hxd1c型电力机车牵引变流器电气原理分析与检修

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1、HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与检修导读：就爱阅读网友为您分享以下“HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与检修”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!湖南铁道职业技术学院毕业设计图2.9整流滤波形图输入的正弦波电压Ui（有效值）图2.9的①转变成频率为100Hz的单向脉动电压，如图2.9的②。当K接通时，滤波电路输出的直流电压为U0，并叠加有纹波电压ΔU，如图2.9的③。如果图2中的②和③重叠后，在示波器上就会出现图2.9中的④波形图。从图2.9的④中就可分析出电容C的充电与放电过程。图2.9的④，为图2.8电路处于稳态时输出

2、的Uc电压波形，ΔU是纹波电压，其幅度决定于C和负载RFZ的大小。如图2所示，当处在0～t1，52U0=Uc＞Ui，C处于放电过程，D1～D4均处于截止状态；在t1～t2，Ui≥U0=Uc，C处于充电过程，D2、D处于导通状态，D1、D4处于截止状态；在t2～t3，ui≤U0=Uc，C随ui规律放电，仍存在D2、D3处于导通状态，D1、D4处于截止状态；在t3～t4，ui＜U0=Uc，C处于放电过程，D1～D4处于截止状态。从t4后开始，其过程同t1～t4。可以看出从t1～t3期间，是电容C充电过程，纹波电压的变化规律和Ui（Ui=U0=Uc）相同；在t3～t4期

3、间，Uc按指数规律下降，时间常数为τ=RFZC。IGBT是电子开关元件，其开通和关断的频率相对较高。下面举例说明整流器从无电流的状态开始的工作过程。参见图2.10，如果在正半波时，S2或S3两个IGBT开关中的一个处于开通状态，变压器次边绕组处于短路状态，电流开始上升。此时，如果原来开通的IGBT关断，由于变13湖南铁道职业技术学院毕业设计压器的漏电感使电流连续。电流通过IGBT开关Sl或S4的续流二极管流入直流支撑回路并缓慢降低。利用这一原理，电流就可以围绕一个参考值上下波动且COS尹和直流支撑电压值能保持在要求的范围内。IGBT开关频率决定每个周期的脉冲数量，

4、脉冲频率越高，电流值能越精确地跟踪参考电流值。52图2.10四象限整流器的电流/电压波形2.3中间直流环节滤波电路的结构与电路2.3.1、中间支撑电容中间支撑电容作为能量存储单元，其作用是对中间直流回路的电压进行滤波和缓冲。因为在一个短的时间周期内输入的能力和输出的能量不对等，因此必须在中间直流回路设置支撑电容，也可以说支撑电容对整流器和逆变器进行了能量解藕。牵引变流器的中间支撑电容是由分布在各变流器模块内的电容器组成。2.3.2、谐振吸收回路谐振吸收回路是一个谐振电路，由谐振电容器和置于主变压器中的谐振电抗器组成，用来过滤中间直流回路中两倍于输入电压频率的能量流

5、产生的纹波，如图2.11。它作为一个串联的谐振电路工作，其谐振频率为两倍基波频率。为了保证其谐振频率的精确，谐振电容器分为固定的基础电容器和容值可调的电容器两部分。该可调电容器可由用户定期调整，以避免频率的漂移。图2.11谐振电路14湖南铁道职业技术学院毕业设计2.3.3、接地故障检测及固定放电电阻52图2.12接地故障检测简图如图2.12所示，接地故障检测电路由跨接在中间直流电路的两个串联分压电阻和中点电压检测的电压传感器组成，串联分压电阻的中点接地，中点检测信号送TCU内的检测电路(滤波电容器、运算放大器和一个比较电路)判断主电路是否接地。在正常工况下，传感器

6、测得的电压值等于中间直流电压的1/2。如果发生接地故障，被测电压就会因电容器充电的改变而发生变化，电容器的电压值将达到中间直流电压的0%或者100%。这样，就可以检测到接地故障。同时，并联在中间直流回路上的高阻值电阻，还起到固定放电电阻的作用，用于牵引变流器非正常关闭后直流支撑电容和二次谐振电容的固定放电。牵引变流器停机后，如果快速放电回路有故障不能泄放中间直流电能，则固定放电电阻可在规定时间内将中间直流电压降至安全电压以下。2.3.4、斩波放电(直流放电)电路 52如图2.13所示，牵引变流器的中间直流回路并联有斩波放电电路，用于中间直流过压保护和停机后的快速放

7、电。RcH为斩波电阻，由一个IGBT功率元件控制电阻的投切，当TCU检测到中间直流电压超过规定值时，将触发斩波管(IGBT)开通，中间直流的能量通过斩波电阻快速的释放掉，使中间直流电压迅速的恢复正常值，随后斩波管关闭，稳定中间电压。变流器正常停机后，中间直流支撑电容和二次谐振电容上的能量也将通过斩波回路快速释放。图2.13中间直流回路斩波放电电路15湖南铁道职业技术学院毕业设计2.4PWM逆变器结构及工作原理图2.14PWM逆变器原理图2.4.1PWM逆变器结构。该逆变电路以六个IGBT(VG1～VG6)作为开关器件，IGBT可以由门极控制关断，所以该电路采用自换

8、相方式，无