畢業設計:CRH5牽引變流器原理及故障處理

　　日本、法國和德國高速鐵路的成功經驗也帶動了世界其他國家和地區高速鐵路的發展，意大利、西班牙、瑞典、韓國和我國臺灣地區均已有高速鐵路投入運行。值得一提的是，除采用日本、法國和德國的技術外，瑞典等一些國家還通過采用擺式列車提高列車的運行速度，以實現既有線路高速化，取得了良好的效果。在今后動車組的發展中，車體結構、轉向架和動力設備將不斷輕型化以滿足軸重減輕的要求；注重通用性和多電流制方式，滿足居不同國家和地區的運營需要也是制造商普遍關注的問題；擺式車體技術、新型功率半導體器件、交流異步電動機傳動將得到廣泛應用；在更高的速度等級上，動力分散布置將成為動車組下一步的發展方向。

　　1.2國內高速鐵路概況

　　自XX年以來，我國通過引進、消化、吸收和再創新戰略已完全掌握了動車組列車的總成、車體、轉向架、牽引電機、牽引變壓器、牽引變流器、牽引控制、列車網絡控制和制動系統等9大關鍵技術及10項主要配套技術，實現了跨越式發展，年均增長率為72.3%，動車組的國產化程度已達到75%以上。唐車、長客、青島四方等承擔著我國crh2、crh3、crh5動車組的主要生產任務，已經成為高速動車組制造的龍頭企業。同時各項新技術也被使用，唐車軌道客車制造廠建立了300km/h高速動車組建模與仿真系統，通過基于pro-interlink與plm的三維設計平臺、基autocad-mechanical的二維設計平臺等，對產品的相關性能進行在設計過程中分析與計算，使其投產的產品自設計之初就不斷調整，從而使投產產品無設計缺陷，提高了企業產品的可靠性，極大的提高了設計效率，提高了企業設計制造的創新能力我國在引進并消化吸收了時速200-300km動車組的技術之后，進一步解決了阻礙速度提高的問題，對高速動車組在基礎理論和生產技術等方面進行創新，成功生產出了時速380km的高速動車組，具有速度高、運量大、節能環保、乘坐感舒適等諸多優勢，其綜合性能在全球居于領先地位。

　　XX年12月22日，由南車集團青島四方機車車輛股份有限公司制造的首列時速300公里具有自主知識產權的國產高速動車組crh2-300于青島下線。標志著我國成為世界上第五個能設計并制造出運營速度300km/h動車組的國家。crh2-300高速動車組是對國外200km/h動車組技術平臺整合吸收的基礎上再創新，根據我國鐵路運輸的具體情況和市場的需求自主研發制造的，整體的國產化超過70%。列車采用鋁合金車體，每車的重量7千千克，在輕量化方面走在世界前列。同時在高速轉向架、受電弓、傳動、制動、網絡控制等技術方面取得突破性進展，體現我國機車車輛行業技術人員的創新能力。

　　XX年5月28日在中國北車長春軌道客車股份有限公司，具有自主知識產權、時速380km的高速動車組“和諧號”380a在長春下線。XX年9月28日11時37分，中國國產“和諧號”crh380a高速動車組，在滬杭高鐵杭州至上海試運行途中，最高時速達到416.6公里，刷新了世界高速鐵路運營的試驗速度。

　　1.3crh5動車組參數及要求

　　crh5動車技術參數如表1-1所示

　　第2章crh5牽引變流器原理

　　2.1牽引變流器的結構與功能

　　牽引變流器ygn2q213（ay00000001050）系阿爾斯通技術引進經國產化后用于電動車組crh5的變流裝置，內部分別有兩組四象限整流器（4qc）和逆變器，同時還有一組輔助逆變器，每一組逆變器控制一臺568kw牽引電機，輔助逆變器向車載三相400v/50hz用電設備供電。變流器的主要功能是將25kv/50hz的單相交流電壓通過牽引變壓器降壓后，輸出單相ac1770v/50hz的電壓，經四象限整流得到3600v的中間直流電壓，再經逆變器輸出電壓頻率可調的0～2808v的三相交流電壓來控制每臺電機；同時輔助逆變器從中間回路輸入直流3600v電壓經斬波降壓逆變后輸出三相400v/50hz的交流電壓，為輔助系統的設備供電。變流器由8個組件平臺構成，它們分別是兩個輔助組件平臺，兩個牽引模塊組件平臺，兩個用戶組件平臺，一個冷卻系統平臺，一個電阻組件平臺，8個平臺通過中央線槽連接形成一個整體。其實際外觀圖如圖2-1所示。

　　圖2-1牽引變流器的實際外觀圖

　　牽引變流器的主要任務是將牽引變壓器二次側的1770vac單相交流電轉變為電壓和頻率可調的三相交流電和400vac、50hz電源，給牽引電動機和列車輔助系統供電。主要包括以下幾部分：四象限脈沖整流器（4qc）、中間直流電路、制動斬波器、牽引逆變器。

　　2.1.1牽引變流器的特性

　�。�1）典型的模塊化結構，主要由8個組件組成，通過緊固件連接；

　�。�2）牽引、輔助變流器集成在一個箱體中，輔助回路輸入電壓來自中間直流環節；