【正文】 es, pay more attention to the classification guidance. Orderly, pay more attention to the cooperation and cohesion driven, more strict requirements on injection, really supervision practice, ensure education practice is not empty is not empty is not partial, not as a mere , the key point of the taskThe main task of the county39。HXD1C型電力機(jī)車作為我國國產(chǎn)率最高的新型大功率機(jī)車，在現(xiàn)代化鐵路運(yùn)輸起著無可替代的重要作用。對HXD1C型機(jī)車在運(yùn)用中主變流器、制動(dòng)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等常見故障進(jìn)行原因分析,并介紹相應(yīng)的措施。AbstractHXD1C type electric lootive, the operation is stable and reliable, and can satisfy the use of this type of electric lootive requirements, realize modular, universal, reduce the lootive operation and maintenance costs. HXD1C type electric lootives in China GuoChanLv highest new type high power lootive. In modern railway transportation plays an irreplaceable important role. The design specification for HXD1C lootive traction converters and control systems technical characteristics and main parameters, describes its structure elaborated traction converter function module and function principle. HXD1C lootive main converter, braking system, auxiliary systems and mon faults in the use of reason analysis. And introduce appropriate measures。 Measures目 錄第一章 大功率交傳機(jī)車主傳動(dòng)系統(tǒng) 1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點(diǎn) 1 交傳機(jī)車牽引電機(jī)的結(jié)構(gòu). 2 大功率交傳機(jī)車牽引電機(jī)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 6 牽引變流器的簡介 6 牽引變流器的主要技術(shù)特點(diǎn) 7 牽引變流器的主要參數(shù) 7 牽引變流器的結(jié)構(gòu) 7 多重四象限整流電路工作原理 8 9 1放電過程 12 中間直流環(huán)節(jié)濾波電路的結(jié)構(gòu)與電路 14 14 14 15(直流放電)電路 15 PWM逆變器結(jié)構(gòu)及工作原理 16 PWM逆變器結(jié)構(gòu)。 16 電壓型PWM整流器間接電流控制 18 常用PWM芯片工作原理 19 脈寬調(diào)制逆變器 20 逆變橋的換相過程 21 三相逆變器的變頻變壓的原理分析 22 基本工作方式——180176。與傳統(tǒng)的直流傳動(dòng)機(jī)車相比，交流傳動(dòng)機(jī)車具有一些明顯的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)簡單交流傳動(dòng)采用的異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)。所以，在同樣功率的情況下，交流電機(jī)體積小，重量輕，從而改善了機(jī)車的動(dòng)力學(xué)性能?？辙D(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，轉(zhuǎn)速上升值不大，這樣，機(jī)車在同樣的粘著重量下，可以發(fā)揮出更大的起動(dòng)牽引力和持續(xù)牽引力。同時(shí)，通過各軸的單獨(dú)控制，當(dāng)某臺電機(jī)發(fā)生空轉(zhuǎn)時(shí)，可調(diào)節(jié)該臺電機(jī)，這樣能充分利用機(jī)車的粘著性能。功率大，恒功率范圍廣現(xiàn)代交流傳動(dòng)機(jī)車最大輪周功率可達(dá)160OkW18O0kW，制動(dòng)功率可做到與額定牽引功率相等。因此，交流傳動(dòng)機(jī)車有強(qiáng)的使用靈活性，它既可滿足貨運(yùn)的大的起動(dòng)牽引力要求，又可滿足客運(yùn)高速度的要求，做到客貨機(jī)車通用，實(shí)現(xiàn)機(jī)車多拉快跑的目的。密封性好，防潮、防塵、防雪性能好。因此故障率低，可靠性高。動(dòng)力性能與制動(dòng)性能好異步電動(dòng)機(jī)體積小、重量輕，同時(shí)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。一部分電制動(dòng)的能量可用于其它輔助設(shè)備。三相異步電動(dòng)機(jī)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(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量變換。定子由定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座三部分組成轉(zhuǎn)子：電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部件。轉(zhuǎn)子繞組：有籠型和繞線型兩種。結(jié)構(gòu)可靠簡單，但是轉(zhuǎn)子電阻固定。 大功率交傳機(jī)車牽引電機(jī)常用的調(diào)速方式與功率調(diào)節(jié)方式. 大功率交流傳動(dòng)機(jī)車牽引電機(jī)常用的調(diào)速方式與功率調(diào)節(jié)方式已知異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n （11）從上式可見，改變供電頻率f2電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可太到改變轉(zhuǎn)速的目的。在生產(chǎn)機(jī)械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)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(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動(dòng)機(jī)、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）。一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。2 串級調(diào)速 該方式針對繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入一個(gè)反電動(dòng)勢進(jìn)而達(dá)到調(diào)速的目的。電子串級方式由整流器、電抗濾波器和有源濾波器組成。電機(jī)串級調(diào)速方式則采用附加的直流電動(dòng)機(jī)將轉(zhuǎn)差功率變?yōu)闄C(jī)械能，饋送給主電動(dòng)機(jī)（機(jī)械串級），或通過異步電動(dòng)機(jī)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。但該方式如采用開環(huán)的方式，電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性較軟，且僅適用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。該方式的容量在國內(nèi)已達(dá)到2400KW，國外已達(dá)到幾十兆瓦。5 變阻調(diào)速 該方式通過在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中串入可變電阻，以改變電流，降低輸出轉(zhuǎn)柜，即加大轉(zhuǎn)差的方法實(shí)現(xiàn)調(diào)速。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(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，以液體（油）為工質(zhì)，由泵輪和渦輪組成。 液壓偶合器工作原理液力偶合器從結(jié)構(gòu)上可以分為進(jìn)口調(diào)節(jié)式、出口調(diào)節(jié)式和進(jìn)出口調(diào)節(jié)式三種類型，國內(nèi)系列化產(chǎn)生的液力偶合器功率范圍為50~6300KW，調(diào)速范圍為10%~90%，調(diào)速比為4:1或5:1，適合于3000r/min以下的大功率風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載。油、水泵系統(tǒng)維修率高額定功率的15%。風(fēng)機(jī)、水泵等機(jī)床、化工攪拌機(jī)、起重機(jī)械、風(fēng)機(jī)、水泵等33第二章 TGA9型牽引變流器主電路分析 牽引變流器的簡介電力機(jī)車交流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括各高壓設(shè)備、主變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)及相應(yīng)控制系統(tǒng)。是我國自行研制的交流傳動(dòng)干線貨運(yùn)機(jī)車的牽引變流器。整流器采用四象限整流器，有利于提高機(jī)車的功率因素，減少諧波電流分量。中間直流回路連接有二次諧振電路、過壓保護(hù)電路和接地檢測電路等。1）主電路特點(diǎn)。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。 變流器輸入端采用四象限變流器控制方式，具有中間直流環(huán)節(jié)電壓穩(wěn)定、功率因數(shù)接近于 能量可再生等優(yōu)點(diǎn)； 輸出端采用異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制方式， 具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性優(yōu)良、 控制簡介高效、 牽引力變化平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。 各部件采用模塊化設(shè)計(jì)，具有整體結(jié)構(gòu)相對簡單、檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 牽引變流器冷卻采用水冷卻方式， 具有冷卻效率高、 體積質(zhì)量小、 維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 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(jī)械間內(nèi),由變流器模塊 、牽引控制單元 （TCU）、線路接觸器和預(yù)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。諧振電容布置在變流器背部，檢修時(shí)需要將變流器吊出，但是諧振電容一般故障率較低。 變流器主要電氣和結(jié)構(gòu)參數(shù)項(xiàng)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(qiáng)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(jī)發(fā)出的電能反饋給電網(wǎng), R1 ,再生制動(dòng)工況時(shí)牽引電機(jī)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(diǎn)接地,用于變流器主電路接地檢。變流器模塊(以下簡稱模塊)集成了IGBT元件、水冷散熱器、溫度傳感器、門控單元、門控電源、脈沖分配單元、支撐電容器、低感母排等部件。脈沖分配單元與門控單元間的信號傳輸通過光纖實(shí)現(xiàn)，解決了高壓隔離問題，提高了模塊的抗干擾性能。四象限整流器(4QS)這一術(shù)語表示的是在牽引工況以及制動(dòng)工況下，電壓和電流間的相位角完全可調(diào)節(jié)的。當(dāng)電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候，整流控制單元控制整流側(cè)IGBT的開關(guān)和通斷。使功率因數(shù)高達(dá)99%，消除了對電網(wǎng)的諧波污染。 輸入電壓和輸出電流的波形當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)的時(shí)候，電機(jī)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(dāng)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(dòng)，將直流逆變成交流，此時(shí)能量由電機(jī)通過逆變側(cè)、整流側(cè)流向電網(wǎng)。四象限。 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(fù)載并聯(lián)。做理想化假設(shè)，AC/DC 無損耗，則變換前后率不變，即： （21）式中： ——輸入交流側(cè)電壓和電流；——輸出直流電壓和電流。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(shí)現(xiàn) PWM 整流電路的四象限運(yùn)行。 儲能器所接受的電流是正弦形的，其頻率為供電頻率的2倍，幅值恰好等于直流側(cè)負(fù)載電流。 另一方面，在該儲能器上的電壓是一個(gè)純直流電壓。 所以，對于這個(gè)作為儲能器的電抗兩端網(wǎng)絡(luò)來說，加在其上的直流電壓不引起電流，而流過雙倍網(wǎng)頻的交流電流也不會在其端子上引起電壓。為使?fàn)恳兞髌鬏斎腚娏鞯闹C波盡可能的小，四象限整流器的開關(guān)頻率應(yīng)足夠的大。必須采取其他措施來改善變流器輸入電流的品質(zhì)，我們通常采用多重化四象限整流電路，各重四象限整流器的載波錯(cuò)開一定的相位角，從而抵消部分諧波分量，改善輸入電流品質(zhì)。如果負(fù)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(biāo)要求。紋波電壓是指濾波電路、穩(wěn)壓電路輸出直流電壓含有的波動(dòng)電壓。紋波電壓是由整流輸出的單相脈動(dòng)電壓對濾波電容C 的充電 、放電過程產(chǎn)生的；在負(fù)載 RFZ不變的條件下，電容 C 的大小決定著紋波電壓的高低。 整流濾波電路原理、放電過程 濾波電路 ，用示波器測試的波形圖分析 C 的充電、放電過程更為直觀。 當(dāng) K 接通時(shí)，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。 從圖 的④中就可分析出電容 C 的充電與放電過程。如圖2所示，當(dāng)處在0～t1， U0=Uc＞Ui，C處于放電過程，D1～D4均處于截止?fàn)顟B(tài)； 在 t1～t2，Ui≥U0=Uc，C處于充電過程，DD處于導(dǎo)通狀態(tài)，DD4處于截止?fàn)顟B(tài)；在 t2～t3，ui≤U0=Uc， C隨ui規(guī)律放電， 仍存在 DD3處于導(dǎo)通狀態(tài)，DD4處于截止?fàn)顟B(tài)；在t3～t4， ui＜U0=Uc，C處于放電過程，D1～D4處于截止?fàn)顟B(tài)。 可以看出從 t1～t3期間，是電容 C 充電過程，紋波電壓的變化規(guī)律和 Ui（Ui=U0=Uc） 相同 ； 在 t3～t4期間，Uc按指數(shù)規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù)為 τ=RFZC。下面舉例說明整流器從無電流的狀態(tài)開始的工作過程。此時(shí)，如果原來開通的IGBT關(guān)斷，由于變壓器的漏電