客车逆变器充电机综合性能试验装置技术改造.doc

客车逆变器充电机综合性能试验装置技术改造 技术研究报告 乌鲁木齐车辆段 2015年11月25日目 录 一、项目来源及选题目的和意义 - 1 - 二、项目所涉研究综述 - 3 - 三、项目存在的主要问题及解决方案 - 9 - 四、项目研究达到的目的和效果 - 21 - 五、项目研究的技术创新点和难点 - 24 - 六、项目研究的科学技术水平 - 26 - 七、经济社会效益分析 - 26 - 八、项目的推广应用价值 - 27 - 九、下一步工作的建议 - 27 - 一、项目来源及选题目的和意义 （一）项目来源 1.乌鲁木齐车辆段于2014年初集中配属25T型DC600V直供电客车312辆，后逐步配属，目前已达到436辆。 2015年8月份开始将陆续达到A3修程，铁总运【2015】29号《铁路客车电气装置检修规则（试行）》（以下简称《新电规》）于2015年7月1日起开始实施，对DC600V客车逆变器及充电机A3修程中检测试验的项目、标准和精度重新进行了规范和要求，全路现有的DC600V客车逆变器充电机试验装置是按照铁运[2006]142号《25T型客车检修规程(A1、A2、A3级修程）的通知》（以下简称《旧电规》）进行设计制造的，新项目不能试验、检测达不到新标准。 2.乌鲁木齐车辆段配属的25T型DC600V直供电客车，逆变器及充电机分别由南京华士、四方所、铁科院、江苏新誉、武汉正远、株洲时代、北京鼎汉7个厂家生产，尽管铁总在《铁道客车DC600V电源装置技术条件V1.01版》中对车下电源硬件及接口进行了初步统型，但实际检修中还存在以下问题： （1）逆变器电源程序未统型。每个生产厂家逆变器电源运行程序不同，全路现有的DC600V客车逆变器充电机试验装置不能与所有的不同程序匹配。 （2）充电机输出端加装模拟负载未统型。DC600V车下电源充电机生产厂家有的在充电机输出端加装了模拟负载，有的未加装 ，全路现有的DC600V客车逆变器充电机试验装置无法按照《新电规》要求对所有的充电机进行检测试验。 所以，DC600V客车逆变器充电机试验装置技术改造势在必行。 （二）选题目的和意义 既有的DC600V客车逆变器充电机试验装置是按照原铁运[2006]142号《旧电规》进行设计制造的，不能按照铁总运【2015】29号《新电规》新增标准进行检测试验。《新电规》于2015年7月1日起开始实施后，我局配属的DC600V直供电客车首次A3修，如果不对DC600V客车逆变器充电机试验装置进行技术改造，《新电规》的新标准、新项目在A3修中无法落实，也不能实现对DC600V直供电客车不同厂家逆变器充电机检测试验的兼容匹配，导致部分客车无法检修，直接对客车的安全使用造成严重影响。 我局配属DC600V直供电客车首次A3修时《新电规》开始实施，按照《新电规》标准进行DC600V直供电客车A3修，乌鲁木齐车辆段在全路各车辆段中属于首批次的，技术改造既有的DC600V客车逆变器充电机试验装置，使之满足《新电规》新要求，可以兼容匹配不同厂家逆变器充电机，为全路其它车辆段《新电规》的落实起到了很好的借鉴、引领和示范作用。 二、项目所涉研究综述 （一）对车下充电机和逆变器电源工作原理的研究。 以乌鲁木齐车辆段配属的25T型DC600V直供电客车车下逆变器及充电机为研究对象。 车下逆变器电源是把母线DC600V逆变成两路独立输出的三相AC380V以及隔离输出的单相AC220V,该电源主要为空调客车和相应供电制式的客车或动车组的空调设备及其它设备提供交流电源，使用IGBT作为开关器件，具有开关频率高，驱动简单，损耗低，低次谐波接近为零等特点。逆变器在输出端使用LC滤波器以及EMI滤波器，保证输出为纯正弦波，同时采用多种抗干扰技术,电磁兼容性好,可靠性高；输入输出采用接触器隔离，使得逆变电源在故障时，自动实现电气上的完全隔离和故障转换；采用先进的单片机实现必威体育精装版的数字控制技术,对外部命令识别，系统状态监视，故障部件诊断，实现实时全面的管理和控制，通过RS485接口与列车网络连接，可方便地进行网络集中控制和信息查询，数据交互。 DC600V/DC110V充电器是专门为DC600V供电系统客车开发设计的。该充电器通过高频变换将DC600V转变成DC110V电，为客车蓄电池提供浮充电源，同时向其它直流负载供电。 铁路客车3.5KVA单相逆变器集成了电力电子变换及微机控制技术，运用双极性SPWM的智能逆变控制方法，实现将列车DC110V电压逆变为单相交流220V电压，为车厢上的单相交流负载提供稳压、稳频的纯净电源。具有完善的过压、过流、欠压、过热、过载、短路等保护功能，模块的运行状态可以通过控制板上的数码管显示出来。单相220V交流电源的负载包括：紧急通风设备、影音模