任務四動車組輔助供電電路分析與檢查淺析輔助變流器交直流供電電路分析輔助電源裝置構成及保護輔助電路分析配電系統維護與檢修輔助供電系統應急故障處理主要內容THEMAINCONTENT項目描述/PROJECTDESCRIPTION學習輔助供電系統的構成、供電方式、交直流供電回路、輔助電源裝置、輔助電路等方面。能分析輔助供電系統電路，能根據檢修作業標準排查及處理故障。456123知識要求掌握交直交型和直交型輔助變流器的工作原理掌握動車組輔助供電系統的基本組成掌握各型動車組輔助供電系統的工作原理掌握動車組輔助電源、輔助電路的工作過程掌握動車組配線系統及各車配電盤掌握動車組檢修相關知識能能分析輔助供電電路原理圖能能分析輔助電源、輔助電路電氣原理圖能能夠根據檢修作業標準，清潔與維護配電盤能能夠排查并處理常見故障SKILLSREQUIRED技能要求樹立安全生產和質量意識，培養學生團隊協作能力任務一淺析輔助變流器為了保證列車正常運行，列車上設有三相交流輔助電路和輔助機械裝置。由于主變壓器、牽引變流裝置、牽引電動機等，它們在運行時發出大量的熱量，需要通風機進行強迫風冷；主變壓器和牽引變流器需要設置冷卻油泵驅動冷卻油循環；列車的制動、受電弓以及車上各種氣動機械要裝置壓縮機來提供風源等。所有這些輔助裝置都要用三相鼠籠異步電動機來驅動。為此，需要在列車上設置三相交流電源[1]，這是由輔助變流器完成的。列車的控制系統以及照明系統，需要直流電源，這是由輔助整流器完成的；在升弓前或高壓設備、主變壓器出現故障時，相關系統由蓄電池供電。因此列車輔助供電系統的直流部分包括輔助整流裝置和蓄電池。任務一淺析輔助變流器列車輔助供電系統主要由輔助變流器、輔助整流器以及相關的組件構成。輔助變流器用來提供三相AC400V的電源，由靜止變流器來實現；輔助整流器用來提供直流電源，由整流裝置來實現。任務一淺析輔助變流器一、輔助變流器輔助變流器主要為牽引電機通風機、主變壓器油冷卻器通風機、牽引變流器冷卻用油泵、網側濾波器油泵、主變壓器油泵、牽引變流器通風機等設備供電。為了防止因輔助供電設備故障而影響機車的正常運行，輔助供電系統要求具有很高的冗余度，因此列車一般采用電源獨立的多臺輔助變流器同時供電，部分輔助變流器間還可以轉換連接。任務一淺析輔助變流器可以根據負載所需要的功率來調節電壓和頻率電壓頻率恒定，均為三相AC400V50Hz對于輔助變流器輸出的電壓，在正常工作狀態時可以分為兩種輸出電壓頻率恒定的輔助變流器具有控制簡單的特點，供給不需要調速的用電設備，主要為主變壓器和網側濾波器的油泵、牽引變流器通風機、空氣壓縮機電動機等等，能夠滿足所有交流輔助電機供電的基本要求。輸出電壓頻率可調的輔助變流器控制要復雜一些，除了能夠滿足輔助電機的基本要求外，還能按照設備所需要的功率來調節電壓和頻率，以節約能耗和降低通風機噪聲，主要為牽引電動機通風機、牽引變流器油泵和油冷卻器通風機等等。CRH2、CRH5動車組采用恒壓恒頻的輔助變流器供電；CRH3動車組采用恒壓恒頻與調壓調頻的輔助變流器相結合的供電方式。一是一是任務一淺析輔助變流器輔助變流器的輸出端電壓為PWM波，由于功率器件的通斷所產生的高頻電壓分量，使其輸出畸變較小的正弦波電壓。該電壓對輔機造成的不利影響，一般要求在逆變器的輸出端增設EMC濾波器。任務一淺析輔助變流器根據輔助變流器輸入側的不同，輔助變流器的主電路可以分為兩種類型：輔助變流器的結構與特點1一是輸入側為交流，稱之為交直交型一是輸入側為直流，稱之為直交型現在分別予以介紹交直交型輔助變流器由機車牽引變壓器輔助繞組供電，由脈沖整流器、中間直流回路、逆變器三部分組成，其結構如圖3.67所示。采用交直交型輔助變流器的電路原理如圖3.68所示。各部分的功能如下：（1）交直交型輔助變流器①脈沖整流器：脈沖整流器將牽引變壓器輸入的單相交流電壓變換成恒定的直流電壓，采用脈寬調制方式。任務一淺析輔助變流器輔助變流器的結構與特點1圖4-1交直交型輔助變流器結構框圖②中間直流回路：濾波電容器將穩定的直流電壓供給后段的逆變器。③逆變器：逆變器將直流電壓變換成為三相交流電壓。任務一淺析輔助變流器輔助變流器的結構與特點1采用交直交型結構的輔助變流器具有以下特點為了減少電網輸入的高次諧波干擾，需要在牽引變壓器和脈沖整流器之間增加濾波環節，以抑制諧波電流牽引變壓器需要提供輔助繞組為輔助變流器供電①②采用脈沖整流器能夠保證輸入側較高的功率因數任務一淺析輔助變流器輔助變流器的結構與特點1圖4-2交直交型輔助變流器電路原理圖任務一淺析輔助變流器輔助變流器的結構與特點1變流器的啟動方式為軟啟動，能夠有效減小電機的起動電流③④可以在較大的網壓范圍內工作⑤輸出電壓穩定，三相輸出電壓平衡任務一淺析輔助變流器輔助變流器的結構與特點1直交型輔助變流器直接從牽引變流器的中間直流環節取流，因此它只需要逆變器就可以實現直流電到三相交流電的變換，但是為了保證輸出電壓的正弦度以及400V的電壓值，必須額外增加降壓設備，一般有兩種組合：（1）交直交型輔助變流器一是一是斬波降壓變換＋逆變器，如圖4-3（a）示，典型的電路原理如圖4-4所示一是逆變器＋三相降壓變壓器，如圖4-3（b）示，典型的電路原理如圖4-5所示。（為了保證輸出電壓波形的正弦度，必須保證逆變橋的輸出占空比，這就使得逆變器在輸入直流電壓較高時，輸出的交流電壓值也比較高，從而必須使用降壓變壓器降壓）任務一淺析輔助變流器輔助變流器的結構與特點1任務一淺析輔助變流器①斬波降壓變換（對應于4-3-a的結構）：將牽引變流器的中間直流電壓降到合適的值，保證逆變器的輸出電壓為400V②三相降壓變壓器（對應于4-3-b的結構）：利用電磁感應原理，將逆變器輸出的較高的交流電壓降至400V③逆變器：逆變器將直流電壓變換成三相交流電壓。與交直交型輔助變流器相比，直交型輔助變流器具兩個顯著特點：①無需牽引變壓器提供輔助繞組，而是直接從牽引變流器的中間直流環節取流②必須采取降壓措施，確保輸出電壓的幅值任務一淺析輔助變流器圖4-4采用斬波降壓變換的直交型輔助變流器電路原理圖任務一淺析輔助變流器圖4-5采用降壓變壓器的直交型輔助變流器電路原理圖任務一淺析輔助變流器0102二、直流供電系統直流供電系統主要由整流裝置和蓄電池組成列車整流裝置的主要作用有：為列車的直流用電設備如控制系統、照明系統提供電源；為蓄電池充電。整流裝置一般采用脈沖整流器或者斬波器獲得所需的直流電壓。如圖4-13為CRH5的整流裝置的電路原理圖。蓄電池是為了在整流裝置無法提供直流電源時（如本務動車相關設備發生故障、或者動車沒有升弓，整流裝置無法供電）為相關的設備提供電源，同時還兼有為整流出來的直流電壓濾波、穩壓的作用。蓄電池必須滿足容量的要求。任務一淺析輔助變流器圖4-13CRH5整流裝置電路原理圖任務一淺析輔助變流器三、典型動車組輔助供電系統簡圖如圖4-14為CRH1的輔助供電系統結構圖，圖4-15為CRH2的輔助供電系統結構圖，圖4-16為CRH3的輔助供電系統結構圖。