系统
浅析动车组牵引传动系统摘要：随着近年来我国科学技术的不断发展与进步，我国的轨道交通行业也进一步取得了新的长足发展。
特别是近年来的高铁动车组，通过不断的改造和技术创新，无论是从车体结构的基本稳定和现代化程度，还是系统的优化和完善程度，都已经达到了一个很高的现代化水平，最重要的一点就是高铁动车组的可靠性和时速控制取得了新的技术突破。
列车牵引传动系统的可靠性是能够保证高铁动车组高速平稳正常运转的重要技术前提，是高铁动车组最重要的系统之一。
基于此，本文以中国复兴号高速动车组为例，首先详细的介绍了列车牵引传动系统中控制电路基本的工作原理；随后再仔细的分析一下列车牵引传动系统。
因此，本文仅供其他技术相关的人士就此进行的交流与操作参考。
关键词：动车组；牵引传动系统；复兴号引言：为了有效保证复兴号高速动车组能够稳定、高速、安全的运行，必须要充分采用先进成熟的高速牵引传动系统和合理的高速牵引传动的传动方式和策略。
但是由于目前我国对高性能的牵引传动系统的研发和生产能力相对比较不足，许多产品以及关键的零部件仍然必需从国外直接进口，重要的技术仍然要依赖国外的技术支持。
因此，有必要设计和开发一系列具有完全的自主知识产权的新型高性能高速复兴号动车组。
本文以新型复兴号动车组为实际实例，简单的向大家介绍一下高速牵引传动系统及其基本的工作原理。
一、牵引传动系统中电路基本工作原理复兴号电力动车组的牵引交流传动系统主要由牵引变压器、四象限电源脉冲整流器、中间直流电控制环节、牵引逆变器和异步变频电动机等部分组成。
系统的能量回馈电流如图1所示。
在列车牵引时，受电弓通过接触网AC25kV交流电流输送至牵引变压器，经降压后输出单相交流1500V，作为牵引变流器的电源输入。
牵引变流器利用其脉冲整流器把单相交流电整流成直流电，然后用中间直流电控制环节的电作为驱动牵引逆变器的单相输入，逆变器单相输出的电压在0至2300V后，0至220Hz变频整流器控制三相交流异步电动机的供电；在再生制动的条件下，电动机通常处于发电机再生制动状态。
高铁列车牵引系统的设计与性能分析
高铁列车牵引系统的设计与性能分析第一章：引言高铁列车是现代化交通工具中的一种，其快速、便捷、舒适、安全的特征得到了广泛的认可和追捧。
高铁列车的运行离不开高效稳定的牵引系统。
本文将对高铁列车牵引系统的设计与性能进行分析和探讨。
第二章：高铁列车牵引系统的设计高铁列车牵引系统主要由电机、制动器、转向架等组成。
其设计的重点是满足高速高质量运行的需求，具体表现为以下几方面：2.1 选用合适的电机电机是牵引系统的核心部件之一，必须选用适合高速高质量运行的电机类型。
目前，高铁列车牵引系统中常用的电机类型为同步电机和异步电机。
同步电机具有高效、高功率密度的优点，但对转矩的控制需要精细调节，相对复杂。
而异步电机则具有结构简单、控制方便等优点，但功率密度不如同步电机高。
因此，在设计中需要根据实际情况选择合适的电机类型。
2.2 设计合理的转向架转向架是高铁列车牵引系统的一个重要组成部分，其设计应考虑车速、车重等因素，以保证列车的稳定性和安全性。
转向架的结构应具有强大的承载能力和耐久性，以满足高铁列车高速行驶的需求。
2.3 选择可靠的制动器制动器是保证高铁列车行驶安全的必要组成部分。
在设计中应选择可靠的制动器。
目前常用的制动器类型有电阻制动器、回馈制动器、电液制动器和气压制动器。
其中，电液制动器和气压制动器具有制动力矩大、反应时间短等优点，因此在高铁列车牵引系统中被广泛应用。
第三章：高铁列车牵引系统的性能分析高铁列车牵引系统往往需要在高速高负载的情况下运行，因此对其性能的分析和评估显得尤为重要。
以下为高铁列车牵引系统常见的性能参数：3.1 加速度高铁列车牵引系统的加速度应满足列车起步、定速以及加速减速的需要。
其大小与电机的输出功率、转矩和制动器的制动力矩有关。
3.2 最高运行速度高铁列车牵引系统的最高运行速度直接影响列车的运行效率。
其大小与电机的额定转速、车轮的直径、轨道的曲率半径以及空气阻力等有关。
3.3 低速性能高铁列车牵引系统的低速性能影响列车起步和减速的效率。
CRH2型动车组牵引传动概述
CRH2型动车组牵引传动概述7.1.1牵引传动系统的组成CRH2型动车组编组形式为8辆编组，动力配置为4M-F4T，即Tlc-M2-M1-T2-Tlk-M2-Mls-T2c，其中相邻的两辆动车为1个基本动力单元。
每个动力单元具有独立的牵引传动系统。
CRH2型动车组采用交流传动系统，主要由受电弓(包括高压电器设备)、牵引变压器、脉冲整流器、中间环节、牵引逆变器、牵引电动机、齿轮传动等组成。
动车组受电弓从接触网获得AC25000V/50Hz电源，为了满足动车组牵引特性的要求，牵引电动机需要电压频率均可调节的三相交流电源。
牵引传动系统组成原理参见图7.1。
7.1.2牵引传动系统能量变换及传递列车牵引运行是将电能转换成机械能，能量变换与传递的途径如图7.2黑色箭头所示；再生制动运行是将机械能转换成电能，能量变换与传递的途径如图7.2白色箭头所示。
列车牵引运行时：受电弓将接触网AC25kV单相工频交流电，经过相关的高压电气设备传输给牵引变压器，牵引变压器降压输出1500V单相交流电供给牵引变流器，脉冲整流器将单相交流电变换成直流电，经中间直流电路将DC2600～3000V的直流电输出给牵引逆变器，牵引逆变器输出电压/频率可调的三相交流电源(电压：O～2300V；频率：0～220Hz)驱动牵引电动机，牵引电动机的转矩和转速通过齿轮变速箱传递给轮对驱动列车运行。
实现电能到机械能的转换。
再生制动时：控制牵引逆变器使牵引电动机处于发电状态，牵引逆变器工作于整流状态，牵引电动机发出的三相交流电被整流为直流电并对中间直流环节进行充电，使中间直流环节电压上升。
脉冲整流器工作于逆变状态，中间直流回路直流电被逆变为单相交流电，该交流电通过牵引变压器、真空断路器、受电弓等高压设备反馈给接触网，从而实现机械能到电能的转换。
7.1.3牵引传动系统主电路牵引传动系统主电路结构原理简图如图7.3所示，主电路原理图如图7.4所示。
动车组由受电弓从接触网接受25kV，50Hz单相交流电，通过真空断路器(VCB)连接到牵引变压器原边绕组。
探索高速动车组牵引系统分析
探索高速动车组牵引系统分析摘要：在高速动车组中牵引系统是主要动力来源，在整列动车组中牵引系统动力均匀分布在两个基本单元组中，构成完整组合动力源，其特性为具有较大牵引功率、快捷快速、平稳启动、空转到位有效控制、滑行保护等，能够实现动车安全、平稳运行，准确停车和多级调速。
本文主要针对CRH 380CL动车组的牵引系统进行分析，最后分析其牵引控制的实现与功能。
关键词：高速动车组；牵引系统；主要设备我国铁路高速客运中动车组是一项有效的运输工具，当前我国铁路中需要解决的重要问题是将铁路运能充分挖掘出来，为了将铁路运动扩大，需采取重载和提速等有效手段。
而动车组高速运行在这之中显得非常重要，牵引系统是动车组主要的动力来源，因此需要掌握动车组牵引系统构成使用设备，对其加以控制，保证该系统能够为动车组提供良好动力，提升动车组运动，促进铁路行业进一步发展。
一、CRH 380CL动车组牵引系统主电路该动车组有四个牵引单元，各牵引单元有一个具备主变压器的拖车，有两个相邻动车。
牵引系统主要组成有受电弓、牵引变压器、主断路器、牵引电机、牵引变流器以及齿轮传动系统。
二、牵引与制动特性在动车组的牵引传动系统中牵引特性和电制动特性为基本特性，是设计列车需要开展的基础工作，设计中需要满足列车在动力性能及阻力方面的要求，对动车组基本参数要求和目标线路条件等进行综合考虑。
列车处于满载、轮径半磨耗875mm、接触网额定交流电压25kV这一条件下，列车轮缘输出的最大牵引力是520kN，其恒功率速度范围处于140-400km/h间，恒力矩的速度范围处于0-140km/h。
该高速动车组制动系统是由空气制动和电制动结合的复合制动，正常情况下电制动优先。
速度相同的情况下最大的电制动力值等于最大牵引力值。
列车处于制动状态时，如果速度不超过10km/h，那么电制动力线形缩小至0.三、牵引系统设备（一）车顶高压电气设备（1）受电弓，将其安装至2车、7车、10车和15车车顶，选用CX性主动控制型的单臂受电弓，其具备快速。
CRH1型动车组牵引系统概述
CRH1型动车组牵引系统概述一、牵引系统功用1.牵引系统主要由受电弓、变压器、变流器及三相异步牵引电机组成。
2.受电弓通过电网接人25kV的高压交流电，输送给主变压器降压成900V的交流电。
3.降压后的交流电再输入变流器，通过牵引逆变器变威电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电机牵引整个列车。
4.动车组有三个相对独立的主牵引系统，其中两个单元由两辆动车和一辆拖车组成，另一个单元由一辆动车和一辆拖车组成，正常情况下三个牵引系统均工作，当一个牵引系图8－1牵引系统工作原理简图统发生故障时，可以自动切断故障源继续运行。
二、牵引系统操作过程1.高压系统启动时，将电压供给主变压器牵引绕组，牵引系统启动。
2.电机逆变器，由来自司机操控台主控制器的指令启动。
三、牵引系统备用制动控制过程1.当网侧供压暂时失效时(如由于分相区原因)，备用制动即被用于为辅助逆变器提供电源。
2.通过使用车辆动能，可保持牵引DC环节的电压。
3.网侧变流器阻断，电机逆变器控制牵引电机的方式和处于制动模式下的方式一样。
4.注意!仅在速度超过30km/h时使用。
四、牵引系统主变压器功用1.主变压器位于拖车的底架上，一个主变压器包括：(1)一个原边绕组及四个牵引绕组。
(2)一个网侧谐波过滤器绕组，主变压器把高电压变为适用于牵引系统和网侧谐波过滤器的电压。
2.主变压器包含一个适当的电抗器，用于网侧变流器功能，并将线路的干扰电流降低到最低限度。
(1)主变压器为高压系统和牵引系统之间提供电流隔离。
(2)网侧谐波过滤器由一个绕组供电，这个绕组装有熔断器和一个RC过滤器，RC过滤器的作用是根据LCB运行的瞬变现象，减少瞬时电压和辐射。
五、牵引电机基本功能1.牵引电机在牵引模式下，将电力转换成机械动力，在制动模式下将机械动力转换成电力。
2.同一个动车转向架上有2个牵引电动机，采用并联的方式与一个电机变流器连接。
3.牵引电动机受电机变流器电脑监控。
4.牵引电动机安装在转向架构架上。
第六章CRH型动车组牵引传动系统
第六章CRH型动车组牵引传动系统第六章 CRH2 型动车组牵引传动系统第一节概述一、CRH2 牵引传动系统基本组成CRH2 动车组牵引传动系统主要由受电弓（包括高压电器设备）、牵引变压器、四象限变流器、牵引逆变器和牵引电机组成。
1．高压电器设备高压电器主要作用是完成从接触网到牵引变压器的供电。
主要包括：受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等。
CRH2 动车组采用DSA250 型受电弓。
该受电弓为单臂型结构，额定电压/电流为25kV/1000A，接触压力70±5N,弓头宽度约1950mm，具有自动降弓功能，适应接触网高度为5300～6500mm，列车运行速度250km/h。
CRH2 动车组采用CB201C-G3 型主断路器。
主断路器为真空型，额定开断容量为100MVA，额定电流AC200A，额定断路电流3400A，额定开断时间小于0.06s，采用电磁控制空气操作。
CRH2 动车组采用LA204 或LA205 型避雷器。
额定电压为AC42kV（RMS），动作电压为AC57kV 以下（V1mA，DC），限制电压为107kV。
由氧化锌（ZnO）为主的金属氧化物组成,是非线性高电阻体的无间隙避雷器。
CRH2 动车组采用TH-2 型高压电流互感器。
变流比为200/5A，用于检测牵引变压器原边电流值。
CRH2 动车组SH2052C 型接地保护开关。
额定瞬时电流为6000A（15 周），电磁控制空气操作，具有安全连锁。
2．牵引变压器CRH2 动车组采用的是TM210 型牵引变压器，一个基本动力单元1 个，全列共计2 个。
采用壳式结构、车体下吊挂、油循环强迫风冷方式。
具有1 个原边绕组（25kV,3060kVA）、2 个牵引绕组（1500V，2×1285kVA），一个辅助绕组（400V，490kVA）。
3．牵引变流器CRH2 动车组采用的是CI11 型牵引变流器，一个基本动力单元2 个，全列共计4 个。
高速动车组牵引系统过流故障分析
高速动车组牵引系统过流故障分析摘要：高速动车组运行速度高，运用工况复杂，在运用过程中也会出现控制算法失效导致的故障的发生。
其中四象限过流和逆变过流是发生频率较高的两种故障，分析过流的故障的原因，提高控制算法的精度和性能，是提高动车组运行可靠性的保证。
关键词：动车组，牵引系统，过流故障1高速动车组牵引系统组成1.1 牵引系统组成高速动车组牵引系统由牵引变压器、牵引变流器、辅助变流器、牵引电机构成。
通过以太网和TCN标准列车网络对各个动力单元进行管理和控制，实现动车组列车的牵引和调速。
受电弓从25kV的接触网获得电能，通过牵引变压器降压后供给四象限变流器，四象限变流器将牵引变压器二次侧单相交流电转变成系统要求的直流电，通过控制使牵引变流器网侧功率因数接近1。
中间直流环节的直流电通过牵引逆变器，在牵引控制单元的控制下向牵引电动机提供电压、频率可以调节的电源，实现动车组的牵引制动和速度调节。
辅助变流器由牵引变流器中间直流回路供电，将直流电压变换为3AC 380V/50Hz电压，辅助变流器输出并网运行，为辅助负载提供电源。
1.2牵引变流器以时速250公里“复兴号”中国标准动车组为例，采用牵引辅助一体的变流器设计，主电路拓扑如下图2所示：图1-3 电气原理图四象限脉冲整流器：由2个相同的四象限功率模块并联组成，给牵引逆变器和辅助变流器供电。
三相逆变器：由2个相同的逆变功率+斩波模块并联组成，给4台异步牵引电机供电，同时实现斩波功能。
过电压限制电阻：集成在牵引变流器箱体内部，当牵引变流器中间环节电压超过规定限值时，限压斩波器通过过电压限制电阻实施电压限制，将过电压通过电阻泄放。
中间直流环节：牵引辅助变流器中间直流电路由储能电路、测量及保护电路构成。
储能环节由中间支撑电容器组成，主要作用是稳定中间回路电压，向牵引电机提供无功功率，同时可对四象限脉冲整流器和电机逆变器产生的高次谐波进行滤波。
二次滤波回路：作为一个串联谐振电路工作，其谐振频率为基波频率的两倍，用来滤除中间直流回路中两倍于输入电压频率的能量流产生的纹波。
新一代CRH 380CL型高速动车组牵引系统研究
新一代CRH 380CL型高速动车组牵引系统研究摘要：文章介绍了CRH380CL型高速动车组牵引系统的主要性能指标、基本组成及主要部件，阐述了牵引控制系统的实现方法及主要控制功能，最后通过试验对牵引系统进行了验证。
关键词：CRH380CL动车组;牵引系统;牵引控制功能新一代CRH 380CL型高速动车组是为我国时速300 km/h以上的高速铁路设计车型。
本文介绍了牵引系统的基本结构、牵引及制动特性、牵引系统的主要部件及牵引控制的基本功能。
1 车辆参数及性能要求1.1 列车基本参数CRH 380CL型高速动车组为8动8拖16辆编组，牵引系统为交-直-交形式的交流传动系统;车辆供电为单相交流25 kV接触网供电，牵引系统在接触网网压范围为22.5～29 kV时输出额定功率;列车设计持续运营速度为350 km/h，最高运营速度为380 km/h;定员1 000人。
1.2 列车动力性能列车在半磨耗轮径为875 mm、无隧道平直轨道工况下的动力性能见表1。
2 牵引系统动车组分为4个牵引单元，每个牵引单元包括一个带主变压器的拖车和两个相邻的动车。
2.1 牵引系统主电路一个牵引传动系统主要由受电弓、主断路器、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机和齿轮传动系统等组成。
2.2 牵引及制动特性牵引与电制动特性是动车组牵引传动系统的基本特性，是进行列车设计必须进行的最基础的工作，其设计主要依据列车的阻力和动力性能要求，综合考虑动车组的基本参数要求以及目标线路的条件等因素。
在列车满载、接触网电压为额定交流25 kV及轮径为半磨耗875 mm条件下，列车轮缘最大输出牵引力为520 kN。
恒力矩速度范围为0～140 km/h，恒功率速度范围为140～400 km/h。
CRH 380CL型高速动车组的制动系统为电制动和空气制动的复合制动，在正常模式下，电制动优先。
在相同的速度下，电制动力的最大值与牵引力最大值相等。
列车在制动状态时，当速度小于10 km/h，电制动力线性减小到0。
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牵引变流器单元（ TCU） 接收网络传输的司机 室指令或者是备份指令，并综合牵引变流器状态和 故障信息，实现主断路器（ VCB） 、充电接触器、短接 接触器、辅变输出接触器的时序控制，实现四象限 整流器、牵引逆变器、辅助逆变器的启停时序控制， 实现牵引制动转矩设定控制，实现过分相发电、无 火回送控制、故障保护、快速放电等逻辑控制．
第 40 卷 第 2 期
大连交通大学学报
Vol．40 No．2
2019 年 4 月
JOUＲNAL OF DALIAN JIAOTONG UNIVEＲSITY
Apr．2019
文章编号： 1673-9590（ 2019） 02-0113-04
为 θ，则用该方程表示牵引工况的矢量图如图 1
（ a） 所示．同样对于再生制动工况，该工况下的矢
量图如图 1（ b） 所示．
图 1 四象限变流器控制矢量图
由方程（ 1） 和矢量图可知： 如果变压器次边 电压 UN 和电感 LN 为已知量，那么只要控制了 US 的幅值和相位，也就控制了 IN 的幅值和相位． 反 之，只要控制了 IN 的幅值和相位，也就控制了 US 的幅值和相位，因此方程（ 1） 是实现四象限变流 器控制的基本公式．
* 收稿日期： 2018-09-25 作者简介： 罗昭强（ 1972－） ，男，高级工程师，硕士，主要从事高速列车相关技术的研究 E-mail： david--sdw@ 163．com．
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大连交通大学学报
第 40 卷
1．1．2 牵引逆变器控制 TCU 通过网络传输或者是备份指令获取司
机室设定的电机转矩并综合电机的牵引制动特性 及可利用的粘着情况设定最终合适的转矩． TCU 获取中间直流电压、电机相电流、电机转速及 IGBT 元件的驱动状态反馈信号，利用直接转矩控制 技术控制策略，控制逆变器输出电压的幅值、相位 和频率，转矩控制精度小于 5%． 牵引逆变器由六 个 IGBT 开关组成，同一时间总是开通三个开关 输出三相交流电． 牵引逆变器的开关控制采用脉 冲宽度调制（ PWM） 方式，通过三角波载波和正弦 调制波的比较得到开关控制脉冲信号． 输出交流 频率的调节可以通过改变正弦调制波的频率来实 现，而交流电压的变化可以通过调节正弦调制波 的幅值来实现．
（ 1） 速度差保护 当本轴速度与同一节动车的其他车轮间的速 度差大于设定保护门槛阈值时，将根据差值大小 迅速减小电机的给定转矩，使得列车在发生空转 和滑行时能够从这些状态中迅速退出并重新恢复 粘着．具体调整方式如下：
当速度差 ΔV 大于门槛值 ΔV0 时，电机粘着 给定转矩将随着速度差 ΔV 的逐渐增大而按照一 定的斜率逐步降低，当速度差 ΔV 增加很快时，电 机粘着给定转矩卸载幅度很大，极端恶劣的空转 现象发生时将很快将力矩卸载到 0．
其中，SVPWM 调制采用分段同步调制算法 如图 2 所示，全速度范围分别采用了异步调制、同 步调制 15 分频、12 分频、9 分频、7 分频、5 分频、3 分频和方波．最大开关频率设计为 450 Hz．
图 2 PWM 调制分频设计
1．1．3 粘着利用控制 受气候条件、轨面状态等许多复杂因素的影
响，轮轨间的物理粘着特性随时间、地点的不同而 变化，并且这种变化无法预知，粘着利用控制的目 的就是在轮轨间物理粘着特性不确定的情况下， 使列车发挥的牵引力逼近轮轨间能够提供的最大 粘着力，实现粘着力利用效率的最大化，并防止空 转现象的发生，当车轮发生滑行时，在制动系统的 控制下，执行防滑控制［2］．
（ 2） 蠕滑速度保护 蠕滑速度为本轴速度与列车参考速度间的速 度差，当蠕滑速度大于门槛阈值时，将根据差值大 小迅速减小电机的给定转矩，使得机车在发生空 转和滑行时能够从这些状态中迅速退出并重新恢 复粘着．具体调整方式如下： 当蠕滑速度 ΔV 大于门槛值 ΔV0 时，电机粘 着给定转矩将随着蠕滑速度 ΔV 的逐渐增大而按 照一定的斜率逐步降低，此时发生轻微保护； 当蠕滑速度 ΔV 大于门槛值 ΔV1（ ΔV1＞ ΔV0） 时，电机粘着给定转矩将随着蠕滑速度 ΔV 的逐渐增 大而按照一定的斜率逐步降低，此时发生较大保护； 当蠕滑速度 ΔV 大于门槛值 ΔV2（ ΔV2＞ ΔV1） 时，电机粘着给定转矩将随着蠕滑速度 ΔV 的逐渐 增大而按照一定的斜率逐步降低，电机粘着给定转 矩大幅度降低，趋近于 0，此时发生最大保护． 1．1．4 牵引变流器逻辑控制功能 （ 1） 执行 TCMS 分配的牵引力指令，并实现牵 引级位模式下，由 TCMS 根据当前级位生成牵引力 百分比 指 令，并 将 方 向 指 令、牵 引 状 态 指 令 传 给 TCU，TCU 并综合判断牵引变流器和外部状态（ 包 括电网网压、限速指令等） ，根据各转向架的轮径值 生成力矩给定，分配到两个转向架执行（ 给定力矩 一致） ，保证实时加速率不大于 0. 75m / s3，在牵引 电机的最大牵引力包络线范围内实现列车的牵引 功能，并反馈实际牵引 TCMS［3］． 速度模式下，由 TCMS 根据恒速控制要求及 当前速度，生成并实时调整牵引力 / 电制动力百分 比，并将方向指令、牵引状态指令传给 TCU，TCU 并综合判断牵引变流器和外部状态（ 包括电网网 压等） ，根据各转向架的轮径值生成力矩给定，分 配到两个转向架执行（ 给定力矩一致） ，保证实时 加速率不大于 0．751 m / s3，在牵引电机的最大牵 引力包络线范围内实现列车的牵引功能，满足恒 速控制要 求 （ ± 2 km / h 以 内） ，并 反 馈 实 际 牵 引 力 / 电制动力到 TCMS．在牵引转到制动．如图 3 所 示，判断牵引力是否还大于 0，必须等到牵引力按 斜率降到 0，才能转换到制动工况； 否则保持牵引 工况降力［4］．
TCU 获取电网同步电压、变压器次边电流、中 间回路直流电压等信号，利用 PWM 控制技术，当 电网电压在一个范围内波动（ 如网压突升、网压突 降） 时，使中间回路直流电压保持恒定，确保电机侧 逆变器正常工作，同时在电网侧获得一个近似正弦 波的电流，减少对周围环境的电磁干扰，使接触网 或牵引变压器一次侧的功率因数接近于 1．
1 系统原理及性能参数
1．1 系统功能 牵引系统由牵引变压器、牵引变流器（ 四象限
整流器和牵引逆变器） 、牵引控制单元、牵引电机组 成［1］．TCU 是 电 传 动 系 统 核 心 控 制 部 分，由 外 部 DC110V 供电，通过检测电压、电流、速度、温度、压 力等量，完成对牵引变流器的闭环实时控制，实现 列车牵引功能． 同时，具 备 当 列 车 控 制 与 诊 断 系 统 出现故障时，可用硬线实现紧急牵引功能． 1．1．1 四象限整流器控制
复兴号动车组牵引系统参数分析
罗昭强，尚大为，韩东宁
（ 中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 Nhomakorabea长春 130062） *
摘 要： 系统介绍了复兴号动车组牵引系统的基本结构，主要从四象限整流器控制、牵引逆变器控制、粘 着利用控制、牵引变流器逻辑控制等功能做了详细的阐述，并结合牵引系统分析了牵引系统与制动系统 的密切关系． 关键词： 复兴号动车组； 牵引系统； 制动系统； 工作模式 文献标识码： A DOI： 10．13291 / j．cnki．djdxac．2019．02．025
其中，LN 和 ＲN 分别为交流回路的电感和电
阻，UN 为变压器次边电压矢量，IN 为变压器次边
电流的基波电流矢量，US 为调制电压的基波矢 量，由电路知识可得到二次侧交流回路的矢量电
压方程式为：
UN = Us + INＲN + jωLNIN
（ 1）
假设： UN 和 US 的相角为 Φ，UN 和 IN 的相角