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1、第30卷第1期电力机车与城轨车辆Vol.30No.12007年1月20日ElectricLocomotives&MassTransitVehiclesJan.20th,2007◆大功率机车◆和谐HXD1型大功率交流电力机车电传动系统李晓春,毛业军,廖洪涛(中国南车集团株洲电力机车有限公司,湖南株洲412001)摘要:详细介绍HXD1型大功率交流电力机车主电路和辅助电路的结构组成、工作原理、技术基础、冗余设计理念以及故障保护机理与实施情况。关键词:交流电力机车;主电路;辅助电路;四象限变流器;脉宽调制中图分类号:U
2、264.2+23;U264.6文献标识码:A文章编号:1672-1187(2007)01-0011-03ElectricdrivesystemoftypeHXD1high-powerACelectriclocomotiveLIXiao-chun,MAOYe-jun,LIAOHong-tao(CSRZhuzhouElectricLocomotiveCo.,Ltd.,Zhuzhou412001,China)Abstract:Thisarticlepresentsthecomprise,workingconcept,t
3、echnicalbasic,redundancydesignconceptionandcircuitprotectionofthemaincircuitandauxiliarycircuitoftypeHXD1ACelectriclocomotive.Keywords:ACdriveelectriclocomotive;maincircuit;auxiliarycircuit;4-quadrantconverter;pulse-widthmodulation的2台异步牵引电动机供电,实现牵引电机架控。再生制1概述
4、动过程相反。其主变流器内包含机车辅助供电电源模块。HXD1型交流传动电力机车是中国南车集团株洲电力主电路结构如图1所示。主电路按其主要功能和电机车有限公司和西门子公司合作开发的重载机车。每台压等级可分为:网侧电路、四象限变流电路、中间直流电HXD1型机车由两节车组成,它们的网侧电路通过高压连路、PWM逆变电路、保护电路等几部分。接器相连,既可固定重联运用,也可解编后各自独立运3网侧电路用,同时具有外重联功能。其主传动系统采用交—直—交方式。结构上多种冗余设计措施的综合应用,使得机车在网侧电路原理如图2所示,其主要
5、功能是由网侧获主传动部件发生严重故障时能保留3/4的牵引(电制动力),发生重大故障时能保持一半牵引(电制动力)。智能化的保护措施能为机车提供完善的保护。2主电路结构HXD1型机车主变压器的原边通过受电弓、主断路器得电。主变压器4个独立的次边牵引绕组分别向4个四象限脉冲整流器供电,每2个四象限脉冲整流器并联输出,共用一个中间直流电路。这个中间直流电路同时向2个电压型PWM逆变器(1个牵引逆变器和1个辅助逆变器)供电,每个牵引逆变器分别向一个转向架图1单节车主电路结构图收稿日期:2006-12-20作者简介:李晓春,
6、2001年毕业于西南交通大学电气工程与自动化专业,现从事电力机车总体设计工作。-11-电力机车与城轨车辆·2007年第1期取电能,属于25kV电路。每节机车网侧电路由一台受电主断路器将分断保护。弓、一台带高压接地装置的主断路器、一台避雷器、一台3.2.5原边接地保护高压电压传感器、一台高压电流传感器、一台高压隔离开检测原边电流和回流电流的差值,当大于整定值时,关、主变压器原边、回流侧互感器和接地碳刷等组成。两判定为原边接地,主断路器进行分断保护。节机车间网侧电路通过高压连接器相连。3.2.6主变压器次边和主变流器
7、短路保护如果变压器二次线圈或主变流器发生短路,则在检测到短路的瞬间断开主断。由于变压器的高短路阻抗,从而限制了短路电流。4四象限变流电路四象限变流器在牵引工况下进行交—直变换,为中间直流电路提供电能;在再生制动工况时,通过中间直流电路进行直—交变换,将图2网侧电路原理图电能回馈给电网。3.1网侧受流过程4.1四象限变流电路构成3.1.1升起本节机车受电弓的受流过程如图1所示,四象限变流器通过主变压器的牵引绕本节机车:接触网电流通过受电弓,经本节主断路组得电,每组四象限变流电路由1个充电电阻、3个交流器,通过本节机
8、车的主变压器的原边绕组高压端子给本接触器及2个四象限变流器构成,两个变流器将交流电节机车电路供电,再由本节机车的主变压器原边低压端变换成直流电,并联向中间回路供电。四象限脉冲整流器子经接地碳刷、轮对、钢轨,返回变电所。每一臂由两个IGBT模块并联组成。他节机车:在本节机车主断路器闭合后通过本节机4.2工作原理车高压隔离开关,经高压连接器、他节机车高压隔离开充电过程如图1所
