DS-TY-电力机车空调电源教材.doc

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1、深圳市通业科技发展有限公司员工培训教材电力机车空调电源培训教材主讲：潘景荣一、概述我公司自1999年开始研发电力机车空调电源，到目前为止，共推出了两种型号：STACP-I和STACP-II。均采用了先进的功率模块和高性能的16位电机控制专用微处理器，逆变控制方式采用电压空间矢量，具有启动转矩大，转动平稳的特点，另外采用软切换方式，消除了对接触器的电流出击。这两种分别适用于机车上AC396V和AC220V辅助绕组供电。二、STACP-I空调电源1、系统构成STACP-I电力机车空调电源系统由隔离变压器箱、主机箱、I（II）端控制箱构成。变压器箱的功能是将AC

2、396V转换为AC330V；主机箱的主要功能是将单相AC330V转换为三相AC380V；控制箱的主要功能是控制整个电源的启停、及工作状态的转换。其结构如下图所示。1．电流传感器2.逆变IGBT3.吊环螺钉4.上盖板5.支撑骨架6.主控PCB板7.散热器8.风道组件9.后面板10.连接器11.接线端子12.电压传感器13.接触器14.电容连接PCB板15.交流检测变压器16.充电电阻17.扎线杆18.电流传感器19.升压电抗器20.整流二极管21.斩波IGBT22.连接母排23冷却风扇24.前面板25.空气开关26.侧板图1STACP-1型空调电源主机箱结构

3、图1.顶盖2.变压器3.支撑架4.前面板5.连接端子6.端子盖板7.侧板8.后面板图2STACP-1型空调电源隔离变压器箱结构图1.连接器2.控制箱骨架3.门4.扎线杆5.指示灯6.门锁7.空气开关8.支撑板9.转换开关10扎线杆11.接触器图3STACP-1型空调电源控制箱结构图对于重联型机车，每台车配置两台空调电源主机箱、两台控制箱、一台隔离变压器箱及两台空调机组。如图4所示。对于非重联型机车，每台车配置一台空调电源主机箱、两台控制箱、一台隔离变压器箱机两台空调机组。如图5所示。隔离变压器箱主机箱控制箱空调机组控制电源输入主电源输入I端部分隔离变压器箱

4、主机箱控制箱空调机组控制电源输入主电源输入II端部分图4重联型电力机车空调电源系统构成框图隔离变压器箱主机箱控制箱空调机组控制电源输入主电源输入II端部分控制箱空调机组控制电源输入图5非重联型电力机车空调电源系统构成框图1、技术条件（1）额定输入交流电压：单相AC396V（-30%~+24%），50Hz（2）输入直流电压：DC110V（-30%~+24%）（3）额定输出容量：5KVA（4）额定输出频率：50Hz±1Hz（5）额定输出电压：三相交流380V±5%（6）输出电压波形：正弦脉宽调制波（7）输出电压谐波含量：各次谐波总有效值小于基波有效值的10%（

5、8）空调启动方式：变频启动，自0~50Hz启动时间不大于10S。（9）工作环境条件：符合TB1394中的规定。（10）转换效率：〉90%（11）分相段运行方式：过分相段，时间小于15s，为降功运行（频率降至35Hz），蓄电池输出电流不大于15A。过分相后，自动升频至50Hz运行。（12）保护方式：电源具有过压、过流、欠压、短路、过热、接地及控制系统故障保护。2、工作原理3.1、主电路主电路由整流/滤波电路、斩波升压电路、逆变电路及输入/输出电路构成。整流滤波电路由整流桥1D、2D，滤波电容1C、2C，接触器1KM、2KM和充电电阻1R构成，当系统检测到交流

6、电压时，首先合接触器2KM，由电阻1R对电容1C、2C充电，同时延时1秒钟，接触器1KM合上，断开2KM，系统完成充电过程，如图6所示。图6空调电源主电路原理图斩波升压电路由升压电感1L、斩波用IGBT（3D）、升压电容3C、4C、电压传感器1SV、电流传感器1SC构成。这个电路具有升压及稳压的功能，交流330V工作时，将前级整流后纹波较大的直流电升压稳定在560VDC；而直流110VDC供电时通过其将母线电压稳定在365VDC。电压传感器1SV构成电压检测闭环，使母线电压稳定在要求的范围。电流传感器1SC构成电流检控环节。斩波频率为20KHZ，消除了由于

7、斩波用储能电感所带来的电磁噪声。斩波管触发电路采用专用的触发IC，具有对IGBT的过流保护能力。逆变电路由逆变模块3D、无感电容5C构成及相应的驱动电路构成。无感电容5C作为浪涌吸收，代替传统的电力电子电路的复杂吸收电路，结构简单。采用较高的载波频率（5KHZ），降低电压谐波含量。3.2控制电路控制电路框图如图5所示。图7STACP-1空调电源控制电路框图整个功能的完成由隔离变压器盒、两个控制盒和电源箱共同完成，在任何功能切换时，控制盒首先给出转换信号，所有接触器将在无载时闭合。系统接触器转换时按照如下过程工作。①当系统检测到交流信号时,先合2KM，延时1

8、秒，然后合1KM，同时断开2KM，所有接触器初始都断开，交流电掉电