【正文】 ntroduction and analysis, and take the CRH1 EMUs auxiliary power supply system for example to do the position, structure and function are introduced and analyzed in detail, the graduation design project, has a clear and detailed introduction. First of all, probably the first general of the CRH1 EMU production background is introduced. Then the CRH1 type EMUs auxiliary power supply system structure, function, characteristic and working principle were analyzed, then use your own words to sum up, this is conducive to like my basic knowledge is not strong students to better understanding of learning and use of. Finally, in accordance with their graduates to do the design plan tree, the auxiliary power supply system of the main ponents of IGBT are introduced, the characteristics, principle and matters needing attention are introduced some of the major. Key words： CRH1 EMU Auxiliary power supply system IGBT Principle Characteristic 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 引 言 眾所周知我國幅員遼闊，東西，南北跨度大，再加上我國人口多，而收入普遍較低，所以乘坐火車是人們平常出行的首選，然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及生活節(jié)奏的快速發(fā)展，普通的火車已經(jīng)難以滿足人們的需要，于是，動車組在中國便孕育而生。 2020年 4月 18日，中國鐵路按照既定計劃實施了第 6次大面積提速。CRH系 列的動車組，最高時速達(dá)到 350 km／ h以上，因此本文泛稱 CRH系列動車組為高速動車組。隨著人們價值觀念的轉(zhuǎn)變，安全舒適成為人們考慮的方向，為了保證高速動車組長時間的正常的，安全的運(yùn)行，列車需要穩(wěn)定、高效的輔助供電系統(tǒng)為眾多輔助設(shè)備提供電源，這些設(shè)備包括空氣壓縮機(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)等。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 第一章 CRH1型動車組輔助供電系 統(tǒng)概括 CRH1 型動車組生產(chǎn)背景與介紹 CRH1 型動車組是 在我國 鐵道部為進(jìn)行中國鐵路第六次大提速，于 2020 年起向龐巴迪運(yùn)輸和青島四方龐巴迪鐵路運(yùn)輸設(shè)備有限公司 (BST)訂購的 CRH 系列高速電力動車組車款之一。 和諧號（ CRH） —— China Railways Highspeed CRH1 型動車組是有青島四方龐巴迪運(yùn)輸公司制造，其原型車為龐巴迪公司為瑞典設(shè)計的 Rejina C2020 型。 CRH1 型動車組簡單介紹 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 CRH1采用交流傳動及動力分布式，標(biāo)稱速度為 200 公里 /小時，持續(xù)運(yùn)營速度為 200 公里 /小時，最大運(yùn)營速度為 250 公里 /小時 ， 列車編組方式是全列 8 節(jié)，包括 5節(jié)動車及 3 節(jié)拖車 (5M3T)，其中包括 2節(jié)一等座車， 5節(jié)二等座車， 1 節(jié)二等座車 /餐車。 目前，我國 CRH1型動車組主要配屬于上海、廣州、南昌、成都等鐵路局和鐵路公司，正在繁忙的來往于武廣、滬杭、廣深等鐵路線上。由圖 3可見，一列 CRHl高速動車組由 8節(jié)車組成 (5M3T)，共有 3個列車單元。 高速動車組的輔助供電系統(tǒng)主要包括 2部 分：交流供電系統(tǒng)和直流供電系統(tǒng)。交流供電系統(tǒng)的任務(wù)是輸出交流電壓，為交流母線提供電源，以及為交流負(fù)載供電。 如圖 1所示，交直交型交流供電系統(tǒng)一般由 4部分組成：牽引變壓器輔湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 助繞組、輔助整流器、中間直流環(huán)節(jié)以及輔助逆變器。 ，直交型交流供電系統(tǒng)則從機(jī)車牽引回路的直流環(huán)節(jié)取電，經(jīng)過輔助逆變器實現(xiàn)從直流到交流的變換，最終輸出交流電壓。因此，為了保證輸出的交流電壓值 (大約為 400 V)與輸出電壓的正弦度，在直交型電路中必須有降壓環(huán)節(jié)。兩者的區(qū)別在于前一種結(jié)構(gòu)先經(jīng)過輔助逆變器完成 從直流到交流的轉(zhuǎn)變，后經(jīng)過輔助變壓器降壓；而后一種結(jié)構(gòu)先通過降壓斬波器降壓，后經(jīng)過輔助逆變器實現(xiàn)交流電的輸出。它主要包括：蓄電池充電機(jī)、蓄電池以及相應(yīng)的負(fù)載。 型動車組輔助供電系統(tǒng)構(gòu)成與功能 輔助供電系統(tǒng)的組成 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。 輔助供電系統(tǒng)的功能 輔助系統(tǒng)是一個連接在各車箱之間的電源的供電源配電系統(tǒng)，提供： （ 1） 三相四線制 50HZ、 400V 交流電源； （ 2） 110V 直流電源。 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。 CRH1 的輔助電源系統(tǒng)從主變流器的直流側(cè)接受 DC1650V 的電能，通過輔助變流器逆變?yōu)槿嘟涣麟?，再通過輔助變壓器和交流濾波器輸出給電源母線AC400V/50Hz 交流電最后經(jīng)供電母線分配給不同的負(fù)載，如下圖所示 輔助供電系統(tǒng)的工作原理 CRHl輔助供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如圖 4所示，其中， 25 kV交流高壓電經(jīng)位于 T車內(nèi)的牽引變壓器降壓后輸入位于 M車內(nèi)的網(wǎng)側(cè)變流器單元 (LCM)。 ACM輸出的 400V／ 50 Hz三相交流電經(jīng)過輸出濾波器濾除諧波后，通過隔離變壓器和接觸器給列車三相交流母線供電。 CRHl高速動車組的每個列車單元都有一個完整的輔助供電系統(tǒng)，其輔助交流供電系統(tǒng)采用直交的形式。 A的輔助逆變器單元 (ACM)、隔離變壓器、蓄電池充電機(jī)以及蓄電池等。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 一路供給直流母線，另一路接蓄電池。 輔助供電系統(tǒng)的工作狀態(tài) 該系統(tǒng)有三個不同的運(yùn)行模式： 1. 正常運(yùn)行模式 2. 回送模式 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 3. 固定供電模式 三種模式啟動 /關(guān)閉之間的差異 啟動 關(guān)閉 正常運(yùn)行模式 相似 回送模式 固定 供電模式 ACM從不啟動 正常運(yùn)行模式 該系統(tǒng)由 PCU 啟動。當(dāng)直流環(huán)節(jié)電壓在正確限值內(nèi)時， ACM自動啟動。該 ACM關(guān)閉其自身的三相分離接觸器，并運(yùn)行軟啟動。 當(dāng)三相交流總線供電，三相接觸器關(guān)閉之后，蓄電池充電機(jī)立即自動啟動。 VCU命令 PCU關(guān)閉系統(tǒng)。一旦交流總線斷電，蓄電池充電機(jī)自動關(guān)閉。牽引功能的作用是在 CRH1B 牽引無 25 千瓦電壓時提供輔助電源三相電壓和蓄電池充電。牽引電機(jī)作為發(fā)動機(jī)（在動態(tài)制動時相同）提供能量。網(wǎng)側(cè)變流器被取消 。三相電壓供應(yīng)蓄電池充電機(jī)，蓄電池可以被充電。可通過預(yù)充電單元來實現(xiàn)。這就允許電機(jī)變流器磁化牽引電機(jī)。一旦磁化，牽引電機(jī)將向直流環(huán)節(jié)供電，預(yù)充電裝置即可取消。 固定供電模式 供電站為三相交流總線供電。蓄電池充電 機(jī)的充電級別和監(jiān)控由 VCU完成。該系統(tǒng)由 VCU關(guān)閉。 冗余設(shè)計 輔助系統(tǒng)采用冗余設(shè)計： 在動車組上安裝 2 臺牽引變壓器，其輔助繞組輸出的 AC400V 電 壓分別供電給 4 節(jié)車廂。當(dāng)輔助繞組電源切換后，空調(diào) 裝置半功率運(yùn)行。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(yùn)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(kuò)展供電回路。因此，當(dāng)一臺輔助電源裝置故障時 無需減少負(fù)荷。 小型、輕量、低噪音 動車組是集成電路與空氣動力的完美結(jié)合，所以，在動車組上，要求了輔助供電系統(tǒng)需要小型，不能占用太多空間而降低了乘客的乘坐空間降低了乘坐的舒適度；輔助供電系統(tǒng)中輔助電源裝置中的輔助變流器采用可湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 高速開關(guān)的 IGBT，通過高頻 PMW 控制，為車上的輔助用電系統(tǒng)供電，所以就盡量避免了電流聲等噪音；前文就已說明， 動車組跑的快自身更加輕量化是其特點之一，再者就要求輔助供電系統(tǒng)要求更加的輕量化，而不影響速度。例如， CRH1型 8輛編組的動車組每個動車均設(shè)有 1個 ACM，每列車有 5個 ACM，其輸出連接在同一母線上并聯(lián)運(yùn)行； 16輛編組座／臥車共有 1O個 ACM。輔助逆變器的輸出通過隔離變壓器和接觸器同三相列車供電母線相連接。列車過分相的短暫過程中，輔助系統(tǒng)可不斷電維持正常運(yùn)行。 外接供電時采用 3 380 V, 50Hz地面電源。當(dāng)外接電源連接后，輔助逆變器自動斷開。司機(jī)室設(shè)備的配電盤置于司機(jī)室內(nèi)。 無功功率：供、配電系統(tǒng)中沒有被利用的電能用表示。 ．正常運(yùn)行 正常運(yùn)行狀態(tài)下，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(fù)荷 夏季負(fù)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 544kW 551kVA 82kVAr 414 kW 482 kVA 247 kVAr 冬季負(fù)荷 夏季負(fù)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 678kVA 82kVAr 491 kW 576 kVA 301 kVAr 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢