内燃机车总体及走行部的检查与维护 整流器及逆变器 12.整流器及逆变器.doc

和谐5型内燃机车HXN5 和谐5型内燃机车 5 牵引电传动系统HX 5 牵引电传动系统 PAGE 8 PAGE 7 105 5.2整流器及逆变器 HXN5型内燃机车是交流电传动内燃机车，主牵引变流器主要由1台二极管整流器和6台IGBT逆变器构成，它将同步发电机发出的三相交流电压整流成脉动直流电，再逆变成变频变压的三相交流电以驱动6台交流牵引电机。此外，主牵引变流器还包括检测电路、保护电路等部分。 5.2.1电气原理 电气原理图见图5-4。由图中可见整流器是由三个二极管整流桥臂构成，分别是RMA、RMB、RMC。逆变器一共有6台，分别是INV1、INV2、INV3、INV4、INV5和INV6，它们的电气结构完全一致。 INV6INV4INV3INV5INV2INV1TADC+RMA RMB RMC INV1 INV6 INV4 INV3 INV5 INV2 INV1 TA DC+ RMA RMB RMC INV1 TM1TM5TM6TM4TM3TM2DC-图5-4牵引电气原理图图5-5是INV1详细电气原理图，主要由支撑电容（C11、C12）、IGBT器（P1AP～P1CP、P1AN～P1CN）、电流传感器（CM1A、CM1B）、电压传感器（VAM10）、快速熔断器（F1A1～F1C2、F1A2～F1C2）、IGBT驱动电源（GDP1）、牵引控制器（TMC）构成。支撑电容的作用是稳定中间直流电压，防止逆变器开关动作时直流电源的浪涌电流和尖峰电压。IGBT是逆变器的核心开关器件，按照一定的顺序开关相应的IGBT器件，就能产生驱动牵引电机的三相电压。电流传感器用来检测2个桥臂的电流，也即是牵引电机的2相电流，该电流信号经过牵引控制器TMC计算后，产生控制逆变器工作的PWM调制信号。电压传感器（VAM10）测量两处电压，中间直流电压和牵引电机三相线电压，中间直流电压信号主要用于保护，牵引电机线电压信号则通过牵引控制器TMC产生控制逆变器工作的PWM调制信号。桥臂快速熔断器主要用于保护IGBT 器件，当逆变器任一桥臂发生短路故障时，所在桥臂电流快速增大，快速达到快速熔断器的整定值，快速熔断器断开该桥臂，避免该桥臂上的IGBT器件被短路电流损坏。IGBT驱动板电源（GDP1）将机车蓄电池电压74V转化为100V、25Hz的方波电压为IGBT的门极驱动板提供工作电源。牵引控制器（TMC）是这个逆变器的核心控制单元，主要由6块微机插件板和2块光纤驱动板构成，它将电压传感器、电流传感器和速度传感器等输送的信号经过数模转化后，按照矢量控制的算法产生PWM调制信号，通过光纤驱动板将信号传送给IGBT驱动板，以控制相应IGBT器件的通断，产生满足司机指令要求的三相交流电压，驱动牵引电机工作。表5-1列出6个牵引逆变器中各关键部件的代号（与INV1对照）。 TM1 TM5 TM6 TM4 TM3 TM2 DC- 图5-4牵引电气原理图 图5-5 INV1逆变器电气原理图 图5-5 INV1逆变器电气原理图 表5-1逆变器关键部件代号表 5.2.2整流器 5.2.2.1 输出电压（结温175?C 输出电流（结温175?C时）： 工作温度： -40?C 储存温度： -40?C 重复反向电流@175?C 5.2.2 三个整流器模块安装在电气室右后侧，CA5（控制区5）内，见图5-6。 图5-6 整流器模块在电气室CA5内的安装位置 5.2.3 逆变器 5.2 以下为单个逆变器稳态数据 输入电压（最大值）： 1400 V 输入电流（最大值）： 410 A 输出电压（基波有效值）： 1100V 输出电流（基波有效值）： 850 A 输出容量： 709kVA 输出频率（最大值）： 200 Hz 输入滤波电容器： 4500μF IGBT参数： 2.4kV, 2.2kA 效率： ≥0.98 工作环境温度： 40 存放温度： -45?C 功率模块参数： 型号： 17FM789（+），17FM790（-） 数量： 36 模块构成： 1个IGBT，1个反并联二极管 1个散热器，1个门极驱动电路 冷却方