电力电子技术高锋阳电子课件第9章节电力电子技术应用.ppt

9.2.2 “和谐”系列电力机车中的应用 * HXD1型电力机车主电路如图所示 9.2.2 “和谐”系列电力机车中的应用 （2）HXD2型电力机车变流器 HXD2型每节机车都有一套完整的交流传动系统，由两个变流柜组成。每个变流柜含两套 主变流单元和一套辅助变流器，每节机车有四套相互独立的牵引变流器，采用轴控方式， 每套变流单元电路驱动一根传动轴。每套牵引变流电路由四象限整流器、中间直流环节电 路、三相逆变电路组成。功率元件采用IGBT(3300V/1200A)，水冷方式。 牵引变流器主要技术参数 HXD2型电力机车辅助变流器采用2、3轴主变流器中间直流环节供电，提供DC 1800V电源 通过降压斩波器将其变换为DC 504V，经过滤波环节，由辅助逆变器变换为3AC 380V，通 过辅助变流电抗器滤波后供给辅机使用。每节机车具有两套辅助变流装置，其中一套为 CVCF，主要为泵类负载供电；一套为VVVF，主要为风机类负载供电。每套辅助变流器包 括降压斩波器、电压型逆变器、中间直流电路。 * 额定输入电压 AC 900V 额定输入电流 1 660A 中间直流电压 DC 1 800V 中间支撑电容 3×3mF/2 400V/480A 二次滤波电容 2×2.5mF/2700V/365A 二次滤波电抗器 0.507mH 谐振电流 680A（峰值电流962A） 谐振频率 100Hz 输出电压 3相0～1390V（AC） 输出电流 620A（基波） 最大输出电流 1 900A 输出频率 0～141Hz 9.2.2 “和谐”系列电力机车中的应用 3. HXD3型电力机车主电路分析 主电路由原边网侧 电路、主变压器、 牵引变流器、牵引 电动机、主电路保护 电路及库内动车电路 等组成。 * HXD3型电力机车主电路原理 9.2.2 “和谐”系列电力机车中的应用 （1） 原边网侧电路 网侧电路由两台受电弓AP1、AP2、两台高压隔离开关QS1、QS2、一台高压电流互感器TA1、一台高压电压互感器TV1、一台主断路器QF1、一台高压接地开关QS10、一台避雷器F1、主变压器原边绕组1U-1V、一个低压电流互感器TA2和接地回流装置EB1～EB6等组成。 （2） 主变压器 HXD3型电力机车主变压器采用轴向分裂、心式卧放、下悬式安装的一体化多绕组变压器，具有高阻抗、重量轻等特点。采用真空注油、强迫油风冷、氮气密封等特殊的工艺措施，延长变压器的绝缘寿命。 主变压器技术参（一） * 参 数 高压绕组（1U-1V） 牵引绕组（2U-2V） 辅助绕组（3U-3V） 额定电压（V） 2 5000 1 450 399 额定电流（A） 360 966×6 759×2 标称容量（kVA） 9 006 1 400×6 303×2 短路阻抗（%） 46 18.5 9.2.2 “和谐”系列电力机车中的应用 * 型 号 FPWR1 额定频率（Hz） 50 网压范围（kV） 17.5～31 空载电流 0.26% 空载损耗（W） 2 600 负载损耗（kW） 224 冷却方式 强迫油循环风冷 通风量（m3/h） 234000 油流量（m3/h） 48 主变压器技术参数（二） 主变压器的六个1 450V牵引绕组分别用于两套主变流器的供电，两个399V辅助绕组分别用于辅助变流器的供电。辅助变流器的中间直流回路还同时给110V电源充电模块供电，辅助变流器APU2的输出还经过隔离变压器，给司机室各加热设备及低温预热回路提供AC220V和AC110V交流电源。 主变压器绕组结构示意图 9.2.2 “和谐”系列电力机车中的应用 （3） 牵引变流器 HXD3型电力机车采用集成变流器，装于两个变流器机箱内构成两套变流器，每 套变流器含有三组牵引变流器和一组辅助变流器。两套牵引变流器由UM1和UM2 组成，每一套内含有3组牵引变流器，为一台转向架上的牵引电动机供电 1）四象限脉冲整流器 作用：向牵引电动 侧的逆变器提供一 个相匹配的恒定直 流电压源 2）中间直流电路 作用：1.在网侧整流器 和电动机侧逆变器之间 实现瞬时功率平衡； 2.储能电容向牵引电动 机提供基波无功功率和高次谐波的通路； 3.变流器换流能力直接受中间电路 电压的影响，逆变器的调制电压质量也取 决于其平衡程度