【文章內(nèi)容簡介】 路 )， 而定子電流的變化不但影響輸出轉(zhuǎn)矩 ， 而且也使氣隙磁鏈發(fā)生變化 ， 也就是說異步電機的轉(zhuǎn)矩控制和磁通控制之間存在著很強的耦合 ， 因此 ，異步電機的控制技術(shù)是使交流傳動系統(tǒng)的調(diào)速性能達到直流傳動系統(tǒng)水平的關(guān)鍵 。 ? 目前已成熟地應用于交流異步牽引電機的控制方法有三種：即轉(zhuǎn)差特性控制 、 矢量變換控制和自接力矩控制 。 ? 異步牽引電機的矢量變換控制方法模仿直流電機調(diào)速 ， 將直流電機換向器的功能通過控制的方法來實現(xiàn) ， 從而達到對磁通和轉(zhuǎn)矩的分別控制 。 由于矢量控制是對電壓 、 電流以及它們所產(chǎn)生的磁勢 、 磁鏈的瞬時值進行控制 ， 因此 ， 使異步牽引電機獲得了可與直流電機相媲美的動 、 靜態(tài)性能 。 4) 電力半導體器件 ? 大功率交一直 交傳動系統(tǒng)性能的提高與電力半導體器件的發(fā)展密切相關(guān) 。 應用于鐵道牽引的電力半導體器件大致經(jīng)歷了晶閘管 、 GTO、 IGBT三個發(fā)展階段 。 ? 晶閘管不是自關(guān)斷器件 ， 在需要強迫關(guān)斷的電路中需要增加換流回路 ， 不但增加了重量 、 體積 、 費用 ， 而且影響變流器效率及可靠性 。 ? 門極可關(guān)斷晶閘管 —GTO元件的出現(xiàn)，有力地推動了鐵道牽引變流技術(shù)的發(fā)展，它大大簡化了牽引變流器的主電路結(jié)構(gòu)示，確定了電壓型變流系統(tǒng)的優(yōu)勢地位。 但對門極驅(qū)動裝置的要求很高。另外， GTO元件在高電壓下導通，大電流下關(guān)斷，電流、電壓變化率及應力很大，需要設(shè)置性能良好的吸收電路，這就增加了開關(guān)損耗，并對冷卻系統(tǒng)提出了更高的要求。 ? 絕緣門極雙極型晶體管 ——IGBT元件兼有功率 MOSFET高輸入阻抗特性 (電壓控制型 )及雙極型器件優(yōu)良的通態(tài)特性 ，同時開關(guān)頻率也遠高于 GTO元件 ， 是一種比較理想的適用于鐵道牽引變流器的器件 。 冷卻技術(shù) ? 電力半導體器件的特性由兩方面確定：一是電工性能；二是熱工性能 。 冷卻技術(shù)就是要滿足電力半導體器件的熱工性能要求 ， 保證器件安全 、 可靠工作 。 ? 目前 ， 重要的冷卻措施主要包括風冷 、 沸騰冷卻 、 油浸式冷卻和熱管冷卻幾種 。 ? 風冷散熱方式結(jié)構(gòu)簡單 、 成本低 、 維護方便 ， 主要用于電流額定值為 50～ 500 A的器件； ? 沸騰冷卻指電力半導體器件浸放在沸騰液 （ 如R113） 中 ， 冷卻器中上半部為沸騰氣體 ， 德國ICE高速動車采用這一冷卻方式； ? 油浸式冷卻指半導體器件浸泡在冷卻油中 ， 冷卻油循環(huán) ， 將熱量帶到油一空氣熱交換器中散掉 ，Adtranz公司的大多數(shù)干線機車 、 動車均采用這種冷卻方式； ? 熱管冷卻是一種高效冷卻方式 ， 尤其是采用水作為冷卻介質(zhì)的熱管 ， 且具有不污染環(huán)境的優(yōu)點 。日本新干線高速動車牽引變流器均采用熱管冷卻方式 。 六、 CRH2動車組牽引傳動系統(tǒng)組成 ? CRH2動車組 主牽引系統(tǒng)主要由受電弓 、牽引變壓器 、 牽引變流器及牽引電機組成 。 ? 受電弓通過電網(wǎng)接入 25kV的高壓交流電 ， 輸送給牽引變壓器 ， 降壓成 1500V的交流電 。 降壓后的交流電再輸入牽引變流器 ， 變成電壓和頻率均可控制的三相交流電 ， 輸送給牽引電機 ， 通過電機的轉(zhuǎn)動而牽引整個列車 。 ? CRH2動車組有兩個相對獨立的主牽引動力單元 。 正常情況下 ， 兩個牽引單元均工作 。 ? 1個主牽引動力單元由 1臺牽引變壓器 、 2臺牽引變流器 、 8臺牽引電機構(gòu)成 。 ? 1臺牽引變流器驅(qū)動 4臺牽引電機 。 四臺牽引電機并聯(lián)使用 。四臺牽引電機特性差異控制在 177。 5％ 以內(nèi) ， 以便電流負荷分配均勻 。 ? 列車正常時升單弓運行 ， 另一個受電弓備用 。 供電設(shè)備布置在 6號車車頂 ， 電傳動設(shè)備布置在 7號車的車底 。 2號車與 6號車之間用 25KV特高壓電纜貫通連接 。 M2(2) M1(3) T2(4) T1k(5) M2(6) M1s(7) MTr C/I C/I APU CT1 EGS EGS VCB MTr C/I C/I APU CT1 VCB 主回路設(shè)備的布置及接線 CRH2動車組牽引系統(tǒng)設(shè)備布置表 受電弓 一、概述 受電弓是一種鉸接式的機械構(gòu)件 ， 它通過絕緣子安裝于動車組車頂 。 受電弓的集電頭升起后與接觸網(wǎng)導線接觸 ， 從接觸網(wǎng)上集取電流 ， 并將其通過車頂母線傳送到車內(nèi)供使用 。 ① 受電弓滑板和接觸導線壓力恒定 ， 不能太大也不能太小； ② 受電弓運動部分的質(zhì)量盡量減輕 ， 以減小慣性力 ， 以保證可靠的電接觸； ③ 受電弓滑板的材料 、 形狀 、 尺寸應適應高度的要求 ， 以保證耐磨性和接觸狀態(tài)； ④ 受電弓在升降弓時 ， 初始動作迅速 ， 終了動作緩慢 ， 以確保在降弓時快速斷弧 。 受電弓應當滿足以下要求： 接觸網(wǎng)－受電弓系統(tǒng) 弓線間的接觸壓力 壓力過小造成受電弓離線 ， 出現(xiàn)電弧 ， 使弓 、 線燒傷；壓力變大 ， 接觸導線過分升高 ， 使受電弓滑板和接觸導線的磨損加??； 接觸導線的波動和噪聲 高速運行時 ， 受電弓的向上推力將使接觸導線的位置急速變化 ， 導線的高度變化以橫波的形式前后傳播 ， 接觸導線的波動會產(chǎn)生強烈的噪聲問題 離線問題 當接觸導線的波動速度趕不上高速列車的速度時 ，就會產(chǎn)生離線現(xiàn)象 。 離線會造成極大的危害：供電時斷時續(xù) ， 弓線間出現(xiàn)電弧放電 ， 加速弓線的磨損等 。 二、 CRH2動車組受電弓 CRH2動車組采用 DSA250型受電弓 ， 一個基本牽引單元 1個 ， 全列共 2個 ， 安裝在 4號車和 6號車車頂 。 正常運行時 ， 只使用 1個受電弓 。 CRH CRH5動車組也是采用 DSA250型受電弓 。 DSA250受電弓總成 1底架 2阻尼器 3升弓裝置 4下臂 5弓裝配 6下導桿 7上臂 8上導桿 9弓頭 10滑板 升弓裝置安裝在底架上 ， 通過鋼絲繩作用于下臂 。 下臂 、 上臂和弓頭由較輕的鋁合金材料結(jié)構(gòu)設(shè)而成 。 滑板安裝在Ｕ型弓頭支架上 ， 弓頭支架垂懸在４個拉簧下方 ， 兩個扭簧安裝在弓頭和上臂間 ，這種結(jié)構(gòu)使滑板在機車運行方向上移動靈活 ， 而且能夠緩沖各方向上的沖擊 ， 達到保護滑板的目的 。 裝有升弓裝置的底架 1弓裝配 2升弓裝置 3鋼絲繩 4銷軸 5主通氣管 6線導向 技術(shù)參數(shù) 1. 名稱：單臂受電弓。 2. 型號： DSA 3. 設(shè)計速度： 250km/h。 4. 額定電壓 /電流： 25KV/1100A。 5. 標稱接觸壓力： 70N（可調(diào)整）。 6. 空氣動力調(diào)整：通過弓頭翼片調(diào)節(jié)（根據(jù)需要選裝）。 7. 升弓驅(qū)動方式：氣囊裝置。 8. 輸入空氣壓力： ～ 1Mpa。 9. 靜態(tài)接觸壓力為 70N時的標稱工作壓力：約 Mpa。 10. 弓頭垂向移動量： 60mm。 11. 精密調(diào)壓閥耗氣量：輸入壓力＜ 1MPa時不大于 。 12. 重量：約 115kg(不包含絕緣子 )。 材料 1．滑板：整體碳滑板（鋁托架 /碳條）。 2．弓頭：鈦合金。 3．上臂 /下臂：高強度鋁合金。 4．下導桿：不銹鋼。 5．底架：低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。 工作原理 受電弓氣動原理圖 1空氣過濾器 2單向節(jié)流閥（升弓） 3精密調(diào)壓閥 調(diào)壓范圍為 ～ 4壓力表 5單向節(jié)流閥（降弓） 6安全閥 12升弓裝置 14電控閥 15絕緣管 16氣囊驅(qū)動式受電弓閥板 17車頂界面 壓縮空氣通過電控閥經(jīng)過濾器進入精密調(diào)壓閥 ， 精密調(diào)壓閥 （ 件 3） 用于調(diào)節(jié)受電弓接觸壓力 ， 輸出壓力恒定的壓縮空氣 ， 其精度偏差為 177。 。 因為氣壓每變化 接觸壓力變化 10N。 注：單向節(jié)流閥 （ 件 2） 用于調(diào)節(jié)升弓時間 ，單向節(jié)流閥 （ 件 5） 用于調(diào)節(jié)降弓時間 。 高壓箱 25KV電網(wǎng)高壓首先由受電弓引入 CRH2動車組 ， 然后接入到高壓機器箱 ， 并旁路連接了保護接地開關(guān) EGS。 從高壓機器箱出來的高壓電直接連接到牽引變壓器的原邊繞組 。 高壓機器箱內(nèi)有避雷器 、 真空斷路器VCB、 接地端子 。 并設(shè)置了高壓聯(lián)鎖回路 ， 在受電弓沒有降下或 EGS沒有閉合的情況下 ， 高壓機器箱不能打開 。