1、1,引進動車組概述 西南交通大學(xué) 關(guān)振宏,2,1 動車組,這是一列CRH1、時速200公里的提速牽引試驗列車從武漢黃鶴樓腳下飛馳而過（11月14日攝）。,3,動車組,這是一列CRH2、時速200公里的提速牽引試驗列車飛馳在京廣線經(jīng)過的雞公山上（11月12日攝）,4,動車組,5,動車組,6,動車組,7,動車組,8,動車組,9,交流傳動電力機車,10,引進動車組和交流傳動機車,11,南車株電,該項目合同2004.12.07簽訂,2005.06.10正式生效。 項目合同分兩部分： （1）采購合同。 機車采購合同分兩個階段，第一階段48臺機車為散件進口國內(nèi)組裝；第二階段132臺機車為國內(nèi)制造。所有18

2、0臺機車均在中國湖南株洲電力機車有限公司進行生產(chǎn)制造 （2）技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同。,12,北車大連機輛,與日本東芝公司合作：60臺六軸大功率交流傳動電力機車 與美國EMD公司合作：300臺大功率交流傳動內(nèi)燃機車 大功率交流傳動電力機車： 2004年10月27日,簽署了60臺大功率交流傳動電力機車的采購合同和技術(shù)引進合同,該合同于2005年2月18日正式生效。 機車采購合同共分三個階段實施完成： 整車進口階段（由東芝提供4臺整車）； 散件組裝階段（由東芝提供12臺散件,大連機輛公司組裝機車）； 國產(chǎn)化生產(chǎn)階段（44臺機車全部由大連機輛公司自行制造）。至2006年12月機車全部交付。,13,北車大連機輛,

3、技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同： 大功率電力機車轉(zhuǎn)讓內(nèi)容包括了整車、主變壓器和交流傳動控制等11方面的設(shè)計、制造、檢測和質(zhì)量控制等技術(shù)。其中包含了先進的交流傳動及控制技術(shù)和先進的驅(qū)動技術(shù)。 具體轉(zhuǎn)讓內(nèi)容如下： 1）交流傳動系統(tǒng)； 2）交流傳動控制； 3）微機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)； 4）牽引變流器； 5）主變壓器； 6）牽引電機； 7）轉(zhuǎn)向架； 8）驅(qū)動裝置； 9）輔助系統(tǒng)及輔助電源； 10）車體； 11）整車及試驗。 其中牽引電機的技術(shù)引進和國產(chǎn)化由永濟電機廠實施。,14,北車大連機輛,機車交付計劃 首臺進口機車將于2006年4月交付 首臺散件進口國內(nèi)組裝機車將于2006年6月交付 首臺國內(nèi)制造機車于2006年7月完成

4、組裝下線，8月正式交付 60臺機車2006年底前全部交付 項目中93.3%的機車在國內(nèi)制造。國產(chǎn)化機車從項目的第17臺開始實施，這60臺機車的國產(chǎn)化率最后將達到81.55%。,15,北車大連機輛,大功率交流傳動內(nèi)燃機車 2005年9月1日，簽署了300臺大功率交流傳動內(nèi)燃機車的采購合同和技術(shù)引進合同，該合同于2005年11月18日正式生效。 大功率交流傳動內(nèi)燃機車機車采購合同 合同共分三個階段實施完成： 散件組裝第一階段（由EMD提供10臺散件，大連機輛公司組裝機車）； 散件組裝第二階段（由EMD提供65臺散件，大連機輛公司組裝機車）； 國產(chǎn)化生產(chǎn)階段（225臺機車全部由大連機輛公司自行制造）

5、。至2009年12月機車全部交付。 300臺機車全部在國內(nèi)制造。國產(chǎn)化率從開始的17%逐步提高到82%。,16,北車大連機輛,技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同 大功率內(nèi)燃機車轉(zhuǎn)讓內(nèi)容包括了整車、柴油機和交流傳動控制等11方面的設(shè)計、制造、檢測和質(zhì)量控制等技術(shù)。其中6000馬力柴油機將滿足美國2005年實施的II級排放法規(guī)。,17,北車大連機輛,具體內(nèi)容如下： 1）機車總成及試驗； 2）車體； 3）轉(zhuǎn)向架； 4）柴油機； 5）交流傳動系統(tǒng)； 6）主變流器； 7）交流傳動控制； 8）車載微機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)； 9）主輔發(fā)電機、牽引電機、各輔助電機； 10）制動系統(tǒng)； 11）輔助系統(tǒng)。 其中主輔發(fā)電機、牽引電機的技術(shù)引進和

6、國產(chǎn)化由永濟電機廠實施；車載微機和網(wǎng)絡(luò)控制部件的技術(shù)引進和國產(chǎn)化由大連機車研究所實施；制動系統(tǒng)的技術(shù)引進和國產(chǎn)化由鐵科院實施。,18,北車大連機輛,機車交付計劃 合同生效后： 第112個月（至2006年11月）進行設(shè)計； 第2425個月（至2007年12月）交付首批10臺散件機車； 第3740個月（至2009年3月）交付其余65臺散件機車； 第4049個月（至2009年12月）交付225臺國產(chǎn)化機車；,19,北車大同,DJ4大功率交流傳動電力機車 以PRIMA EL4200B機車為原型，貨運單機牽引5000噸、速度120km/h，可雙節(jié)重聯(lián)，構(gòu)造成8軸貨運交流傳動電力機車。 牽引和制動功率均為

7、10000kW,軸式為BoBo+ BoBo，軸重23t，機車采用了先進的微機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)多機重聯(lián)，滿足重載牽引20000噸列車的需求。,20,北車大同,21,南車戚機廠,2005年10月31日簽訂 美國GE公司簽訂“大功率交流傳動干線貨運內(nèi)燃機車采購和技術(shù)許可合同”， 2006年3月3日正式生效 總數(shù)量：300臺 原裝進口：1臺 國產(chǎn)化：299臺 最終國產(chǎn)化率： 85%,22,引進動車組技術(shù),引進動車組技術(shù)概述 定編670人 44定編610人 44定編601人 定編619人,23,引進動車組技術(shù),時速200公里動車組項目，鐵道部組織有關(guān)鐵路局通過招標(biāo)采購，2004年10月先后與長春軌道

8、客車股份有限公司、四方龐巴迪鮑爾鐵路運輸設(shè)備有限公司（BSP）和南車四方機車車輛股份有限公司簽訂了60列、40列和60列，共計160列動車組的采購合同。按照“全面引進技術(shù)，聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)，打造中國品牌”的原則引進國外先進、成熟、經(jīng)濟、適用、可靠的時速200公里的設(shè)計、制造技術(shù)，滿足我國鐵路客運專線和既有線提速旅客運輸要求，實現(xiàn)我國鐵路動車組制造業(yè)的現(xiàn)代化。,24,引進動車組技術(shù),三種動車組均為200km/h速度級的動力分散交流傳動動車組，適應(yīng)中國鐵路既有線上運營，并在中國鐵路既有線指定區(qū)段及新建的客運專線上以200km/h速度級正常運行。,25,BSP200km/h動車組簡介,26,該動車組由青

9、島四方一龐巴迪一鮑爾鐵路運輸設(shè)備有限公司（BSP）提供，數(shù)量級40列，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(jīng)改變設(shè)計而成的。,BSP動車組,27,BSP動車組,原型車概況 Regina動車組為動力分散型動車組，最高運營速度180200kmh，軌距 1435mm，車寬3450mm，編組為23節(jié)車廂，用于網(wǎng)壓15kV的供電區(qū)域。龐巴迪公司自1998年12月至2003年底相繼獲得了瑞典國鐵和地方鐵路公司等用戶運營商的總共70列152輛的訂單。,28,BSP動車組在原型車基礎(chǔ)上主要改動如下,編組結(jié)構(gòu)從原型車10

10、輛、8M2T變更為8輛、4M4T； 相應(yīng)地對動力配置進行了調(diào)整，牽引總功率降為 5300kw(電機功率265kW)； 通過增加供熱設(shè)備容量、設(shè)置防凍結(jié)加熱器等以適應(yīng) 環(huán)境-25的要求； 通過更改側(cè)面下部兩側(cè)的車體斷面形狀，以適應(yīng)中國 限界的下部要求； 受電弓改用DSA250型； 不安裝原型車上使用的主動式控制防搖控制裝置、半 主動式控制防搖控制裝置、車體間減振器，但具備不 需改造即可安裝的條件；,BSP動車組,29,調(diào)整輪軌關(guān)系以適應(yīng)在中國軌道上的運行。 對原型車的編組結(jié)構(gòu)和定員作變更，成為8輛一列編 組，改變動力配置； 調(diào)整車體尺寸車體寬度由原3450mm縮為3328mm。從而 能適應(yīng)中國限

11、界，并還能適應(yīng)香港九廣鐵路的限界； 適合中國網(wǎng)壓的改進； 地板高度增加100mm，使其距軌面高度為1250mm； 車鉤高度降低120mm，使車鉤中心距軌面高度為 880mm； 調(diào)整輪軌關(guān)系以適應(yīng)在中國軌道上的運行。,BSP動車組,30,BSP動車組主要結(jié)構(gòu)及性能,（1）動車組總體組成 動車組采用8輛編組，5動3拖，由兩個2動1拖單元和一個1動1拖單元組成。,(Mc + Tp + M) + (M + T) + (M + Tp + Mc),31,32,BSP動車組主要結(jié)構(gòu)及性能,（2）牽引傳動系統(tǒng) 動車組中有2動1拖和1動1拖兩種基本動力單元。每個基本動力單元的牽引傳動系統(tǒng)主要由網(wǎng)測高壓電氣設(shè)備、

12、且個牽引變壓器、l或2個牽引變流器、4或8臺三相交流異步牽引電動機等組成。全列共計2個受電弓、3個牽引變壓器、5個牽引變流器、20臺牽引電動機，列車正常時升單弓運行，另一個受電弓備用。,33,BSP動車組主要結(jié)構(gòu)及性能,（3）網(wǎng)側(cè)高壓電氣設(shè)備 主要包括：受電弓、主斷路器、避雷器、電壓和電流互感器、接地開關(guān)等。 受電弓：一個基本動力單元1個，全列共計2個。單臂型，具有自動降弓功能。 主斷路器：一個基本動力單元1個，全列共計3個，主斷路器為真空型，有較高的斷路能力并有內(nèi)部過流保護。主斷路器開關(guān)采用壓縮空氣控制。,34,BSP動車組主要結(jié)構(gòu)及性能,避雷器：由一個基本動力單元1個，全列共計3個。避雷器

13、為無氣隙氧化鋅（ZnO）避雷器，殼體由硅橡膠制成，為免維護型。 高壓電流互感器：一個基本動力單元1個，全列共計3個。安裝在高壓電纜組件上，用于測量接觸網(wǎng)電流以進行監(jiān)控及各種控制。 高壓電壓互感器：一個基本動力單元1個，全列共計3個。安裝在車頂上，殼體由樹脂制成，用于對接觸網(wǎng)電壓和頻率進行監(jiān)控及各種控制。,35,BSP動車組主要結(jié)構(gòu)及性能,接地保護開關(guān)：一個基本動力單元1個，全列共計3個。與主斷路器組合在一起，安裝在車頂，為便于安全維護，接地開關(guān)裝有聯(lián)鎖保護。 網(wǎng)測諧波濾波器：一個基本動力單元1個，全列共計3個。諧振電抗器設(shè)在牽引變壓器內(nèi)，用于減少一定頻次的諧波含量，改善網(wǎng)測諧波分布。,36,牽

14、引變壓器 牽引變流器 牽引電動機 制動系統(tǒng) 車體結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)向架 輔助系統(tǒng) 列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 車輛連接系統(tǒng) 車內(nèi)設(shè)備 廁所、盥洗室 門窗 空調(diào),動車組的其它主要組成部分,BSP動車組,37,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，數(shù)量60列。四方動車組是以日本新干線E21000型動車組為原型車經(jīng)改變設(shè)計而成的。,四方/川崎動車組,38,E21000型動力分散動車組是川崎重工等各車輛工廠同時制造的動車組（10輛編組：8M2T），牽引總功率9600kw，設(shè)計速度315km/h，運營速度275kmh，目前已經(jīng)批量生產(chǎn)了15列，分別用于東北新干線、長野新干線和上越新干線。,原型車概況

15、,四方/川崎動車組,39,四方/川崎動車組,E2-1000型,40,四方/川崎動車組,41,四方/川崎動車組,42,四方動車組在原型車基礎(chǔ)上主要改動如下,編組結(jié)構(gòu)從原型車10輛 M2T變更為8輛 4M4T； 相應(yīng)地對動力配置進行了調(diào)整，牽引總功率降4800kw； 通過增加供熱設(shè)備容量、設(shè)置防凍結(jié)加熱器等以適應(yīng)環(huán) 境-25的要求； 通過更改側(cè)面下部兩側(cè)的車體斷面形狀，以適應(yīng)中國限 界的下部要求； 受電弓改用DSA250型； 不安裝原型車上使用的主動式控制防搖控制裝置、半主 動式控制防搖控制裝置、車體間減振器，但具備不需改 造即可安裝的條件； 調(diào)整輪軌關(guān)系以適應(yīng)在中國軌道上的運行。,四方/川崎動車

16、組,43,四方動車組主要結(jié)構(gòu)及性能,（1）動車組總體組成 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（T-MM-T）組成。,四方/川崎動車組,(T1c + M2 + M1 + T2)+(T1k + M2 + M1s+T2c),44,四方/川崎動車組,45,四方/川崎動車組,（2）牽引傳動系統(tǒng) 動車組以2動2拖為一個基本動力單元。一個基本動力單元的牽引傳動系統(tǒng)主要由網(wǎng)測高壓電氣設(shè)備、1個牽引變壓器、2個牽引變流器、8臺三相交流異步牽引電動機等組成。全列共計2個受電弓、2個牽引變壓器、4個牽引變流器、16臺牽引電動機，列車正常時升單弓運行，另一個受電弓備用

17、。,46,四方/川崎動車組,（3）網(wǎng)測高壓電氣設(shè)備 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(guān)等。 受電弓（DSA250型）：一個基本動力單元1個，全列共計2個。單臂型，額定電流1000A，接觸壓力為705N，弓頭寬度1950mm，具有自動降弓功能，適應(yīng)接觸網(wǎng)高度為53006500mm，列車運營速度為200kmh。,47,四方動車組主要結(jié)構(gòu)及性能,主斷路器（CB201CG3型）：一個基本動力單元1個，全列共計2個。主斷路器為真空型，額定開斷容量為100MVA，額定電流為200A，額定斷路電流為3400A，額定開斷時間小于0.065s，電磁控制空氣操作。 避雷器（LA204或L

18、A205型）：一個基本動力單元 1個，全列共計2個。額定電壓為42kV（RMS），動作電壓為57kV以下（V1mA，DC），限制電壓為107 kV。由氧化鋅(ZnO）為主體的金屬氧化物構(gòu)成，是非線性高電阻的無間隙避雷器。,48,四方動車組主要結(jié)構(gòu)及性能,高壓電流互感器：一個基本動力單元1個，全列共計2個。變流比為 2005A，用于檢測牽引變壓器原邊電流值。 接地保護開關(guān)（SH2052C型）：一個基本動力單元1個，全列共計2個。額定瞬時電流為6000A（15周），電磁控制空氣操作，具有安全聯(lián)鎖。,49,動車組（300km/h）,時速300公里速度級動車組（簡稱300km/h EMU）為動力分散交

19、流傳動動車組，最高運行速度275km/h，可在中國新建300km/h速度級客運專線（300線）上運營，并能在新建200km/h速度級客運專線上以200km/h速度正常運行。 動車組以CRH2型時速200公里動車組為基礎(chǔ)，通過速度提升和優(yōu)化設(shè)計，完成自主研制。動車組由6輛動車2輛拖共8輛車構(gòu)成編組，編組配置如下圖所示。另外，兩列動車組可聯(lián)掛運行。,50,動車組（300km/h）,51,3動車組（300km/h）,52,3動車組（300km/h）,一. CRH3動車組概述 1. CRH3原型車概述 CRH3動車組的原型車是Velaro E動車組。它是以德國鐵路股份公司（DB AG）的ICE3為原型

20、車開發(fā)研制的，最高運行速度達350km/h，用于西班牙新建的馬德里巴塞羅那高速鐵路，將2007年投入運用。由于ICE系列動車組是德國國鐵的注冊商標(biāo)，所以西門子公司為西班牙提供的動車組定名為Velaro E，Velaro E是西門子公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的品牌。,53,3動車組（300km/h）,原型車主要技術(shù)特征、用途 Velaro E采用了與ICE3完全相同的SF500型轉(zhuǎn)向架與牽引、控制技術(shù)，僅將牽引功率由ICE3的8000kW增加到8800kW，以保證最高運行速度達到350km/h，牽引變流器的元件由ICE3的GTO改進為IGBT，并配備了最先進的歐洲ETCS2級信號系統(tǒng)，同時是歐洲鐵路第

21、一個完全符合最新跨歐鐵路系統(tǒng)機車車輛子系統(tǒng)互通性技術(shù)規(guī)范（TSI）的高速列車，考慮了歐洲TSI（歐洲鐵路聯(lián)運技術(shù)規(guī)范）要求，切合實際的采納了防撞與防火保護規(guī)范。車輛的總體布置也按西班牙鐵路的要求進行了調(diào)整 。,54,3動車組（300km/h）,Velaro 內(nèi)部布置,55,3動車組（300km/h）,二.主要總體特性 CRH3動車組為8輛編組的交流傳動的電動車組，分為兩個牽引單元，每個牽引單元又包括兩個動力單元。兩端為帶司機室控制車，列車正常運行時由前端司機室操縱。兩列動車組可以連掛在一起運行。動車組的配置和主要部件的配置見下圖所示。,56,3動車組（300km/h）,動車組包括5種不同的車，

22、即端車（頭車和尾車）、變壓器車、中間變流器車、便餐車和一等車，定義見下表：,57,長客/阿爾斯通動車組,該動車組由長春軌道客車股份有限公司與國外合作伙伴阿爾斯通公司提供，數(shù)量60列。長客動車組是以阿爾斯通公司為芬蘭國鐵VR提供的SM3動車組為原型車經(jīng)改變設(shè)計而成的。,58,長客/阿爾斯通動車組,動力配置：（3M+1T）+（2M+2T）,59,60,61,62,原型車概況,SM3型動車組由兩個牽引單元六輛編組構(gòu)成，是動力分散式擺式電動車組。傾擺系統(tǒng)采用液壓作動器。動車組適應(yīng)芬蘭鐵路的1524mm寬軌，車體寬度 3200mm。每牽引單元采用4個牽引電機，體懸方式懸掛，編組牽引功率4000kw，輪周

23、牽引力160kN，最高運營速度220km/h。六輛編組定員325人（包括兩個殘疾人座席）。阿爾斯通公司自1995年起已經(jīng)為芬蘭國鐵（VR）生產(chǎn)了18列SM3動車組。,長客/阿爾斯通動車組,63,長客動車組在原型車基礎(chǔ)上主要改動如下：,編組結(jié)構(gòu)從原型車的6輛變更為8輛，改變動力配置； 平面布置作調(diào)整、增加緊急通風(fēng)、采用TAV S-104 Lanzaderas空調(diào)系統(tǒng)； 新的流線型頭部外觀設(shè)計； 采用新一代水冷IGBT的牽引和輔助設(shè)備，增加動車組功 率，提高了冗余性； 采用TCMS（列車監(jiān)控系統(tǒng)）；,長客/阿爾斯通動車組,64,更換轉(zhuǎn)向架。該轉(zhuǎn)向架是在提供給西班牙鐵路的TAV S 104 Lanz

24、aderas列車的轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)上取消擺式機構(gòu)、將原鋼簧的二系懸掛改為空氣彈簧、改變齒輪傳動比等后正在研制的，以滿足最高試驗速度250km/h、運營速度200km/h要求； 車內(nèi)布置的調(diào)整，包括一車雙衛(wèi)，在二等車廂配備兩個“蹲式”衛(wèi)生間，在一等車廂配備一個“蹲式”和一個“坐 式”衛(wèi)生間； 設(shè)可調(diào)排障器； 司機座位居中； 調(diào)整輪軌關(guān)系以適應(yīng)在中國軌道上的運行。,長客/阿爾斯通動車組,65,動車組主要結(jié)構(gòu)及性能,（1）動車組總體組成 動車組采用8輛編組，5動3拖，由兩個動力單元組成。其中，一個動力單元由3個動車和1個拖車（M-M-T-M）組成；另一個動力單元由2個動車和2個拖車（T-T-M-M）組成。

25、 牽引功率：5500kW；牽引電動機：550kW 牽引變流器：IGBT水冷VVVF,長客/阿爾斯通動車組,66,（2）牽引傳動系統(tǒng) 動車組內(nèi)包括兩個基本動力單元，3動1拖動力單元和2動2拖動力單元。基本動力單元的牽引傳動系統(tǒng)主要由1套網(wǎng)側(cè)高壓電氣設(shè)備、1個牽引變壓器、32個牽引變流器、64臺三相交流異步牽引電動機等組成。全列共計2個受電弓，動車組正常時升單弓運行，另一個受電弓備用。,長客/阿爾斯通動車組,67,（3）網(wǎng)側(cè)高壓電氣設(shè)備 主要包括：受電弓、主斷路器、避雷器、電流互感器、高壓電壓互感器、接地保護開關(guān)等。 受電弓（DSA250型）：每個基本動力單元1個，全列共計2個。單臂型，額定電流1

26、000A，接觸壓力8010N，弓頭寬度1950mm，具有自動降弓功能適應(yīng)接觸網(wǎng)高度為53006500mm。,長客/阿爾斯通動車組,68,主斷路器：一個基本動力單元1個，并另設(shè)一個以便對兩個受電弓進行隔離，全列共計3個。主斷路器為真空型，額定開斷容量為440MVA，額定電流為1000A，額定斷路電流為 16000A，額定開斷時間小于0025006s，電磁控制空氣動作。 避雷器：一個基本動力單元l個，全列共計2個。額定電壓為31kV，限制電壓為107 kV。 高壓電流互感器：一個基本動力單元1個，全列共計2個。額定電流800A，用于檢測牽引變壓器原邊電流值。,長客/阿爾斯通動車組,69,高壓電壓互

27、感器：一個基本動力單元1個，全列共計2個。安裝在車頂上，用于對接觸網(wǎng)電壓和頻率進行監(jiān)控及各種控制。 接地保護開關(guān)：一個基本動力單元1個，全列共計2個。與主斷路器組合在一起，安裝在車頂，為便于安全維護，接地開關(guān)裝有聯(lián)鎖保護。,長客/阿爾斯通動車組,70,CRH1動車組,CRH1由三個TBU(列車基本單元)共8輛車組成一列動車組， 8節(jié)車共有20個驅(qū)動軸，占車軸總數(shù)的5/8。其中TBU1和TBU2完全對稱，由兩動一拖構(gòu)成；TBU3由一動一拖構(gòu)成。根據(jù)客流需要，可將兩列動車組編掛成一列，共16輛車，最大定員1340人，單列整備重量421 噸。,71,CRH1的牽引傳動系統(tǒng)的能量傳遞與轉(zhuǎn)換過程按下圖所

28、示過程進行，受電弓從接觸網(wǎng)接受25KV 50Hz高壓交流電能，經(jīng)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(jīng)網(wǎng)側(cè)變流器轉(zhuǎn)換成1650V DC直流電能，該直流電再由電機變流器轉(zhuǎn)換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(zhuǎn)換成牽引列車的機械能。所以CRH1屬于交直交傳動的電力牽引列車。,72,73,牽引變壓器,牽引變壓器也叫主變壓器，位于拖車的底架上。 CRH1有三個主變壓器，分別位于Tp1車、Tb車和Tp2車的底架上，它們向所有電機變流器模塊提供電流。Tp1車中的變壓器向Mc1車和M1車中的網(wǎng)側(cè)變流器提供電流，Tb車中的變壓器向M3車中的網(wǎng)側(cè)變流器提供電

29、流，而Tp2車中的變壓器向位于Mc2車和M2車中的網(wǎng)側(cè)變流器提供電流。 主變壓器總電路圖如下圖所示，包括：一個原邊繞組、四個牽引繞組和一個高壓（即網(wǎng)側(cè)）濾波器繞組。主變壓器把接觸網(wǎng)高電壓變?yōu)檫m用于牽引系統(tǒng)和高壓濾波器的電壓。,74,牽引變壓器,75,牽引變壓器,高壓濾波器由一個繞組供電，這個繞組裝有保險絲和RC濾波器，其作用是吸收瞬時高電壓。在主變壓器下面有一個接地變壓器，為電力回流提供了一條通道，防止回流通過輪對軸承，使軸承發(fā)熱。圖中還顯示了主變壓器的油泵、冷卻風(fēng)扇和變壓器中被監(jiān)控的參數(shù)：溫度、流量、壓力、液位等。,76,牽引變壓器,主變壓器的冷卻系統(tǒng)可用下圖表示，通過礦物油構(gòu)成循環(huán)冷卻。變

30、壓器工作損耗加熱了變壓器油，油受熱膨脹后進入膨脹罐，膨脹罐中的熱油被泵入熱交換器（圖中未畫出），有兩個空氣-油熱交換器受冷卻風(fēng)扇的強迫空氣冷卻，冷卻油經(jīng)過回油管返回到變壓器箱。熱交換器與過濾器和風(fēng)扇一起位于冷卻裝置中，一臺風(fēng)扇電機驅(qū)動兩個風(fēng)扇輪， 用于兩臺熱交換器，風(fēng)扇吸入通過熱交換器過濾的外部空氣。 風(fēng)扇電機由接觸器控制，有低速/高速兩檔運行模式，由電機保護斷路器保護。油泵電機的接觸器通過DX-裝置受VCCU控制，并受電機保護斷路器保護。,77,牽引變壓器,變壓器冷卻原理,78,牽引變壓器,網(wǎng)側(cè)諧波過濾器（Line harmonic filter） 網(wǎng)側(cè)濾波器和主變壓器網(wǎng)側(cè)諧波濾波器線圈,7

31、9,牽引變壓器,網(wǎng)側(cè)諧波濾波器作用是： 削弱列車產(chǎn)生的諧波電流，減小由LCB工作產(chǎn)生的瞬變電壓和電磁輻射； 從網(wǎng)側(cè)看為列車提供適當(dāng)?shù)淖杩?，以減少列車可能引發(fā)的接觸網(wǎng)諧振； 保證與接觸網(wǎng)線路上的其它列車電氣兼容； 保證實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)變流器控制的穩(wěn)定條件。 網(wǎng)側(cè)諧波濾波器的部件包括： 作為濾波器功能部件的電容和電阻，濾波器電阻安裝在拖車頂部，濾波器電容和電流互感器安裝在底架主變壓器旁邊的高壓控制箱內(nèi)； 用于濾波器監(jiān)控的電流互感器； 用于保護主變壓器網(wǎng)側(cè)諧波濾波器繞組的熔斷器,80,牽引變壓器,接地變壓器（Earthing transformer） 接地變壓器的作用是將主變壓器的返回電流強制通過回流裝置；

32、否則電流將會通過軸箱的軸承。 接地變壓器可看作是具有1:1變比的電壓互感器，主變壓器的原邊電流I1必然產(chǎn)生與其相等的次級電流I2。,81,牽引變壓器,主要技術(shù)參數(shù) ：,82,牽引變流器,CRH1的牽引變流器從安裝結(jié)構(gòu)上來看集中在一個變流器箱（CB, Converter Box）中，變流器箱的內(nèi)部構(gòu)成參見下圖。 1. 電機變流器 2.網(wǎng)側(cè)變流器 3.輔助變流器 4. 充電電阻5. 充電電阻 6.內(nèi)風(fēng)扇 7. 過壓電阻 8. 接地開關(guān) 9. 牽引接觸器 10. 液體冷卻 11. 信號電纜連接,83,牽引變流器,牽引變流器（Traction converter）包含兩個主要部分：網(wǎng)側(cè)變流器LCM（L

33、CM, Line Converter Module）和電機變流器MCM（MCM, Motor Converter Module）。變流器箱CB布置于每一個動車的底架上，箱內(nèi)包括一個網(wǎng)側(cè)變流器模塊LCM、兩個電機變流器模塊MCM、和一個輔助逆變器模塊ACM（Auxiliary Converter Module），箱內(nèi)有獨立的外部水冷卻裝置，可對箱內(nèi)的所有模塊進行有效的冷卻。幾種不同功能的變流模塊都帶有相對獨立的電腦控制部分，能獨立完成對變流器的控制功能。,84,牽引變流器,ACM 輔助變流器模塊 Auxiliary Converter ModuleIGBT 絕緣柵雙極晶體管 Insulated

34、Gate Bipolar Transistor DCU/L LCM的驅(qū)動控制裝置 Drive Control Unit/LCM DCU/M MCM的驅(qū)動控制裝置 Drive Control Unit/MCM GDU 門電路驅(qū)動單元 Gate Drive Unit MCM 電機變流器模塊 Motor Converter Module LCM 網(wǎng)側(cè)變流器模塊 Line Converter Module LED 發(fā)光二極管 Light Emitting Diades MVB 多功能車輛總線 Multifunction Vehicle Bus OVP 過電壓保護 Over Voltage Protec

35、tion,85,牽引變流器（LCM）,網(wǎng)側(cè)變流器模塊LCM 結(jié)構(gòu) 網(wǎng)側(cè)變流器模塊（LCM）是電力牽引系統(tǒng)的一部分，LCM將輸入的AC電壓轉(zhuǎn)換成輸出的DC電壓。 輸入的AC電壓由主變壓器的二次繞組提供， LCM為電機變流器模塊（MCM）和輔助變流器模塊（ACM）提供DC電壓；在電制動期間，通過LCM的能量傳輸反向，電能從LCM輸出給主變壓器的次級，進而饋送到AC電網(wǎng)。,86,牽引變流器（LCM）,LCM從電氣上可分為三個子系統(tǒng)：兩個AC-DC變流器和一個DC環(huán)節(jié)電容器。這三個子系統(tǒng)均由內(nèi)部計算機監(jiān)督控制，因此需要測量LCM的溫度、電流和電壓等參數(shù)，這時監(jiān)督控制的依據(jù)。 DC環(huán)節(jié)電容器是變流器的無

36、功功率源，起到穩(wěn)定DC電壓的作用，這對變流器的能量轉(zhuǎn)換過程來講是非常關(guān)鍵的。 LCM的電路包含兩重四象限脈沖整流電路（從主變壓器有兩個次級繞組給LCM供電）；直流環(huán)節(jié)電容；低壓供電電源；計算機系統(tǒng)；測量傳感器。,87,牽引變流器（LCM）,1. 電源部分2. 電子箱,88,牽引變流器（LCM）,89,牽引變流器（LCM）,DC環(huán)節(jié)電阻及電容 LCM中的DC環(huán)節(jié)電容器是一個能量緩沖器，起濾波及穩(wěn)定DC環(huán)節(jié)電壓的作用，要限制DC環(huán)節(jié)電壓的波動在允許范圍內(nèi)，電容量必須足夠大。該電容器包括兩個并聯(lián)的薄膜電容器，共同包在同一個殼體中。 與電容并聯(lián)連接的有一個或兩個放電電阻，在故障情況下，通過放電電阻對電

37、容放電，使電容電壓低于50V。,90,牽引變流器（LCM）,變流器模塊 LCM是以IGBT技術(shù)為基礎(chǔ)的，有四個相同的橋臂，1U、2U、1V和2V，稱為四相臂（Four Converter Phase Legs），兩相臂構(gòu)成一個（脈沖）整流器（Two phase legs forms one rectifier）。,91,牽引變流器（MCM）,電機變流器模塊MCM結(jié)構(gòu) 與LCM的結(jié)構(gòu)非常相似，一個電機變流器MCM模塊也包含兩大部件：（1）電源部件；（2）安裝在電源部件右側(cè)的電子箱，各模塊部件拆裝簡單，接線方便。 1. 電源部分 2. 電子箱,92,牽引變流器（MCM）,MCM的主電路如下圖所示，

38、主要包含三相橋式逆變器，DC電容器和過電壓斬波器（Overvoltage Chopper），這三部分由計算機（DCU/M) 監(jiān)督和控制。MCM的電腦控制部分直接由蓄電池通過DC/DC轉(zhuǎn)換裝置供電，該裝置還提供24V低壓直流電源給DCU和測量傳感器。,93,牽引變流器（MCM）,DC環(huán)節(jié) 直流環(huán)節(jié)是電力供電系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，其電壓由LCM提供，額定值為1650VDC。直流環(huán)節(jié)濾波器是一個能量緩沖器，可穩(wěn)定直流環(huán)節(jié)電壓以保證直流環(huán)節(jié)的電壓波動維持在允許的限度以內(nèi)，使變流器得到準(zhǔn)確控制。直流環(huán)節(jié)的電器元件有電容器和放電電阻器，其放電時間常數(shù)為10分鐘。 （1）電容器 兩個并聯(lián)的薄膜電容器包在同一個殼體

39、中構(gòu)成濾波穩(wěn)壓電容，其電容量為4mF。 （2）放電電阻器 與電容器并聯(lián)，當(dāng)發(fā)生故障，控制系統(tǒng)要求阻塞或關(guān)閉LCM時，要求直流環(huán)節(jié)放電，這時放電電阻器對電容器放電，使電容器電壓低于50V。放電電阻的阻值為33k。,94,牽引變流器（MCM）,（3）過電壓斬波器（Overvoltage Chopper） 過電壓斬波器用于在直流環(huán)節(jié)電壓過高時進行過電壓保護，斬波器與安裝在電機變流器模塊之外的過電壓電阻器相連。直流環(huán)節(jié)電壓監(jiān)控的原理如下： 過電壓保護（OVP，Overvoltage Protection）可防止MCM受瞬變電壓的危害，該功能可在牽引、制動及電動制動取消等各種工作模式下啟動。當(dāng)發(fā)生過電壓

40、時，激活斬波器，電能消耗在過壓電阻中，直流環(huán)節(jié)電壓開始下降；當(dāng)電壓水平達到過壓下限時，斬波器失效。這樣可將直流環(huán)節(jié)保持在高低電壓限制之間。斬波器根據(jù)過電壓情況工作在這種起動與關(guān)閉模式下，而不是象PWM那樣的連續(xù)工作方式。 如果斬波器連續(xù)工作，但直流環(huán)節(jié)電壓持續(xù)上升，超過過電壓值，這時將顯示直流環(huán)節(jié)過電壓故障信息，并命令進行保護性關(guān)閉（protective shutdown）。如果在正常運行過程中直流環(huán)節(jié)電壓低于欠電壓值，則顯示直流環(huán)節(jié)欠電壓故障信息，并命令保護性阻斷（protective block）。,95,牽引變流器（MCM）,96,牽引變流器（MCM）,逆變器 三相橋式逆變器的結(jié)構(gòu)如圖所

41、示，將DC電能變成可控的三相對稱交流電源，在電制動時又能反過來把牽引電機發(fā)出來的三相交流電變成直流電壓，對牽引電機進行牽引與制動控制，其功率模塊為IGBT，開關(guān)頻率900Hz。三個相同的橋臂構(gòu)成一個三個變流器，圖中畫出了U相主電路。,97,牽引變流器（MCM）,98,牽引變流器（MCM）,IGBT的開關(guān)由門電路驅(qū)動單元（GDU）驅(qū)動，門電路驅(qū)動單元(GDU)根據(jù)DCU/M的指令接通和斷開IGBT，GDU也能檢測相間短路。 每個IGBT模塊配用一個GDU，因此每相有兩個GDU。 GDU由低壓24V供電，盡量靠近IGBT放置，使門電路盡可能短。來自DCU/M的開關(guān)指令通過光纖傳輸和光電耦合連接到G

42、DU上，實現(xiàn)高低壓系統(tǒng)的電氣隔離，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。GDU具有反饋功能， 可將IGBT的電流值檢出并送到DCU/M，可計算出牽引電機的定子電壓的大小，快速響應(yīng)短路故障。,99,牽引變流器（MCM）,冷卻系統(tǒng) 變流器的冷卻系統(tǒng)非常重要，一方面要進行有效的冷卻，另一方面又要不斷檢測冷卻系統(tǒng)是否故障、變流器溫度是否過高，一旦冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障或變流器溫度過高，就通過MVB發(fā)出故障故障信息，通過TCMS進行相應(yīng)故障顯示與保護。 牽引變流器的冷卻方式為水冷和風(fēng)冷，水冷是指有冷卻水管通入變流器箱內(nèi)，冷卻水通過水泵強制循環(huán)，循環(huán)水流經(jīng)外部的散熱片時被冷卻，外部風(fēng)扇又在冷卻散熱片，加強散熱效果；風(fēng)冷是指變

43、流器箱內(nèi)部的強制循環(huán)空氣冷卻方式，內(nèi)部風(fēng)扇強迫內(nèi)部空氣循環(huán)以加強內(nèi)部空氣與冷卻水管的熱交換，冷卻原理如下圖所示。,100,牽引變流器（MCM）,101,牽引變流器（MCM）,102,牽引變流器（MCM）,103,牽引電動機,CRH1的牽引電機采用三相異步電動機，型號為MJA 220-8，動車的每個轉(zhuǎn)向架安裝兩臺這樣的電機，采用電氣并聯(lián)的方式由一個電機變流器供電。牽引電機安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，通過一個齒輪聯(lián)軸節(jié)和一個單減速齒輪箱把電機轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)向架輪軸相連接。齒輪箱的傳動比大約是車輪每旋轉(zhuǎn)一周電機轉(zhuǎn)四圈。,104,牽引電動機,105,牽引電動機,輪徑：CRH1 915 CRH2 860 CRH5 8

44、90 電機保護裝置： （a）接地故障保護裝置 （b）通過在定子繞組中加裝RTD實現(xiàn)電機過熱保護 （c）電機具有過負(fù)荷保護裝置（轉(zhuǎn)矩限制）和過速保護裝置。,106,牽引電動機,牽引電機發(fā)生功能性故障的原因可分為以下幾種： (1)電故障:包括匝間短路、相間短路和接地故障； (2)機械故障:表現(xiàn)為振動和軸承故障； (3)由非正常操作，或電氣、機械因素造成的過熱。,107,牽引電動機,(1)一般參數(shù) 牽引電機的型號: MJA 220-8 采用標(biāo)準(zhǔn): IEC60349-2，2002 相數(shù): 3 極數(shù): 4 溫度傳感器: RTD (Pt100), 0C 時100 溫度等級: C/200 重量: 600 k

45、g (2)連續(xù)工作額定數(shù)據(jù) 頻率: 92 Hz 基本速度: 2725 rpm 電壓: 1287 V 電流: 158 A 功率: 265 kW 冷卻風(fēng)流速: 0.32 m3/s 靜態(tài)風(fēng)壓: ca.1550 Pa,108,牽引電動機,(3)最大數(shù)據(jù) 最大運行速度（磨耗輪） 4727 rpm 最大設(shè)計速度 （新輪） 5392 rpm 電機軸的最大牽引扭矩 2155 Nm 最大制動扭矩 2130 Nm 3相電路短路時的最大氣隙扭矩 5506 Nm 平均短路頻次 1次/年,109,牽引電動機,正常運行情況下牽引力與電機速度之間的關(guān)系曲線:,110,牽引電動機,正常運行情況下制動轉(zhuǎn)矩與電機速度之間的關(guān)系曲

46、線:,111,輔助供電系統(tǒng),輔助系統(tǒng)（auxiliary systems）是列車運行不可缺少的一部分，是維護列車許多重要功能所必須的,比如制動、照明、排熱扇、泵、控制單元等。 CRH1的輔助系統(tǒng)包括輔助電源系統(tǒng)和輔助用電設(shè)備。輔助用電設(shè)備包括HVAC（采暖、通風(fēng)、空調(diào)）系統(tǒng)、空壓機、風(fēng)機、電池充電模塊及車輛控制、照明等裝置。輔助電源系統(tǒng)是一個連接在各車廂之間的電源供配電系統(tǒng)，提供： （1）三相四線制50Hz 、400V交流電源； （2）110V 直流電源。,112,輔助供電系統(tǒng),輔助電源系統(tǒng)從網(wǎng)側(cè)變流器的1650V的直流輸出接受電能，通過輔助變流器（ACM Auxiliary Converte

47、r Module）逆變?yōu)楣潭l率和振幅的三相交流電壓，再通過輔助變壓器和交流濾波器輸出給三相交流輔助電源母線400 V、50 Hz交流電壓，然后再通過三相母線 分配給不同的負(fù)載 。,113,輔助供電系統(tǒng),外部電源: 連接外部電源的連接器有兩種，一種是在列車前部，另一種是在車體側(cè)面。列車前部連接器（connectors）既可在牽引（towing）回送他車時提供其電源，也可在被牽引回送時接受電能（因蓄電池電源耗盡或在車間時）。側(cè)面連接器只能用于接受外部電源（或車間電源）的供電。,114,輔助供電系統(tǒng),輔助供電模式與性能: 1.正常運行模式:這種模式下列車由接觸網(wǎng)供電，所有輔助變流器ACM全功能運行

48、，輔助用電設(shè)備全部連在輔助母線上，沒有負(fù)荷被切斷。,115,輔助供電系統(tǒng),2.一個ACM停機:這種模式下列車由接觸網(wǎng)供電，由于某種原因一個ACM斷開，其余所有輔助變流器ACM全功能運行，輔助電氣系統(tǒng)處于“一個ACM停機”模式。此時，5輛車的客車HVAC（saloon HVAC）的負(fù)荷比正常情況減載一半（保持總有3輛車的客車HVAC輪流全功能運行，供給整列車）。,116,輔助供電系統(tǒng),3.至少兩個ACM可用：這種模式下列車由接觸網(wǎng)供電，由于某種原因兩個或三個ACM斷開連接，其余輔助變流器ACM全功能運行，輔助電氣系統(tǒng)處于“至少兩個ACM可用”模式。此時，（1）7輛車的客車HVAC（除了用于廢排風(fēng)

49、扇的）負(fù)荷斷開；（2）無司機的司機室HVAC負(fù)荷被斷開；（3）所有強迫通風(fēng)對流的電加熱器（fan convection heaters）被斷開。,117,輔助供電系統(tǒng),4.400伏母線短路：這種模式下列車由接觸網(wǎng)供電，400伏母線出現(xiàn)短路，輔助電氣系統(tǒng)處于“400伏母線短路”模式。 此時，（1）Tb車廂內(nèi)的隔離接觸器自動斷開，將短路電路部分分?jǐn)喔綦x，一半車輛負(fù)載從400伏母線上斷開。但由于系統(tǒng)冗余，負(fù)荷斷開不會使車輛停止。（2）正常母線部分的負(fù)荷將自動斷開，以補償（故障部分的）蓄電池充電器帶來的額外負(fù)擔(dān)，并彌補分為兩個400伏系統(tǒng)時的負(fù)荷不對稱。此模式下（短路發(fā)生所處的）一半車上的所有負(fù)荷將被

50、斷開，另一半車的客室HVAC（saloon HVAC）電力比正常情況減一半。,118,輔助供電系統(tǒng),5.由外部三相電纜供電回送：通過前端外部供電插座連接到外部三相電源，回送開關(guān)（“towing switch”）置于“被牽回送”（“towed”）位置，車輛同接觸網(wǎng)斷開，輔助電氣系統(tǒng)處于 “由外部三相電纜供電回送”模式。此時所連接的負(fù)載有：（1）所有蓄電池充電器（功率受限）；（2）不可控負(fù)荷（Uncontrolled loads）（不能斷開的負(fù)荷）；（3）一個空氣壓縮機。,119,輔助供電系統(tǒng),6.由牽引電機發(fā)電回送模式：當(dāng)車由另一臺車拖牽回送，回送開關(guān)（“towing switch”）置于“被牽

51、回送”（“towed”）位置，速度超過一定值時，牽引電機開始制動運行產(chǎn)生三相電，輔助電氣系統(tǒng)處于“由牽引電機發(fā)電回送”模式。此時所連接的負(fù)載有：（1）所有蓄電池充電器；（2）不可控負(fù)荷（Uncontrolled loads）（不能被切斷的負(fù)荷）；（3）司機室HVAC；（4）一個空氣壓縮機；（5）防凍保護（除客室水箱以外）。,120,輔助供電系統(tǒng),7.牽引回送他車并提供其三相電源（Towing with external three-phase cable）模式： 當(dāng)列車與接觸網(wǎng)連接，回送開關(guān)（“towing switch”）置于“回送他車”（“towing”）位置，電氣回送電纜連接到輔助電氣系

52、統(tǒng)，輔助電氣系統(tǒng)處于“牽引回送他車并提供其三相電源”狀態(tài)。此時的負(fù)載情況與“一個ACM停機”一樣：5輛車的客車HVAC（saloon HVAC）比正常情況減載一半，保持總有3輛車的客車HVAC輪流全功能運行，供給整列車。,121,輔助供電系統(tǒng),8.外電源維持供電（Shore supply）：任一個拖車的電源插座與外部三相電源相連，接觸網(wǎng)斷開，輔助電氣系統(tǒng)處于“外部三相；維持供電”（“External three-phase; Shore supply”.）狀態(tài)。此時所連接的負(fù)載有：（1）防凍保護（除客室水箱、腳蹬加熱器以外）；（2）所有蓄電池充電器（限電）；（3）不可控負(fù)荷（Uncontrol

53、led loads）（不能被切斷的負(fù)荷）；（3）單負(fù)載最高負(fù)荷時可操作 （Possibility to operate the highest load available）。,122,輔助供電系統(tǒng),9.停放（Parking）模式： 車輛停于某一區(qū)域，當(dāng)需要動力維持重要系統(tǒng)以最低消耗電能的方式運行時，可自動相連到接觸網(wǎng)。,123,輔助供電系統(tǒng),輔助電路構(gòu)成： 輔助電源系統(tǒng)的框圖如下圖所示，其核心是靜止變流裝置，主要的功能單元有：（1）交流部分：輔助逆變器、3-相變壓器、3-相濾波器、接地故障指示、三相外部電源連接接觸器、三相外部電源相序監(jiān)視邏輯；（2）直流部分：電池充電器、電池、用于電源總線分

54、配的接觸器。（3）兩條貫穿整列車的公共電源母線：一是輔助逆變器并聯(lián)供電的公共3相交流母線；另一條是蓄電池充電器并聯(lián)連接的公共蓄電池電壓母線。,124,輔助供電系統(tǒng),125,輔助供電系統(tǒng),系統(tǒng)保護: 輔助系統(tǒng)的保護除了輔助逆變器、充電器等設(shè)備自身的保護以外，在輔助供電線路上有以下保護措施： (1) 每個單獨的負(fù)載設(shè)備都有一個微型斷路器，在設(shè)備發(fā)生故障時動作，切斷電源，保護供電線路; (2 )中性線直接接地，這樣做的好處： 容易發(fā)現(xiàn)接地故障 更快修復(fù)接地故障 “永久” 接地，穩(wěn)定性好（Robust solution） 易于理解 列車中只有一個接地點，防止在列車內(nèi)出現(xiàn)接地環(huán)流 安裝接地電流繼電器可以可靠檢測因故障引發(fā)的大的連續(xù)的接地電流 (3) 三相隔離接觸器，可以在母線發(fā)生相間短路故障時切斷故障部分，從而可由另一半母線給列車輔助系統(tǒng)供電，當(dāng)然此時的供電范圍有所限制。,126,輔助供電系統(tǒng),隔離接觸器、系統(tǒng)接地和維修接地的簡化電路圖 注意：只有Tb車廂裝有這些部件,127,輔助供電系統(tǒng),輔助變流器（AC