1、動車組 第四章牽引 傳 動 系 統(tǒng),C、CRH動車組牽引傳動系統(tǒng),2,一、CRH1動車組牽引傳動系統(tǒng) CRH1 動車組,該動車組由青島四方一龐巴迪一鮑爾鐵路運輸設備有限公司（BSP）提供，國外合作伙伴是龐巴迪運輸瑞典AB（BT）。BSP動車組是以龐巴迪公司為瑞典國家鐵路和地方鐵路開發(fā)的“Regina”動車組為原型車經改變設計而成的。,3,CRH1列車基本單元,4,牽引傳動系統(tǒng)的能量傳遞與轉換,CRH1的受電弓從接觸網接受25KV 50Hz高壓交流電能，經過安裝在車底架上的主變壓器降成900V 50Hz交流電， 降壓后的交流電經網側變流器轉換成1650V DC直流電能，該直流電再由牽引逆變器轉換

2、成可變頻率可變電壓的三相交流電送給牽引電機，將電能轉換成牽引列車的機械能。,5,牽引傳動系統(tǒng)的能量傳遞與轉換過程示意圖,6,列車控制與管理系統(tǒng)TCMS,CRH1是以MITRAC通用計算機為核心的列車控制與管理系統(tǒng)TCMS（Train Control and Management System）。MITRAC計算機系統(tǒng)以摩托羅拉68k微處理器為基礎，該系統(tǒng)的機械和電氣設計均適應溫度范圍是-40C+70C，并承受強烈震動沖擊的牽引環(huán)境。MITRAC及其前身TRACS從1985年就已經運營服務，并隨著新電子產品（如微處理器、存貯器等）的更新而不斷換代，該系統(tǒng)目前在世界各地的幾種不同車上都有使用。,7

3、,牽引傳動及計算機控制系統(tǒng)示意圖,8,TCMS接受司機的指令信息，經過轉換與運算以后發(fā)給主回路電器系統(tǒng)執(zhí)行實施能量轉換過程，控制列車運行；TCMS還檢測列車運行的實際狀態(tài)信息，對該狀態(tài)信息進行處理和判斷，一方面顯示給司機、乘務人員和維護人員了解列車的運行情況，另一方面對出現的異常情況進行報警和應急處理。 可以說牽引主回路是列車運行的驅干，TCMS系統(tǒng)是列車運行的靈魂。,9,牽引傳動系統(tǒng)主電路構成,CRH1的牽引傳動系統(tǒng)以列車基本單元（TBU）為基本單位，具體組成如下： TBU1Mc1（駕駛動車1）-Tp1（帶弓拖車1）-M1（中間動車1）； TBU2Mc2（駕駛動車2）-Tp2（帶弓拖車2）-

4、M1（中間動車2）； TBU3M3（中間動車3）-Tb（帶吧臺拖車） CRH1的8 輛車中包括5 輛動車( Mc1、M1、Mc2、M2、M3)和3 輛拖車( Tp1、Tp2、Tb)，動車組有兩個受電弓，分別位于Tp1和Tp2車上，正常工作時只有一個受電弓升起。,10,牽引傳動系統(tǒng)主電路構成,CRH1的主電路框架,11,牽引傳動系統(tǒng)主電路構成,動車組有三個相對獨立的主牽引系統(tǒng)均并行工作，當一個牽引系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以自動切斷故障源，列車繼續(xù)運行。 五個動車有五個變流器箱，分別位于每個動車的底架上。網側變流器LCM（Line Converter Module，將高壓整流成為直流環(huán)節(jié)電壓）和電機變流

5、器MCM（Motor Convertor Module, 將直流環(huán)節(jié)電壓逆變成為頻率可變電壓可變的三相交流電供給牽引電機）都裝在變流器箱中；一個電機變流器給兩臺牽引電機并聯供電；一個變流器箱的網側變流器除了向兩個電機逆變器供電外，還向一個輔助逆變器和一個蓄電池充電器饋電。,12,TBU1單元的牽引電路框圖,13,二、CRH2動車組牽引傳動系統(tǒng) CRH2(四方/川崎動車組),該動車組由南車四方機車車輛股份有限公司與國外合作伙伴川崎重工提供。四方動車組是以日本新干線E21000型動車組為原型車經改變設計而成的。 動車組采用8輛編組，4動4拖，由兩個動力單元組成。每個動力單元由2個動車和 2個拖車（

6、T-M M-T）組成。,14,CRH 2 編組結構圖,15,1、CRH2動車組牽引系統(tǒng)的組成,牽引電路系統(tǒng)以M 1 車、M 2 車的2 輛為1 個單元為基礎。電源由接觸網通過受電弓從單相交流25kV、50Hz的接觸網電壓來獲得， 通過VCB與牽引變壓器的1 次側繞組連接。牽引電路開閉由VCB來實施。牽引變壓器2次繞組側設有2個線圈， 1次側的電壓為25kV時，2次側繞組電壓則為1500 V 。 牽引電路的基本單元裝置由1臺牽引變壓器 2 臺主變流裝置（C/I）8臺牽引電機構成。由1臺主變流裝置控制4臺牽引電機，在牽引時向牽引電機提供電力、在制動時進行電力再生控制。此外， 還具有保護功能。,16

7、,牽引系統(tǒng)的組成：,17,牽引主電路：,由4號車或者6號車的受電弓受電，通過車頂上的特高壓導線，經由VCB后被送到2號車或者6號車的主變壓器。車頂上安裝有保護接地裝置（EGS），運行中，需要緊急讓變電所區(qū)間內的所有車輛停車時，讓其動作，使架線接地短路。EGS的操作必須按照鐵道部的規(guī)定執(zhí)行。,18,牽引主電路：,19,CRH2牽引傳動系統(tǒng)基本組成,高壓電器設備 高壓電器主要作用是完成從接觸網到牽引變壓器的供電。主要包括：受電弓、主斷路器、避雷器、電流互感器、接地保護開關等。 DSA250型受電弓該受電弓為單臂型結構，額定電壓/電流為25kV/1000A，接觸壓力705N,弓頭寬度約1950mm，

8、具有自動降弓功能，適應接觸網高度為53006500mm，列車運行速度250km/h。 CB201C-G3型主斷路器主斷路器為真空型，額定開斷容量為100MVA，額定電流AC200A，額定斷路電流3400A，額定開斷時間小于0.06s，采用電磁控制空氣操作。 LA204或LA205型避雷器額定電壓為AC42kV，動作電壓為AC57kV以下，限制電壓為107kV。 TH-2型高壓電流互感器變流比為200/5A，用于檢測牽引變壓器原邊電流值。 SH2052C型接地保護開關額定瞬時電流為6000A（15周），電磁控制空氣操作，具有安全連鎖。,20,牽引變壓器 TM210型牽引變壓器，一個基本動力單元1

9、個，全列共計2個。采用殼式結構、車體下吊掛、油循環(huán)強迫風冷方式。具有1個原邊繞組（25kV，3060kVA）、2個牽引繞組（1500V，21285kVA），一個輔助繞組（400V，490kVA）。,21,牽引變流器 CI11型牽引變流器，一個基本動力單元2個，全列共計4個。采用車下吊掛、液體沸騰冷卻方式。主電路結構為電壓型3電平式，由脈沖整流器、中間直流電路、逆變器構成，不設2次諧振濾波裝置和網側諧波濾波器，采用 PWM方式控制。中間直流電壓為2600V3000V（隨起牽引電機輸出功率進行調整）。牽引逆變器輸出電壓02300V，頻率0220Hz可控的三相交流電供給異步牽引電動機。 1個牽引變流

10、器采用矢量控制原理控制4臺并聯的牽引電機。,22,牽引電機 MT205型牽引電機，每節(jié)動力車4個（并聯），一個基本動力單元8個，全列共計16個。牽引電機為4極三相鼠籠式異步電機，采用架懸、強迫風冷方式，通過彈性齒型聯軸節(jié)連接傳動齒輪。,23,2、CRH2牽引傳動系統(tǒng)主電路,受電弓從接觸網25kV、50Hz單相交流電網受電，通過主斷路器VCB連接到牽引變壓器原邊繞組。主電路開閉由VCB控制。牽引變壓器牽引繞組設兩組，原邊繞組電壓為25kV時，牽引繞組電壓為1500V。牽引變流器在M1、M2車上，由一臺四象限脈沖整流器和逆變器及中間直流回路構成，運行時除實施牽引電動機電力供應和制動時的再生制動外，

11、還具備相應的保護功能。,24,CRH2牽引傳動系統(tǒng)主電路,動車組主電路簡圖,25,牽引電動機采用三相鼠籠式感應電機，其軸端設置速度傳感器，用于檢測轉速（轉子頻率），對牽引和制動特性進行實時控制；當出現故障時，M1車和M2車可分別使用，另外，整個基本單元可使用VCB切除，而不會影響其它單元工作。 制動系統(tǒng)有兩套。一套是電制動，將牽引電機轉換成發(fā)電機形式工作，即再生制動；一套是空氣制動，將電指令轉換成空氣指令送入制動缸起制動作用。當列車速度較高時，實施電制動，在低速時實施空氣制動，制動方式轉換均由微機控制系統(tǒng)控制完成。當司機通過司機臺上的制動控制器實施制動指令時，制動電信號首先到達車輛計算機系統(tǒng)，再傳入制動控制系統(tǒng)。制動控制系統(tǒng)根據列車速度，自動實行空氣制動與電制動。電氣制動系統(tǒng)的組成與牽引系統(tǒng)一致。,26,CRH2牽引傳動系統(tǒng)主電路,27,3、CRH2牽引傳動系統(tǒng)控制策略,脈沖整流器控制策略：牽引變壓器牽引繞組輸出的AC1500V、50Hz電源輸入脈沖整流器。脈沖整流器由單相三點式PWM變流器、交流接觸器K組成。采用無觸點控制裝置，從而實現了輸出直流電壓2600V3000V電壓控制、牽引變壓器原邊單位功率因數的控制以及無接點控制裝置保護。再生制動時接收支撐電容器輸出的直流3000V電壓，向牽引變壓器供應AC1