【正文】 交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓用來向蓄電池充電并為直流母線提供電能為其它直流負(fù)載供電每個充電器的總功率為 13kW 其中輸出功率為8kW最大充電功率為 5kW充電器為一體化的模塊除冷卻系統(tǒng)外有三個主要子系統(tǒng)一個三相橋式輸入整流器一個 IGBT 逆變器和一個輸出整流器 電源轉(zhuǎn)換設(shè) 備由逆變器與整流器組成電源供給的結(jié)構(gòu)采用干線供電方式為動車組上除牽引動力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電 電源分配系統(tǒng) 電源分配系統(tǒng)由分配箱連接電纜組成電源分配箱是為通信機(jī)架提供直流電源的分配系統(tǒng)為保證通信不間斷分兩組電源輸入每組容量自定分配箱用于連接兩個以上配電電纜終端的封閉箱 電源分配系統(tǒng)是為通信機(jī)架提供電源的分配系統(tǒng)為保證通信不間斷分兩組電源輸入每組容量自定輸出相應(yīng)也分兩組工作地也進(jìn)行分配設(shè)有多個和輸出相對應(yīng)的輸出端子 輔助用電設(shè)備 HVAC 采暖通風(fēng)空調(diào)就是供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) 牽引系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇制動空壓機(jī)電池充電機(jī)車輛控制裝置照明等 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)是包含溫度濕度空氣清凈度以及空氣循環(huán)的控制系統(tǒng)被稱為 HVAC 英語 Heating Ventilation Airconditioning and Cooling 機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng)機(jī)車運(yùn)行時機(jī)車的冷卻水潤滑油牽引電機(jī)及電器或液力傳動裝置的傳動油等的溫度均會不斷地升高若不加以冷卻將要影響到電機(jī)及傳動裝置的功率發(fā)揮工作效率下降潤滑油老化變質(zhì)破壞潤滑影響機(jī)車零部件的使用壽命甚至損壞因此在機(jī)車上采取必要的冷卻措施設(shè)置一些裝置來保證電機(jī)傳動裝置工作 時所產(chǎn)生的熱量能及時適度地排放到大氣中去使其溫度維持在允許的范圍內(nèi)以改善零部件的熱強(qiáng)度和潤滑狀況提高電車工作的經(jīng)濟(jì)性和可靠性延長其使用壽命這就是機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng)的主要任務(wù) 空壓機(jī)的特點(diǎn)由電動機(jī)直接驅(qū)動壓縮機(jī)使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶動連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動引起氣缸容積變化由于氣缸內(nèi)壓力的變化通過進(jìn)氣閥使空氣經(jīng)過空氣濾清器消聲器進(jìn)入氣缸在壓縮行程中由于氣缸容積的縮小壓縮空氣經(jīng)過排氣閥的作用經(jīng)排氣管單向閥止回閥進(jìn)入儲氣罐當(dāng)排氣壓力達(dá)到額定壓力07MPa時由壓力開關(guān)控制而自動停機(jī)當(dāng)儲氣罐壓力降至 0506MPa時壓力 開關(guān)自動聯(lián)接啟動 電池充電機(jī)采用開關(guān)電源技術(shù)及智能充電技術(shù)根據(jù)電池容量進(jìn)行充電電流選擇嚴(yán)格按照蓄電池充電特性曲線進(jìn)行自動充電充電模式是恒流→均充穩(wěn)壓值恒壓減流→自動判別轉(zhuǎn)為涓流浮充三階段式充電初期采用恒流技術(shù)充電電流恒定快速提升電池電壓充電電壓達(dá)到上限電壓時自動轉(zhuǎn)換為恒壓減流充電有效的提高了蓄電池的容量轉(zhuǎn)換效率充電末期轉(zhuǎn)為涓流浮充使各單體電池均衡受電保證電池容量得以最大限度恢復(fù)有效解決單體電壓不均衡現(xiàn)象避免了蓄電池過壓充電的危險(xiǎn) 車輛控制裝置一種通過有效控制發(fā)動機(jī)的自動停止和自動起動來實(shí)現(xiàn)改善燃耗和 降低排放及噪聲的車輛控制裝置該車輛控制裝置按照規(guī)定條件進(jìn)行發(fā)動機(jī)的自動停止和自動起動的怠速停止控制裝置根據(jù)接到的信號進(jìn)行對門的上鎖信號和解鎖的門鎖裝置以及在上述怠速停止控制裝置所執(zhí)行的發(fā)動機(jī)自動停止期間檢測除了從所述遙控鑰匙接到的解鎖信號以外的基于駕駛員車輛發(fā)動意圖的信號的車輛發(fā)動意圖監(jiān)測裝置其中怠速停止控制根據(jù)所述遙控鑰匙的上鎖信號進(jìn)行自動的自動停止并在上述車輛發(fā)動意圖監(jiān)測裝置的發(fā)動機(jī)自動停止期間檢測出了所述遙控鑰匙所收到的解鎖信號以外的基于駕駛員的車輛發(fā)動以外的信號時使發(fā)動機(jī)自動啟動 13 動車組輔助供 電系統(tǒng)的功能 動車組是電力牽引列車電力均來自 AC25KV 牽引供電電網(wǎng)經(jīng)受電弓汲取電流進(jìn)入牽引變壓器原邊繞組再由牽引變壓器的次變繞組或主變壓器的直流環(huán)節(jié)進(jìn)入輔助變壓器 輔助供電系統(tǒng)為空氣壓縮機(jī)冷卻通風(fēng)機(jī)油泵水泵電機(jī)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采暖照明旅客信息系統(tǒng)控制廣播列車無線等設(shè)備提供電源 這就要輔助供電系統(tǒng)具有三相 AC380V 母線 AC220V 母線 DC110V 母線等輸出 第 2 章 CRH2 型動車組的輔助供電系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的介紹 21 CRH2 型動車組的概述 CRH2 型電力動車組是中華人民共和國鐵道部為國營鐵路進(jìn)行 中國鐵路第六次大提速及建造中的高速客運(yùn)專線鐵路向川崎重工及中國南車集團(tuán)四方機(jī)車車輛股份有限公司訂購的高速列車車款之一中國鐵道部將所有引進(jìn)國外技術(shù)聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)的中國鐵路高速 CRH 車輛均命名為和諧號 CRH2 系列為動力分布式交流傳動的電力動車組采用了鋁合金空心型材車體 基本型號 CRH2A 第一批 CRH2型電動車組為數(shù) 60列編號 CRH2001A CRH2060A編組方式是 4 節(jié)動車配 4 節(jié)拖車 4M4T 每 4 節(jié)為一個單元速度級別屬 A 型標(biāo)稱時速 200 公里最高營運(yùn)時速為 250 公里用于經(jīng)改造的既有路線上 CRH2B 除 2A 及 2C 型外四方又設(shè)計(jì)出 16 節(jié)長大編組的 CRH2B 型電動車組編號CRH2111B CRH2120B 級別屬 B 型標(biāo)稱時速 200 公里最高營運(yùn)時速為 250 公里 CRH2C 第二批 CRH2 型電動車組編號由 CRH2061C 開始是以 CRH2A 型設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)上進(jìn)行修改改動包括把動車數(shù)量增至 6節(jié) 6M2T使用 DSA350型高速受電弓以及在電弓兩旁加裝擋板等列車速度級別屬 C型標(biāo)稱時速 300公里最高營運(yùn)時速為350 公里會用于新建的高速客運(yùn)專線上 CRH2E 除 2A2B 及 2C 型外四方又設(shè)計(jì)出 16 節(jié)長大 編組的 CRH2E 型臥鋪電力動車組列車編號由 CRH2121E 開始級別屬 E 型標(biāo)稱時速 200 公里最高營運(yùn)時速為250 公里 CRH380A 在前期多個類型高速動車組的實(shí)踐過程中四方進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)生產(chǎn)了 CRH380A 型高速動車組此動車組較前幾個型號從列車性能乘用環(huán)境速度等級等各方面均有了大幅度提高外型有了較大變化是中國高速鐵路自主創(chuàng)新的最新成果代表了中國高速動車組的最高水平并創(chuàng)造了世界鐵路最高運(yùn)營時速 4861 公里小時 引入過程 中方最初向擁有 700系及 800系技術(shù)的日本車輛制造日車及日立制作所洽商 但日車及日立均表明拒絕向中國進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移其后中方改向與四方有合作的川崎招手當(dāng)時川崎的銷售業(yè)績并未如預(yù)期理想便出售 3組 E21000系及其車輛技術(shù)予中國以改善業(yè)績川崎向中國出售新干線技術(shù)最初仍被東日本旅客鐵道 JR東日本日車及日立反對后經(jīng)一輪談判川崎在得到眾日本公司不反對亦不贊成的情況下出售 E21000 系車輛及技術(shù)予中國 鐵道部先于 2021年 10月向南車四方及川崎重工簽訂 60列 CRH2型動車組訂購合同至 2021年 8月 13日向南車四方川崎重工三菱電機(jī)株洲所株洲南車電機(jī)及石家莊國祥運(yùn)輸設(shè)備六方簽訂 51 列 CRH2 型動車組機(jī)電產(chǎn)品合同 按照鐵道部的訂購合同獲訂單的國外公司需把若干關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)讓予中國公司 株洲南車電機(jī)受讓日本三菱電機(jī)提供的 MT205 型牽引電動機(jī)及 ATM9 型牽引變壓器技術(shù)產(chǎn)品于 2021 年年底開始試生產(chǎn)至 2021 年 8 月 20 日通過鐵道部考核驗(yàn)收在首批 60 列 CRH2 動車組中株洲南車電機(jī)為其中 17 組列車提供 272 臺牽引電機(jī)另為這些列車提供其中 36 臺牽引變壓器 另有一些電機(jī)是由日立或山西永濟(jì)電機(jī)提供型號為 YJ92A 型 株洲南車時代受讓 IGBT 牽引逆變器等電氣系統(tǒng)技術(shù)當(dāng)中牽引逆變器的國產(chǎn)化工作由株洲 所及三菱合資的株洲時菱交通設(shè)備公司負(fù)責(zé)在 2022 至 2060號的 39組列車的牽引逆變器中其中 31組使用了時菱產(chǎn)品另有 8組使用日立產(chǎn)品2021 年 11月 26 日四方向南車時代采購供 CRH2 使用的牽引逆變器輔助牽引變流器通風(fēng)系統(tǒng)及列車信息系統(tǒng)合同總值 596 億元人民幣供貨期由 2021 年首季開始至 2021 年首季結(jié)束 不過日方并無轉(zhuǎn)讓車輛的控制軟件和源代碼技術(shù)予中國倘若軟件出現(xiàn)問題仍需由日本技術(shù)人員解決 發(fā)現(xiàn)問題 在可靠性方面與 CRH1 及 CRH5 比較 CRH2 比兩者優(yōu)勝 空調(diào)吸風(fēng)問題 中國的旅客列車除動車 組及較新款的 25T 型客車外其余大部份車輛的洗手間均缺乏集便裝置一般列車在行駛時會把污物直接排放在路軌上而 CRH2 空調(diào)設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口是置于車下因此當(dāng)列車行走在經(jīng)高速化改造后的既有線鐵路上時進(jìn)風(fēng)口會把路軌沿線上的污物及垃圾等也一并吸入造成部份車廂充斥異味而空調(diào)過濾網(wǎng)也需頻頻清洗平均每兩天清洗一次每四天便得要更換日本的同型車由于路線多采用無道碴之板式軌道且無污物排放問題過濾網(wǎng)每月僅需清洗一次 車廂空調(diào)出現(xiàn)異味的問題最初僅在網(wǎng)上論壇流傳至 2021 年 8 月開始出現(xiàn)媒體報(bào)導(dǎo) 這個問題已在設(shè)計(jì)及制造時速 300 公里版本 的 CRH2 時獲得解決其方法是把風(fēng)口改在上方 技術(shù)數(shù)據(jù) CRH2 型動車組車內(nèi)的顯示器顯示列車當(dāng)前運(yùn)行速度 編組型式 22BoBoBoBo2222BoBoBoBo22 8 節(jié)時速 250 公里 4M4T 8 節(jié)時速 300350 公里 6M2T 16 節(jié)時速 250 公里 8M8T8 節(jié)列車可兩編組連掛運(yùn)行 車種一等座車二等座車餐車 編組定員 610 人 客室布置一等車 22 二等車 23 最高運(yùn)營速度 250 kmh 可提升至 300 kmh 最高試驗(yàn)速度 260 kmh 以上 軌距 1435 mm 標(biāo)準(zhǔn)軌 適應(yīng)站臺高度 1200 mm 傳動方式交直交 牽引功率 4800 kW 編組重量及長度 2021m345t 車體型式大型中空型材鋁合金車體 氣密性車內(nèi)壓力從 4kPa 降到 1kPa 時間大于 50s 頭車車輛長度 25700 mm 中間車輛長度 25000 mm 車輛寬度 3380 mm 車輛高度 3700 mm 空調(diào)系統(tǒng)準(zhǔn)集中式 轉(zhuǎn)向架類型 DT206TR7004B 無搖枕轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)向架一系懸掛單組鋼彈簧單側(cè)拉板定位液壓減振器 轉(zhuǎn)向架二系懸掛空氣彈簧橡膠堆 轉(zhuǎn)向架軸重≤ 14 t 轉(zhuǎn)向架輪徑 860790 mm 轉(zhuǎn)向架固定軸距 2500 mm 受流電壓交流 25 kV50 Hz 牽引變流器三菱南車時代 CI11 IGBT 水冷 VVVF 牽引電動機(jī)三菱電機(jī) 南車電機(jī) MT205 日立 永濟(jì) YJ92A 300kW x16 啟動加速度 ms20406 制動方式直通式電空制動 緊急制動距離 m 制動初速度 200kmh≤ 1800 補(bǔ)助電源 DC100V 三相 AC100V AC220VAC400V 22 CRH2 型動車組的輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)造工作原理 CRH2 的構(gòu)成 CRH2 的構(gòu)成大致上面都介紹過了輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)載需要的電源規(guī)模來決定動車組的輔助供電系統(tǒng)一般由輔助變流器蓄電池充電機(jī)等組成 輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式為動車組上除牽引動力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電 輔助變流器由輸入濾波器斬波器逆變器輸出濾波器和控制單元組成一般和牽引變流器安裝在一個機(jī)箱中 蓄電池和充電機(jī)提供不停電的應(yīng)急電源 挑選輔助電源裝置與牽引變壓器介紹一下如圖 21 圖 21 動車組 輔助電源裝置動車組在 1號 8號車分別設(shè)置一套輔助電源裝置 APU為空氣壓縮機(jī)照明控制廣播列車無線等設(shè)備提供電源在 246 號車上分別設(shè)有一個蓄電池箱 牽引變壓器 CRH2動車組輔助供電系統(tǒng)由牽引變壓器 3次輔助繞組提供電源采用干線供電方式按各電源系統(tǒng)貫穿全列車和牽引變壓器 3 次線圈直接連接的系統(tǒng)中連接有空調(diào)裝置換氣裝置以及 ATP主控電源輔助電源裝置 APU的輸入為 400V 該設(shè)備作為電源向以下五個系統(tǒng)提供電源 非穩(wěn)定單相 AC100V 系統(tǒng) 穩(wěn)定單相 AC100V 系統(tǒng) 穩(wěn)定單相 AC220V 系統(tǒng) 穩(wěn)定三相 AC400V 系統(tǒng) 穩(wěn)定 DC100V 系統(tǒng) CRH2 的工作原理 本輔助電源裝置 APU 向輔助電路蓄電池?zé)晒鉄舻裙╇娸敵?DC100V 向插座服務(wù)設(shè)備等供電輸出 AC100V 和 AC220V 向牽引系統(tǒng)的相關(guān)通風(fēng)機(jī)輸出三相AC400V的電源裝置安裝在車體地板下側(cè)其內(nèi)還設(shè)有向電熱器等供電的 AC100V電源用輔助變壓器 ATr 輔助電源裝置 APU 工作原理 牽引變壓器 引變壓器將架線電壓 25kV 變換成輔助電源裝置的輸入電壓 AC400V 同時也擔(dān)負(fù)輔助電源裝置對架線的絕緣作用 輸入濾波回路 輸入濾波回路是降低從架線流入到脈沖整流器逆變器上的高頻電流 IGBT 脈沖整流 器 脈沖整流器將牽引變壓器的單相交流輸出電壓變換成直流的恒定電壓控制方式使用了大容量 IGBT 的脈寬調(diào)制方式 PWM DC 環(huán)形回路 濾波電容器將穩(wěn)定的直流電壓供給給后段的逆變器 IGBT 逆變器 逆變器將直流電壓變換成為恒頻恒電壓的 3 相交流電壓 AC 濾波回路 AC 濾波回路降低逆變器輸出電壓中的由于切換所產(chǎn)生的高頻電壓使其輸出畸變很小的正弦波 輸出接觸器 輸出接觸器 3phMK 擔(dān)負(fù)切斷和輔助電源裝置間的負(fù)荷的作用 1 二極管整流電路 整流電路通過二