交流传动电力机车新型辅助电源的研究

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1、EI。ECTRICDRIVE2008V01．38No．12电气传动2008年第38卷第12期交流传动电力机车新型辅助电源的研究佟来生1’2，蓝正升2，刘宏2(1．浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027；2．中国南车集团株洲电力机车有限公司，湖南株洲412001)摘要：阐述了交流传动电力机车辅助电源技术发展过程，分析了常用辅助电源技术的优缺点，并探讨了一种新型集成式辅助电源方案。针对新型集成式辅助电源，采用理论分析和仿真技术相结合的方法，提出了系统分析的计算公式和参数匹配的基本原则，完成了交流传动电力机车辅助系统工程化设计的理论分析，为系统设备的技术指

2、标制定提供了技术依据。关键词：辅助电源；交流传动；电力机车中图分类号：U264文献标识码：AResearchonNovelAuxiliaryPowerSupplyofACDriveLocomotiveTONGLai—shen91～，LANZheng-shen92，LIUHongz(1．SchoolofElectricalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，Zhejiang，China；2．CSRZhuzhouElectricLocomotiveCo．，Ltd．，Zhuzhou412001，Hunan

3、，China)Abstract：Developingprocessofauxiliarypowersupplyoflocomotivewithinverter—fedinductionmotorswasintroduced．Meritsanddrawbacksofconventionalauxiliarypowersupplieswereanalyzedandanewtypeofauxiliarypowersupplywasdesignedonthebasisofanalysisresults．Theoryanalysisandtechniqueofsi

4、mula—tionwereadoptedtogettheformuladescribingauxiliarysystemandtheprincipleofparametermatch．There—searchresultsarehelpfultodefinetheequipmentqualifications．Keywords：auxiliarypowersupply；ACdrive；locomotive1引言机车辅助电源是机车的重要组成部分，其作用就是保障机车牵引、制动工况正常运行。各种类型电力机车的辅助系统大同小异，如图1所示，主要包括辅助电源、通风

5、和冷却系统、空调机组、压缩机等设备。为了适应电力机车严酷的运行环境，辅助系统还应该满足以下条件[1]：1)在国家有关标准规定的输入电压范围内具备正常工作的能力，对我国电力机车而言，即在17．5～31kV范围内，其辅助变流器输出电压及频率应能满足空压机、油泵、风机等负载的正常工作能力；2)除具备变压变频输出能力外，还应具备允许空压机等负载在变流器工作时直接启动及切除的能力，以满足空压机等负载频繁启停的要求；3)具备适应恶劣环境的工作能力及高可靠性，满足机车在各种环境下正常运行的要求；4)考虑一定的冗余度，尽可能避免机车因辅助系统的原因引起运行途中停车等大事

6、故。辅助系统辅助变流器冷却塔通风机组瘫引通风机组变压器油泵空气压缩机组变流器风机空调系统图1电力机车辅助系统Fig．1Auxiliarysystemoflocomotive2辅助电源技术方案分析早期直流传动电力机车中，辅助电源利用三相异步劈相机把主变压器辅助绕组的单相工频交流电源“劈”成三相交流电源，再供给辅助电路驱动三相异步电动机‘21。由于三相异步劈相机的结基金项目：浙江省博士后科研项目；湖南省博十后科研项目作者简介：佟来生(1977一)，男，博士，助理研究员，Email：alanatlsh@126．com15万方数据电气传动2008年第38卷第12

7、期佟来生，等：交流传动电力机车新型辅助电源的研究构和工作原理决定了辅助回路三相线电压的极不对称性，不对称度在270V时达到10％，在460V时达到了7％，这使辅助电动机降低了带负载能力，损耗增大[3]。此外，劈相机工作噪音大，是司机室的主要噪音源。这种辅助电源方案在交流传动电力机车中已经淘汰。交流传动电力机车采用整流逆变方案，整流器把主变压器辅助绕组单相交流变成直流，然后利用辅助逆变器输出三相交流驱动辅助电机。这种方案供电品质高，辅助电机可由逆变器控制实现软启动，启动电流小；能够实现多种整流器和逆变器的组合结构，使系统对负载控制的灵活性和系统冗余性增强，

8、使辅助电源的可靠性得到很大提高。整流逆变方案在初期整流器采用半控整流，其特点是降