【正文】 在這里，我感謝大學以來教我知識的每位老師，讓我學會了自己專業(yè)的各方面知識，特別是我在學習中李老師給我們的教導與專業(yè)知識的學習讓我獲益匪淺，讓我學到的東西能在畢業(yè)設(shè)計中發(fā)展開來。悲的是我接到課題的時候發(fā)現(xiàn)我其實很多東西都沒有，而且腦袋里沒任何思路。我想首先做畢業(yè)設(shè)計的主要目的不是要將大家難住，而是要檢驗大家的學習成果。心得體會時間如白駒過隙，一晃而過，大學三年的時光即將結(jié)束，我的求學路即將結(jié)束一段征程，職業(yè)生涯即將展開，但是學習是伴隨我一生的事情，無論我在哪里，無論我在做什么，無論我是社會中的一個什么角色，我都是一個學習者，只不過學習的舞臺由學校換成了社會而已，但學習的激情會閃耀我的生命。導致模塊連接母排燒損。導致輔助變流器故障。2 解決措施2010年8月下旬對HXDIC型電力機車真空主斷路器的電磁閥線圈、主斷控制板進行更換整治．在201 1年度共發(fā)生3件由于主斷控制板故障導致主斷合不上的故障。2011年度IPM模塊故障率仍舊較高．自今年1月份至今由于IPM模塊故障引起的機車故障有6件，臨修高達16件。經(jīng)檢查短接接觸器75％的卡分、卡合現(xiàn)象都是由于短接接觸器的輔助觸頭板故障所致。(2)針對網(wǎng)絡通信由于接頭緊固不到位造成的機車故障問題。(2)網(wǎng)絡通信I／O模塊插頭松動。1 故障現(xiàn)象VCM、GWM、DIM、DXM模塊失效使得機車無法完成初始化。造成插件板的故障原因有以下幾個方面：一是插件板元件失效：二是插件板程序進入死循環(huán)；三是插件板的程序不成熟造成故障誤報。一方面通過檢查整修，消除冷卻管路泄露；另一方面。向制造廠反饋質(zhì)量問題，減少早期失效率。參數(shù)動作值動作備注網(wǎng)壓17kv，時間1s分主斷原邊欠壓15kV分主斷并鎖定2min原邊欠壓網(wǎng)壓,時間40s分主斷原邊過壓網(wǎng)壓32kv分主斷原邊過壓網(wǎng)壓～31 kV正常工作參數(shù)動作值動作備注原邊電流和回流電流的差值Idiff50A，時間分主斷原邊接地原邊電流I430A，時間分主斷()原邊過流回流電流I850A（沖擊電流）分主斷原邊過流原邊電流，I30A降弓主斷路器故障參數(shù)動作值動作備注主變油溫Toil 41℃分主斷Toil ≥40℃（復位）82℃Toil ≤87℃線性降功0%~30%Toil 87℃封鎖主變流器Toil ≤77℃（復位）Toil 92℃分主斷40 ℃ ≤ Toil ≥ 82 ℃正常工作第三章 TGA9型牽引變流器的使用維護 牽引變流柜故障牽引變流柜的故障主要有以下幾個方面：一是整流，逆變模塊炸損(約占變流系統(tǒng)故障率10％)；二是TCU控制箱的插件板失效(約占微機／變流系統(tǒng)故障率的30％：三是網(wǎng)絡控制，通信模塊故障(約占微機，變流系統(tǒng)故障率的23％)；四是其它部件故障(約占微機／變流系統(tǒng)的37％)，如水壓傳感器、電壓傳感器、門極驅(qū)動板、K1接觸器故障等。較大的柵極電阻延長了IGBT的開通與關(guān)斷時間，同時也增加了開關(guān)損耗；若柵極電阻過小，雖然可以縮短開關(guān)時間，但是使得IGBT得開通dr/dt變大，有可能引起IGBT的誤導通。 柵極驅(qū)動條件與器件主要特性的關(guān)系主要特性+升高升高升高降低————、降低——增加、——減小增加開通浪涌電流（硬開關(guān)感性負載）增大——減小關(guān)斷浪涌電流（硬開關(guān)感性負載）——增大減小的敏感度增強降低降低電流限制值增大——減小負載短路時的耐沖擊性降低——增加 設(shè)計柵極驅(qū)動電路時，主要考慮的問題1） 正偏壓+,在飽和導通狀態(tài)下，推薦使用的柵極正偏驅(qū)動電壓須達到+15V，當最大電壓不超過+20V。、IGBT集成驅(qū)動電路 通常IGBT作為高壓變流器的逆變電路的開關(guān)器件。IGBT模塊常用的電路結(jié)構(gòu)有多種，在高壓變流中用得最多的為二合一封裝或單一模塊封裝。按照IGBT器件C、E間擊穿時PN結(jié)耗盡層是否穿透高阻基區(qū)層為判斷依據(jù)，可將IGBT分為兩大類：耗盡層穿透高阻基區(qū)的稱為穿透型IGBT。從圖中可看出，IGBT是有雙極型晶體管與MOSFET組成的達林頓結(jié)構(gòu)，相當于一個由MOSFET驅(qū)動的厚基區(qū)PNP集體管，圖中的是集體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻。=Ud/2，4通，39。同一相上下兩臂交替導電，各相開始導電的角度差120 176。3） 兩端電壓最終將升高到超過uv兩相的線電壓。 脈寬調(diào)制逆變器的方式工況 脈寬調(diào)制逆變器的脈沖工況 制動工況下電壓和電流的相位 逆變橋的換相過程，其他各個IGBT之間的換相過程與此相似。兩輸出端子之間輸出電壓的最大幅度值取決于中間直流電壓.可以通過改變IGBT逆變器的占空比來調(diào)節(jié)輸出電流的有效值。 SG3525的引腳 SG3525的內(nèi)部框圖 脈寬調(diào)制逆變器脈寬調(diào)制逆變器由三個相模塊組成，逆變器在輸出端U、V、W處提供一個變頻變壓的三相交流電源。振蕩器還設(shè)有外同步輸入端(腳3)。PWM控制芯片SG3525 。圖中為實現(xiàn)直流側(cè)電壓無靜差控制，電壓調(diào)節(jié)器輸出為交流側(cè)電流的指令信號，在通過控制運算，最終輸出IGBT的驅(qū)動信號，從而實現(xiàn)了三相電壓性PWM整流器靜態(tài)間接電流控制，并穩(wěn)定了直流側(cè)電壓。這種間接電流控制由于無需設(shè)置交流電流傳感器以構(gòu)成電流閉環(huán)控制，因而是一種簡單控制方案。另一方面，也可通過網(wǎng)側(cè)電流閉環(huán)控制，直接控制PWM整流器的網(wǎng)側(cè)電流，下面分別舉例說明這兩種電流控制的PWM整流器的控制思路的優(yōu)缺點。因此，通常采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)相結(jié)合的雙閉環(huán)控制方式。如果忽略高次諧波，功率變換部分可以等效為一個三相交流電壓源，其單相(以A相為例)基波等效電路 單相等效電路，Ura。由于三相變換器采用三級型PWM控制，可通過不同的調(diào)制方法控制輸入電流im(m=a，b，c)的相位和幅值，從而達到:(l)保持變換器輸出的直流電壓恒定。而當PWM整流器向電網(wǎng)傳輸電能時，其運行于有源逆變工作狀態(tài)。(3)電能雙向傳輸。針對上述不足，PWM整流器對傳統(tǒng)的相控二極管整流器進行了全面改進。(3)深控時網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)很低。從電力電子技術(shù)發(fā)展來看，整流器是較早應用的一種AC/DC變換裝置。電路輸出側(cè)接一組星行連接的電容器組，主要有兩個作用：一是對輸出PWM電流波形進行濾波，減小電流中的諧波：二是在IGBT換相時提供換相回路，以減小IGBT關(guān)斷時的過電壓。RcH為斬波電阻，由一個IGBT功率元件控制電阻的投切，當TCU檢測到中間直流電壓超過規(guī)定值時，將觸發(fā)斬波管(IGBT)開通，中間直流的能量通過斬波電阻快速的釋放掉，使中間直流電壓迅速的恢復正常值，隨后斬波管關(guān)閉，穩(wěn)定中間電壓。這樣，就可以檢測到接地故障。該可調(diào)電容器可由用戶定期調(diào)整，以避免頻率的漂移。牽引變流器的中間支撐電容是由分布在各變流器模塊內(nèi)的電容器組成。利用這一原理，電流就可以圍繞一個參考值上下波動且COS尹和直流支撐電壓值能保持在要求的范圍內(nèi)。下面舉例說明整流器從無電流的狀態(tài)開始的工作過程。如圖2所示，當處在0～t1， U0=Uc＞Ui，C處于放電過程，D1～D4均處于截止狀態(tài)； 在 t1～t2，Ui≥U0=Uc，C處于充電過程，DD處于導通狀態(tài)，DD4處于截止狀態(tài)；在 t2～t3，ui≤U0=Uc， C隨ui規(guī)律放電， 仍存在 DD3處于導通狀態(tài)，DD4處于截止狀態(tài)；在t3～t4， ui＜U0=Uc，C處于放電過程，D1～D4處于截止狀態(tài)。 當 K 接通時，濾波電路輸出的直流電壓為U0，并疊加有紋波電壓ΔU，如圖 的③。紋波電壓是由整流輸出的單相脈動電壓對濾波電容C 的充電 、放電過程產(chǎn)生的；在負載 RFZ不變的條件下，電容 C 的大小決定著紋波電壓的高低。如果負載電阻RFZ等效為電源設(shè)備的穩(wěn)壓電路，就對濾波電路提出指標要求。為使牽引變流器輸入電流的諧波盡可能的小，四象限整流器的開關(guān)頻率應足夠的大。 另一方面，在該儲能器上的電壓是一個純直流電壓。電網(wǎng)電壓、輸入電壓和電感上電壓三者構(gòu)成三角形關(guān)系，所以通過控制輸入電壓即可以實現(xiàn) PWM 整流電路的四象限運行。 回饋電流和電網(wǎng)電壓的波形簡單的電壓型四象限脈沖整流器的基本原理，儲能器與直流側(cè)負載并聯(lián)。 輸入電壓和輸出電流的波形當電動機工作在發(fā)電機狀態(tài)的時候，電機產(chǎn)生的能量通過逆變側(cè)的熱、二極管回饋到直流母線，當直流母線電壓超過一定的值，整流側(cè)能量回饋控制部分啟動，將直流逆變成交流，此時能量由電機通過逆變側(cè)、整流側(cè)流向電網(wǎng)。當電機工作在電動狀態(tài)的時候，整流控制單元控制整流側(cè)IGBT的開關(guān)和通斷。脈沖分配單元與門控單元間的信號傳輸通過光纖實現(xiàn)，解決了高壓隔離問題，提高了模塊的抗干擾性能。 變流器主要電氣和結(jié)構(gòu)參數(shù)項目技術(shù)參數(shù)四象限變流器額定輸入電壓/V額定輸入電流/A最大輸入電流/A元件開關(guān)頻率/Hz控制方式AC 97013901544450中間直流環(huán)節(jié)中間直流電壓/V支持電容/mF二次協(xié)振電感/mH二次協(xié)振頻率/HzDC 1800100逆變器輸出電壓/V額定輸出電流/A最大輸出電流/A極薄頻率范圍/Hz控制方式三相AC 0～1 4045988140～117直接轉(zhuǎn)矩控制冷卻參數(shù)冷卻方式水和添加劑體積比散熱功率/kW強迫水循環(huán)冷卻44%/56%80結(jié)構(gòu)參數(shù)外觀尺寸mm*mm*mm質(zhì)量/kg31001060200（長寬高）約2500 多重四象限整流電路工作原理,變流器將電機發(fā)出的電能反饋給電網(wǎng), R1 ,再生制動工況時牽引電機發(fā)出的三相電壓經(jīng)整流,逆變后通過牽引變壓器,受電弓反饋回電網(wǎng),電抗器L1 和C3~C8 整流器輸出的二次諧波電流RCH1 為過壓斬波電阻,用于直流回路的過電壓抑制R4 為固定放電電阻袁用于將支撐電容上的電壓放至安全電壓以下；R8 R9 為直流分壓電阻、中點接地,用于變流器主電路接地檢。 牽引變流器的結(jié)構(gòu)牽引變流器作為一臺完整的組裝設(shè)備安裝在機械間內(nèi),由變流器模塊 、牽引控制單元 （TCU）、線路接觸器和預充電單元、接地檢測單元、諧振電容、斬波電阻、冷卻系統(tǒng)及各類監(jiān)視控制傳感器組成，各類部件可以方便地拆卸。 各部件采用模塊化設(shè)計，具有整體結(jié)構(gòu)相對簡單、檢修維護方便等優(yōu)點。開關(guān)元件采用3 300 V/1 200 A 等級 IGBT 元件，技術(shù)成熟可靠。中間直流回路連接有二次諧振電路、過壓保護電路和接地檢測電路等。是我國自行研制的交流傳動干線貨運機車的牽引變流器。油、水泵系統(tǒng)維修率高額定功率的15%。6 液力偶合器調(diào)速 這是一種中間環(huán)節(jié)的調(diào)速裝置，它以籠型電動機為原動機，以液體（油）為工質(zhì)，由泵輪和渦輪組成。該方式的容量在國內(nèi)已達到2400KW，國外已達到幾十兆瓦。電機串級調(diào)速方式則采用附加的直流電動機將轉(zhuǎn)差功率變?yōu)闄C械能，饋送給主電動機（機械串級），或通過異步電動機轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎl電饋送給電網(wǎng)，該方式目前又被內(nèi)反饋式取代的趨勢。2 串級調(diào)速 該方式針對繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串入一個反電動勢進而達到調(diào)速的目的。從調(diào)速時的能耗觀點來看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動機、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級調(diào)速等）。 大功率交傳機車牽引電機常用的調(diào)速方式與功率調(diào)節(jié)方式. 大功率交流傳動機車牽引電機常用的調(diào)速方式與功率調(diào)節(jié)方式已知異步電動機的轉(zhuǎn)速n （11）從上式可見，改變供電頻率f2電動機的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可太到改變轉(zhuǎn)速的目的。轉(zhuǎn)子繞組：有籠型和繞線型兩種。三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。動力性能與制動性能好異步電動機體積小、重量輕，同時采用特殊的懸掛裝置，簧下重量小，有較高的曲線通過能力，對軌面的沖擊力小。密封性好，防潮、防塵、防雪性能好。功率大，恒功率范圍廣現(xiàn)代交流傳動機車最大輪周功率可達160OkW18O0kW，制動功率可做到與額定牽引功率相等。空轉(zhuǎn)發(fā)生時，轉(zhuǎn)速上升值不大，這樣，機車在同樣的粘著重量下，可以發(fā)揮出更大的起動牽引力和持續(xù)牽引力。與傳統(tǒng)的直流傳動機車相比，交流傳動機車具有一些明顯的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)簡單交流傳動采用的異步電動機除軸承外，沒有其它摩擦部件，結(jié)構(gòu)簡單，使得其可靠性大大優(yōu)于直流牽引電動機。 Measures目 錄第一章 大功率交傳機車主傳動系統(tǒng) 1 主傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點 1 交傳機車牽引電機的結(jié)構(gòu). 2 大功率交傳機車牽引電機常用的調(diào)速方式與功率調(diào)節(jié)方式. 2第二章 TGA9型牽引變流器主電路分析