辅助变流器培训.ppt

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1、辅助变流器吴强机车或动车组辅助电气设备是为机车或动车组牵引及制动系统等提供保障的设备包括辅助电源、压缩机、空调、通风、冷却系统及其驱动电机等。它的好坏直接关系到机车能否正常运行。辅助电气设备简述：早期的辅助系统传动方式内燃机车采用机械传动或液力传动方式，电力机车多采用电动-发电机组或旋转劈相机向辅助电机供电方式，客车则多采用柴油发电机组或电动-发电机组供电方式。早期辅助系统的特点：较简单，体积大，重量重，维护工作量大不能节能运行，效率低三相输出电压不平衡且随输入电压变化。（对于劈相机供电的辅助系统而言）现代辅助系统传动方式采用交流传动方式的辅助系统的核

2、心是静止变流器，通常称辅助变流器。采用交流传动方式的辅助系统具有三相输出电压稳定、平衡、节能降噪、维护工作量小、系统总体质量小的优点。发达国家的机车或动车组辅助系统目前已普遍采用交流传动方式1.1对辅助变流器的要求（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，具体对我国电力机车而言，即在17.5～31kV范围内。其辅助变流器输出的电压及频率应能满足包括空压机、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辅助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

3、的工作能力及高可靠性，以满足机车或动车组在各种环境下正常运行的要求。（4）考虑一定的冗余度，以尽可能避免机车或动车组因辅助变流器的原因而发生运行途中停车等大事故。当然，故障冗余设计应从辅助系统的角度来通盘考虑。1.1.2功能简单地说，辅助变流器的功能就是对车上辅助电气设备供电。相对于主变流器，它所起的作用虽然不同，体积功率也较小，但电路结构完整，功能齐备.其单台容量一般在几十千伏安至几百千伏安之间，属典型的中小功率“交—直—交”变流器。1.1.3种类辅助变流器的种类多样，可以多种形式划分。辅助变流器的设计一般均采用模块化设计。根据机车或动车组上应用的变

4、流器目前均为电压型这一情况，以不同环节的稳压方式来划分，辅助变流器可分为输入侧变流器稳压控制型和输出侧变流器直接稳压控制型两大类。1.1.4.1输入侧变流器稳压控制型特点及构成输入侧变流器中间直流环节输出侧变流器此类型的特点是输入侧变流器和输出侧变流器均为可控型，并通过对输入侧变流器的控制来实现保持中间直流环节电压的稳定。交流供电的电力机车辅助变流器即属于此类型，其构成示意图如图1。图1输入侧变流器稳压控制型构成示意辅助变流器输入的几种方式交流供电的可取自其主变压器的辅助绕组，直流供电的可直接从电网取电。有采用从主变流器中间直流环节取电的方式。在欧洲，

5、为更好更经济地适应多电压制式供电的要求，采用这种方式，在多电压制式供电的情况下，可以简化辅助变流器的电路，此时辅助变流器的电路通常采用斩波器加逆变器的构成方式，并放置在主变流器的柜体中，从而尽可能降低成本。1.1.4.2种类典型电路：四象限变流器电路，相控桥式整流电路、斩波器电路，高频逆变电路等。这类变流器在交流输入条件下应用很多，在直流输入条件下，斩波器电路，高频逆变电路等在目前也有较多的应用。相控桥式整流电路开发较早，应用时间较长，特点是属于降压整流方式，要求输入电压高于输出电压，控制简单，技术成熟，造价较低，但输入侧功率因数较低，对电网的影响较大

6、，控制响应速度也较慢。图2应用相控桥式整流电路的辅助变流器电路示意四象限脉冲整流电路为解决相控桥式整流电路存在的问题而发展起来的技术特点是属于升压整流方式，要求输入电压低于输出电压，其输入侧功率因数较高，接近于1，达到了对电网“友好”的目标；采用IGBT作为其功率器件后，调制频率提高，因而控制响应速度加快，当其输入端或输出端发生变化时，控制系统能很快作出响应，快速调节使输出保持稳定。图3含四象限变流器的辅助变流器电路示意高频逆变电路，实际是DC-AC-DC，即先逆变再整流，其逆变部分工作频率一般在10KHz以上，在逆变与整流部分之间有变压器，其作用一是

7、改变电压，二是实现输入与输出的隔离。体积和质量小，非常适宜对体积质量要求较高的场合；但器件较多，成本较高。其原理图如图5示图4应用高频逆变电路的辅助变流器电路示意1.1.6输出侧变流器直接稳压型此类型的辅助变流器与输入侧变流器稳压控制型相比，其输入侧变流器或没有，或只是不可控整流桥，而控制的重点是逆变器，所用的电路有两电平逆变、三电平逆变、多重逆变、十二脉冲逆变等多种形式。1.1.6.1两电平逆变器的特点电路结构简单，器件少，可靠性高，应用最为广泛。其输出方式既可以选择变压变频（VVVF）方式，也可以选择恒压恒频（CVCF）方式，以满足不同负载的需要。

8、现代逆变器的特点是采用IGBT及无吸收电路。简化了电路结构，降低了逆变器的损耗，提高了效率，逆