动车组的辅助供电系统设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

动车组的辅助供电系统设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

车厢空调出现异味的问题最初仅在网上论坛流传，至 20xx 年 8月开始出现媒体报导。 这个问题已在设计及制造时速 300 公里版本的 CRH2 时获得解决，其方法是把风口改在上方。 技术数据 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 9 CRH2 型动车组车内的显示器，显示列车当前运行速度。 编组型式： 239。 239。 +Bo39。 Bo39。 +Bo39。 Bo39。 +239。 239。 +239。 239。 +Bo39。 Bo39。 +Bo39。 Bo39。 +239。 239。 8 节时速 250公里 =4M4T 8 节时速 300/350 公里 =6M2T 16 节时速 250 公里 =8M8T， 8 节列车可两编组连挂运行 车种：一等座车、二等座车、餐车 编组定员： 610 人 客室布置：一等车 2+二等车 2+3 最高运营速度： 250 km/h (可提升至 300 km/h) 最高试验速度： 260 km/h 以上 轨距： 1435 mm (标准轨 ) 适应站台高度： 1200 mm 传动方式：交直交 牵引功率： 4800 kW 编组重量及长度： ， 345t 车体型式：大型中空型材铝合金车体 气密性：车内压力从 4kPa 降到 1kPa 时间大于 50s 头车车辆长度： 25700 mm 中间车辆长度： 25000 mm 车辆宽度： 3380 mm 车辆高度： 3700 mm 空调系统：准集中式 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 10 转向架类型： DT206/TR7004B 无摇枕转向架 转向架一系悬挂：单组钢弹簧单侧拉板定位 +液压减振器 转向架二系悬挂：空气弹簧 +橡胶堆 转向架轴重： ≤ 14 t 转向架轮径： 860/790 mm 转向架固定轴距： 2500 mm 受流电压：交流 25 kV， 50 Hz 牵引变流器：三菱 /南车时代 CI11 IGBT 水冷 VVVF 牵引电动机：三菱电机 / 南车电机 MT205 / 日立 / 永济 YJ92A (300kW) x16 启动加速度（ m/s2）： 制动方式：直通 式电空制动 紧急制动距离（ m）（制动初速度 200km/h）： ≤ 1800 补助电源： DC100V，三相 AC100V AC220V、 AC400V 第二节 :CRH2 型动车组的辅助供电系统的构造、工作原理、等等 CRH2 的构成 CRH2的构成大致上面都介绍过了 ,辅助供电系统的结构根据负载需要的电源规模来决定，动车组的辅助供电系统一般 由辅助变流器、蓄电池、充电机等组成。 辅助供电系统采用干线供电方式，为动车组上除牵引动力系统之外的所有用电设备供电。 辅助变流器由输入滤波器 、斩波器、逆变器、输出滤波器和控制单元组成， 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 11 一般和牵引变流器安装在一个机箱中。 蓄电池和充电机提供不停电的应急电源。 挑选辅助电源装置与 牵引变压器 介绍一下 辅助电源装置 : 动车组在 1 号、 8 号车分别设置一套辅助电源装置（ APU），为空气压缩机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供电源；在 6号车上分别设有一个蓄电池箱。 牵引变压器 : CRH2动车组辅助供电系统由牵引变压器 3次辅助绕组提供电源，采用干线供电方式，按各电源系统贯穿全列车。 和牵引变压器 3次线圈直接连 接的系统中，连接有空调装置、换气装置以及 ATP主控电源。 辅助电源装置（ APU）的输入为 400V，该设备作为电源向以下五个系统提供电源： 非稳定单相 AC100V系统； 稳定单相 AC100V系统； 稳定单相 AC220V系统； 稳定三相 AC400V系统； 稳定 DC100V系统。 CRH2 的工作原理 本辅助电源装置（ APU）向辅助电路、蓄电池、荧光灯等供电；输出 DC100V向插座、服务设备等供电；输出 AC100V 和 AC220V 向牵引系统的相关通风机输出三相 AC400V 的电源装置，安装在车体地板下侧。 其内还设有向电热器等供电的 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 12 AC100V 电源用辅助变压器（ ATr）。 （ APU）工作原理 牵引变压器 引变压器将架线电压 25kV 变换成辅助电源装置的输入电压 AC400V，同时也担负辅助电源装置对架线的绝缘作用。 输入滤波回路 输入滤波回路是降低从架线流入到脉冲整流器 /逆变器上的高频电流。 IGBT 脉冲整流器 脉冲整流器将牵引变压器的单相交流输出电压变换成直流的恒定电压。 控制方式使用了大容量 IGBT的脉宽调制方式（ PWM）。 DC 环形回路 滤波电容器将稳定的直流电压供给给后段的逆变器。 IGBT 逆变器 逆变器将直流电压变换成为恒频恒电压的 3 相交流电压。 AC 滤波回路 AC 滤波回路降低逆变器输出电压中的由于切换所产生的高频电压、使其输出畸变很小的正弦波。 输出接触器 输出接触器 3phMK 担负切断和辅助电源装置间的负荷的作用。 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 13 整流电路通过二极管 3 相全桥电路将 APU的 AC400V 输出电压进行变换、供给DC100V 电压。 可调电阻使直流 输出电压具有如图所示的下垂特性。 辅助整流器（ ARf） APU由 APU输入辅助整流器、 PWM三相输出逆变器、逆变器输出变压器、 CVCF(稳压稳频 )输出变压器、辅助变压器等构成。 辅助整流器柜由整流器变压器、辅助整流器构成。 辅助电源装置（ APU）工作原理 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 14 APU的输入电源是牵引变压器辅助绕组输出的 AC400V，通过可控硅混合电桥变换成为直流电。 该直流电通过 PWM三相逆变器变换成为交流电，通过逆变器输出变压器提供 AC400V三相 50Hz电源。 CVCF输出变压器将 AC400V三相电源变换成单相 AC220V、 AC100V的稳压电源。 辅助变压器将牵引变压器辅助绕组的 AC400变换成另一单相 AC100V电源。 辅助整流器箱使用整流器变压器将 APU的 400V三相电压输出变压后，通过三相全波整流器，输出 DC100V。 第三节： CRH2动车组辅助供电系统设备与容量 CRH2动车组设置 2台辅助电源装置（ APU），分别向 4辆车提供辅助电源。 当一台辅助电源装置发生故障时，可通过另一台辅助电源装置向全列车提供辅助电源。 辅助电源装置（ APU）由 APU输入辅助 整流器、 PWM三相输出逆变器、逆变器输出变压器、 CVCF输出变压器、辅助变压器等构成。 APU的输入电源是牵引变压器辅助绕组输出的 AC400V，通过可控硅混合电桥变换成为直流电。 该直流电通过 PWM三相逆变器变换成为交流电，通过逆变器输出变压器提供 AC400V三相 50Hz电源。 辅助整流器柜由整流器变压器、辅助整流器构成。 CVCF输出变压器将 AC400V三相电源变换成单相 AC220V、 AC100V的稳压电源。 辅助变压器将牵引变压器辅助绕组的 AC400变换成另一单相 AC100V电源。 辅助整流器箱使 用整流器变压器将 APU的 400V三相电压输出变压后，通过三 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 15 相全波整流器，输出 DC100V。 辅助整流装置采用自冷式，由整流器变压器、整流二极管单元、用于实现输出电压下降特性的电阻等构成。 动车组上设 AC220V电源插座，不设 DC24V及 DC36V的插座。 辅助电源装置的输出满足 JIS E 6402。 全列共设 3组蓄电池，蓄电池组容量可维持应急用电量两小时。 运行过程中，蓄电池组可在线路上充电。 辅助系统采用冗余设计： 在动车组上安装 2台牵引变压器，其辅助绕组输出的 AC400V电压分别供电给 4节 车厢。 当一台牵引变压器故障时，为了使另一台正常运转，牵引变压器能够通过辅助绕组向 8节车厢供电，设置了用于切换的辅助绕组电源感应回路。 当辅助绕组电源切换后，空调装置半功率运行。 辅助电源装置，每台辅助电源装置给 4节车厢供电。 当一台辅助电源装置发生故障时，为了使另一台正常运转的辅助电源装置能够向 8节车厢供电，设置了用于切换的扩展供电回路。 辅助电源装置的输出容量的设计能够在故障时用一台正常运转的辅助电源装置向整列车供电。 因此，当一台辅助电源装置故障时无需减少负荷。 辅助电源装置（ APU）输入输出参数 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 16 辅助电源装置（ APU）出现故障时，系统供电容量 APU 的 5 个电压输出额定容量均大于 1台 APU 停止运行时的负载功率。 动车组车外车体侧面装有连接外部电源的插座（ AC400V、单相 50Hz）， M2车（ 2号车及 6 号车）上各有一处。 车辆检修基地设置有外部电源，可供辅助电路的工作。 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 17 第四节 :CRH2型动车组的辅助供电系统关键部分例如 IGBT元件一些简要的介绍 IGBT 在以变频器及各类电源为代表的电力电子装置中得到了广泛应用。 IGBT集双极型功率晶体管和功率 MOSFET 的优点于一体，具有电压控制、输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快和工作频率高等优点。 IGBT 的工作特性 IGBT 是一种电压型控制器件，它所需要的驱动电流与驱动功率非常小，可直接与模拟或数字功能块相接而不须加任何附加接口电路。 IGBT 的导通与关断是由栅极电压 UGE 来控制的，当 UGE 大于开启电压 UGE（ th）时 IGBT 导通，当 湖南铁道职业技术学院学生毕业设计 (论文 ) 18 栅极和发射极间施加反向或不加信号时， IGBT 被关断。 IGBT 与普通晶体三极管一样，可工作在线性放大区、饱和 区和截止区，其主要作为开关器件应用。 在驱动电路中主要研究 IGBT 的饱和导通和截止两个状态，使其开通上升沿和关断下降沿都比较陡峭。 IGBT 驱动电路要求 在设计 IGBT 驱动时必须注意以下几点。 1）栅极正向驱动电压的大。