【正文】 遲 ） ； ? 輸出類別 61 CRH2輔助電源裝置（ APU）輸出種類 類別 交流 3相 交流單相 直流 (輔助整流器箱） 內(nèi)置 ATr (不穩(wěn)定）輸出 額定電壓 AC400V AC100V AC220V DC100V AC100V 額定輸出 123kVA 12kVA 12kVA 58kW 22kVA 電壓精度 +10%～ 10% 同左 同左 +10%～ 10% +26%～ 41% 頻率 50Hz177。 ? 輸入額定值 ? 額定電壓：ＡＣ４００Ｖ （ ５０Ｈｚ ） 單相； ? 電壓變動范圍：＋２４ ％ ～－３１ ％ （ 連續(xù) ） ， －３７ ％ （ １０分鐘 ） 。 車輛檢修基地設(shè)置有外部電源 ， 可供輔助電路的工作 。 在列車信息控制系統(tǒng)和輔助電源裝置之間設(shè)置自診斷功能接口 ， 由列車信息控制系統(tǒng)實施 。 因此 ， 當(dāng)一臺輔助電源裝置故障時無需減少負荷 。 動車組 輔助供電系統(tǒng) 58 CRH2輔助供電系統(tǒng) : 當(dāng)一臺輔助電源裝置發(fā)生故障時 ， 為了使另一臺正常運轉(zhuǎn)的輔助電源裝置能夠向 8節(jié)車廂供電 ， 設(shè)置了用于切換的擴展供電回路 。 當(dāng)輔助繞組電源切換后 ， 空調(diào)裝置半功率運行 。 動車組 輔助供電系統(tǒng) 56 CRH2動車組輔助供電系統(tǒng)圖 57 CRH2輔助供電系統(tǒng) : 輔助供電系統(tǒng)采用冗余設(shè)計 ， 在動車組上安裝 2臺牽引變壓器 ，其輔助繞組輸出至輔助電源裝置 （ APU） 的 AC400V電壓分別供電給 4節(jié)車廂 。 穩(wěn)壓三相 AC400V與牽引系統(tǒng)相關(guān)的輔助設(shè)備 （ 牽引變壓器 、 牽引變流器 、 牽引電機用各送風(fēng)機等 ） 連接 。 55 CRH2輔助供電系統(tǒng) : 非穩(wěn)壓單相 AC100V系統(tǒng) ， 由輔助變壓器 （ ATr） 僅將牽引變壓器輔助繞組的 AC400V電壓直接降壓至 AC100V， 向熱水器的加熱器等容許電壓變動的負荷供電 。 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 。 動車組 輔助供電系統(tǒng) 53 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 、 照明 、 控制 、 廣播 、 列車無線等設(shè)備提供電源；在 6號車上設(shè)有蓄電池箱 。 如圖所示 52 一 、 概述 第三節(jié) CRH2動車組輔助供電系統(tǒng) CRH2動車組以 E21000型動車組為原型車 ， 通過全面引進設(shè)計制造技術(shù) ， 由四方股份公司在國內(nèi)制造生產(chǎn) 。 49 50 返回 51 ? 如圖所示，電池通過熔斷器和隔離開關(guān)與電池充電器并聯(lián)接到電池母線上，電池接觸器 1控制整個直流母線。 與主蓄電池總線并聯(lián)有兩條較小的蓄電池線 。 蓄電池采用鎳鎘電池 ， 使用容量為 200安培小時 。 動車組 輔助供電系統(tǒng) 46 CRH1動車組 110VDC輔助供電系統(tǒng) 充電器 輔助逆變器 濾波器 /變壓器 蓄電池 直流供電觸點 47 CRH1蓄電池充電器 電路原理 冷卻 輸入濾波 軟啟動整流控制板 整流 +濾波 逆變 門控 變壓 整流 +濾波輸出 供電模塊 控制模塊 48 動車組 輔助供電系統(tǒng) ?CRH1蓄電池系統(tǒng)的組成 CRH1動車組 蓄電池系統(tǒng)正常狀態(tài)下 ， 向列車內(nèi)的控制系統(tǒng) 、 應(yīng)急照明 、 應(yīng)急通風(fēng) 、 無線電等系統(tǒng)供電 。 蓄電池充電器 20將輔助逆變器 11輸出的三相 380VAC電壓轉(zhuǎn)化為 110VDC電壓后 ， 一路連接列車 110VDC母線 ， 另一路給蓄電池充電 。 動車組 輔助供電系統(tǒng) 45 ?110VDC輔助供電系統(tǒng) 110VDC輔助供電系統(tǒng)工作原理示意圖 。 設(shè)一個控制繼電器 ， 監(jiān)控輔助系統(tǒng)和車體之間的電阻 。該連接置于每個基本單元車組的拖車內(nèi) 。 每個三相電源系統(tǒng)都高電阻接地 。 輔助供電系統(tǒng)具有完善的故障診斷和保護功能 。 變壓器和濾波器箱內(nèi)有隔離變壓器 、 濾波器 、 主接觸器和系統(tǒng)接地等 。 動車組 輔助供電系統(tǒng) 38 MCM, IGBT – 變流器組成 GDU Gate Drive Unit Opto fibre signal From/To MCM Control Unit U V W U相 IGBT模塊 DC + DC + 24 V DC 0 V DC + 24 V DC 0 V DC 220V 電壓 380V 電壓 W相 V相 光纖信號 From/To MCM Control Unit GDU 門驅(qū)動 單元 39 IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor絕緣門兩極晶體管 GDU = Gate Drive Unit 門 (Gate)驅(qū)動單元 ? IGBT示意符號 ? GDU控制門 C o lle cto rE m itte rG a teG D U 40 電源 發(fā)射極 門極 集電極 螺釘 軟件接口 光輸出 光輸入 41 42 3DCU信號 U相輸出高電平 IGBT模塊 U相模塊 GDU開 GDU關(guān) IGBT模塊工作模式 1 動車組 輔助供電系統(tǒng) 43 3DCU信號 U相輸出低電平 IGBT模塊 U相模塊 GDU開 GDU關(guān) IGBT模塊工作模式 2 動車組 輔助供電系統(tǒng) 44 ?380VAC輔助供電系統(tǒng) ACM采用基于微處理器的控制單元 。 為了在起動和接上較大負載時達到最好的控制效果 ， 采用恒定的電壓－頻率比控制 ，直到達到額定電壓為止 。 控制單元 (DCU)通過光纖向 GDU傳輸信號 ， 使系統(tǒng)具有較高的抗電氣干擾能力 。 當(dāng)電源出現(xiàn)故障或 IGBT出現(xiàn)短路／過流時 ， GDU可將 IGBT斷開 。 動車組 輔助供電系統(tǒng) 36 CRH1動車組 380VAC輔助供電系統(tǒng) 外控 電池 1650v直流 直流電流檢測 交流電流檢測 給 MVB的信號 光耦隔離 IGBT DCU溫度檢測 門驅(qū)動 37 ?380VAC輔助供電系統(tǒng) 在 ACM中設(shè)有一個電源裝置 ， 為控制單元 (DCU)、 門驅(qū)動單元 （ GDU） 及電壓和電流傳感器供電 。 三相輸出濾波器包括一個三相電抗器和一個三相電容器 ， 可將輔助逆變器產(chǎn)生的諧波成份過濾掉 。 ACM為三相兩電平 IGBT逆變器 ， 產(chǎn)生所需要的三相輸出電壓 。 輔助逆變器單元 （ ACM） 同網(wǎng)側(cè)變流器單元 （ LCM） 的輸出直流環(huán)節(jié) 1650VDC連接 ， 它的任務(wù)是將輸入的 1650VDC通過逆變得到220/380V, 50Hz三相交流輸出 。 34 ?8種不同工況下的供電系統(tǒng)容量 當(dāng)動車組同任一拖車的外部電源插頭相連，采用 “ 外電源供電 ”模式： 防寒（除了客室區(qū)腳蹬加熱器和水箱）、蓄電池充電器（限電）、不受控制的負荷 （不能斷開的負荷）、單負載最高負荷時可操作。 這種情況下的冬季和夏季的用電需要功率、視在功率和無功功率列于下表。 這種情況下的冬季和夏季的用電需要功率、視在功率和無功功率列于下表。 冬季負荷 夏季負荷 需要功率 視在功率 無功功率 需要功率 視在功率 無功功率 304kW 310kVA 59kVAr 240 kW 279 kVA 142 kVAr 30 ?8種不同工況下的供電系統(tǒng)容量 當(dāng) 400V總線上短路發(fā)生在 MC TP M M TB線路時 ，冬季和夏季的用電需要功率 、 視在功率和無功功率列于下表 。 4． 400V總線上發(fā)生短路 在 400V總線上發(fā)生短路時，控制系統(tǒng)將自動將 供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到“ 400V總線上發(fā)生短路 ” 模式： 發(fā)生短路車輛的一半負荷將斷開（在短路處），車輛另一半負荷的客室 HVAC的供電量減少一半。 3． 至少有兩個 ACM可用 當(dāng)兩個或者三個 ACM發(fā)生故障時 ， 控制系統(tǒng)將自動將 供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到 “ 至少兩 個 ACM可用 ” 模式： 七輛車的客室 HVAC(除了用于廢排風(fēng)扇的 )斷開 ， 司機室空調(diào)在沒有司機的車輛中斷開 ， 所有強迫通風(fēng)的電加熱器斷開 。 這種情況下的冬季和夏季的用電需要功率、視在功率和無功功率列于下表。 冬季負荷 夏季負荷 需要功率 視在功率 無功功率 需要功率 視在功率 無功功率 673kW 378kVA 82kVAr 491 kW 576 kVA 301 kVAr 27 ?8種不同工況下的供電系統(tǒng)容量 。 % l一個逆變器的最大輸出功率 147 kW, cos φ = 0,88 l總體尺寸 (高 /長 /深 ) 350/410/810mm l重量 90kg