任務目標

掌握交流電力機車變壓變頻及脈寬調制的相關知識。任務內容1.交流型電力機車

2.交流傳動系統的組成3.脈寬調制原理任務1.3交流型電力機車控制基礎1.交流型電力機車

所謂交流型電力機車是指電力機車采用交流牽引電動機驅動的機車（含動車組、軌道交通等），根據供電不同有直-交型和交-直-交型兩種，目前鐵路以交-直-交型電力機車或動車組為主，而軌道交通車組則以直-交型驅動列車為主。（1）直-交型電力機車

接觸網（或第三軌）使用直流電壓為750V、1000V或1500V等不同電壓等級的直流電，直-交型電動列車采用直流供電，交流異步電機驅動，主要用途為城市軌道交通中的電動車組。任務1.3交流型電力機車控制基礎1.交流型電力機車

（2）交-直-交型電力機車

接觸網電源為交流電，由各種變流器供電的三相異步電動機作為牽引。交流異步牽引電動機在制造、性能、功能、體積、重量、成本、及可靠性等方面遠比直流電機優越得多。之所以交流異步牽引電機遲遲不能在電力機車上應用，主要原因是調速比較困難。改變端電壓不能使這種電機在較大范圍內改變速度，而只有改變電源的頻率才能達到目的。因此，只有當電子技術和大功率晶閘管變流裝置得到迅速發展的今天，才能生產出交-直-交型電力機車。

交-直-交型電力機車采用三相異步電動機，根據異步電動機的轉速公式可知，它的速度控制方式有三種方式，但在交流型電力機車的實際控制中，僅采用變壓變頻（即VVVF）的方式。HXD系列電力機車、CRH系列動車組等均采用這種方式對交流牽引電動機進行控制。

任務1.3交流型電力機車控制基礎2.交流傳動的組成

交流型電力機車使用交流傳動系統。交流傳動系統主要由牽引變壓器、牽引變流器和交流電動機等組成，如圖1-3-1所示。其中牽引變流器包含四象限整流器、逆變器、中間直流環節及控制和保護電路。任務1.3交流型電力機車控制基礎2.交流傳動的組成

（1）四象限整流器

調速系統中“四象限”是以力矩和轉速為坐標系所構成的四個象限。即正轉、反轉運行；正轉、反轉制動。四象限整流器可以調整輸入的功率，也可以將電動機回饋產生的能量反送到電網。

（2）逆變器

又稱負載側變流器。作用是利用6個開關器件組成橋式逆變電路有規律地通斷，得到任意頻率的三相交流電輸出。任務1.3交流型電力機車控制基礎3.脈寬調制原理

正弦脈寬調制法（SPWM）是將每一正弦周期內的多個脈沖作規則的寬度調制，使其依次調制出相當于正弦函數值的相位角和面積等效于正弦波的脈沖序列，形成等幅不等寬的正弦化電流輸出。等效原則是每一區間的面積相等。采用帶有SPWM（正弦脈沖寬度調制）控制的牽引變流器具有四象限運行的功能。通過這樣的調制，可以實現直流電逆變成正弦交流電。目前SPWM波形的生成和控制多采用微機來實現。任務1.3交流型電力機車控制基礎任務目標

掌握HXD3型電力機車主電路的組成。任務內容1.

HXD3型電力機車主電路概述2.主電路的特點、組成任務8.1主電路系統概況1.HXD3型電力機車主電路特點

HXD3型電力機車為大功率交流傳動的貨運機車。該車軸式為C0-C0，軸輸出總功率7200kW，最高運行速度120km/h。機車電氣系統采用交-直-交傳動，軸控技術；采用IGBT水冷變流機組，1250kW大轉矩異步牽引電機，具有起動（持續）牽引力大、恒功率速度范圍寬、粘著性能好，功率因數高等特點。任務8.1HXD3型機車主電路2.HXD3型電力機車主電路組成HXD3型電力機車的主電路由網側電路