1、1,第三章 辅助供电系统,第三章 辅助供电系统,辅助供电系统为动车组上除牵引动力系统之外的所有用电设备提供电力，是动车组技术的重要组成部分。国内外各型动车组的辅助供电系统各有特色。本章详细介绍动车组辅助供电系统的构成、功能、工作原理、安装接线说明及检修。,2,第三章 辅助供电系统,第三章 辅助供电系统,第一节 辅助供电系统构成与功能 一、概述 二、辅助供电系统工作原理 第二节 CRH2动车组辅助供电系统 一、概述 二、技术指标 三、工作原理 四、安装接线说明 五、检修,3,第三章 辅助供电系统,第三节 CRH1动车组辅助供电系统 一、概述 二、技术指标 三、工作原理 四、检修第四节 CRH5动
2、车组辅助供电系统 一、概述 二、技术指标 三、工作原理,第三章 辅助供电系统,4,一、概述,第一节 辅助供电系统构成与功能,随着动车组技术的发展和运输质量要求的提高，辅助供电系统的结构形式也逐渐多样化，总的来讲：功能逐渐增加，技术指标及可靠性的要求也越来越高。,辅助供电系统具有以下特点 辅助供电系统的供电母线在动车组全列车贯通。辅助供电系统的负载种类多，需要提供的电源规格多，布线复杂。 辅助变流器向轻量化、小体积发展，近年均采用IGBT元件和高频电力电子技术来提高效率和可靠性。,第三章 辅助供电系统,5,辅助供电系统的构成 辅助供电系统的结构根据负载需要的电源规模来决定，动车组的辅助供电系统一
3、般由辅助变流器、蓄电池、充电机等组成。 辅助供电系统采用干线供电方式，为动车组上除牵引动力系统之外的所有用电设备供电。 辅助变流器由输入滤波器、斩波器、逆变器、输出滤波器和控制单元组成，一般和牵引变流器安装在一个机箱中。 蓄电池和充电机提供不停电的应急电源。,第三章 辅助供电系统,6,辅助供电系统功能 动车组是电力牵引列车，电力均来自AC25KV牵引供电电网，经受电弓进入牵引变压器原边绕组，再由牵引变压器的次级绕组或主变流器的直流环节进入辅助变流器。 辅助供电系统为空气压缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、空气调节系统、采暖、照明、旅客信息系统、控制、广播、列车无线等设备提供电源。 上述负载要求
4、辅助供电系统具有包括三相AC380V母线、AC220V母线、DC110V母线等输出。,第三章 辅助供电系统,7,二、辅助供电系统工作原理,根据工作原理可以将辅助供电系统分为两类：牵引变压器辅助供电绕组供电模式牵引变流器直流环节辅助供电模式。,第三章 辅助供电系统,牵引变压器辅助供电绕组供电模式 在这类辅助供电系统中，由牵引变压器的辅助供电绕组提供电源，具有代表性的为CRH2动车组。在CRH2动车组中，辅助供电系统由牵引变压器3次绕组的AC400V提供电源，AC25kV的高压电输入牵引变压器，经过降压变成AC400V，再输入辅助电源装置，经过处理后，从辅助电源装置输出5路电源，为列车的各设备供电
5、。,8,第三章 辅助供电系统,CRH2动车组辅助供电系统工作原理示意图,牵引变压器辅助供电绕组供电模式,9,二、辅助供电系统工作原理,第三章 辅助供电系统,牵引变流器直流环节辅助供电模式 在这类辅助供电系统中，由牵引变流器直流环节提供电源，具有代表性的有CRH1动车组、 CRH5动车组。,CRH1动车组 AC25kV高压电经牵引变压器降压后输入牵引变流器，辅助供电系统由牵引变流器的直流环节1650VDC电压供电，经过处理后得到三相380VAC和110VDC两路电源，为列车的各设备供电。,10,第三章 辅助供电系统,CRH1动车组辅助供电系统工作原理示意图,牵引变流器直流环节辅助供电模式,11,
6、二、辅助供电系统工作原理,第三章 辅助供电系统,牵引变流器直流环节辅助供电模式,CRH5动车组 AC25kV高压电经牵引变压器降压后输入牵引变流器，辅助供电系统由牵引变流器上的3600VDC中间直流环节电压供电，经过处理后得到三相380VAC，向所有三相负载提供电源，如空调系统、牵引系统通风和空气压缩机等。,12,第三章 辅助供电系统,CRH5动车组辅助供电系统工作原理示意图,牵引变流器直流环节辅助供电模式,13,一、概述,第二节 CRH2动车组辅助供电系统,CRH2动车组以E2-1000型动车组为原型车，通过全面引进设计制造技术，由四方股份公司在国内制造生产。动车组由8辆车组成，其中4辆动车
7、4辆拖车；首尾车辆设有司机室，可双向驾驶，编成后结构如图所示。,第三章 辅助供电系统,14,动车组在1号、8号车分别设置一套辅助电源装置（APU），为空气压缩机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供电源；在2、4、6号车上分别设有一个蓄电池箱。,第三章 辅助供电系统,15,CRH2车组辅助供电系统由牵引变压器3次辅助绕组提供电源，采用干线供电方式，按各电源系统贯穿全列车。和牵引变压器3次线圈直接连接的系统中，连接有空调装置、换气装置以及ATP主控电源。辅助电源装置（APU）的输入为400V，该设备作为电源向以下五个系统提供电源：,第三章 辅助供电系统,非稳定单相AC100V系统；稳定单相AC1
8、00V系统；稳定单相AC220V系统；稳定三相AC400V系统；稳定DC100V系统。,16,CRH2辅助供电系统: 非稳压单相AC100V系统，由辅助变压器（ATr）仅将牵引变压器辅助绕组的AC400V电压直接降压至AC100V，向热水器的加热器等容许电压变动的负荷供电。 稳压AC100V、AC220V系统和稳压DC100V系统，使用辅助电源装置与AC400V实现隔离，并且降压和稳压。 稳压三相AC400V与牵引系统相关的辅助设备（牵引变压器、牵引变流器、牵引电机用各送风机等）连接。 稳压DC100V系统向车辆的控制电源、车厢照明、蓄电池等供电。,第三章 辅助供电系统,17,CRH2动车组辅
9、助供电系统图,18,CRH2辅助供电系统: 辅助供电系统采用冗余设计，在动车组上安装2台牵引变压器，其辅助绕组输出至辅助电源装置（APU）的AC400V电压分别供电给4节车厢。 当一台牵引变压器故障时，为了使另一台正常运转，牵引变压器能够通过辅助绕组向8节车厢供电，设置了用于切换的辅助绕组电源感应回路。 当辅助绕组电源切换后，空调装置半功率运行。相邻单元具有相互支援功能，在动车组上安装2台辅助电源装置，一台辅助电源装置供给4节车厢所需辅助用电。,第三章 辅助供电系统,19,CRH2辅助供电系统: 当一台辅助电源装置发生故障时，为了使另一台正常运转的辅助电源装置能够向8节车厢供电，设置了用于切换
10、的扩展供电回路。辅助电源装置的输出容量的设计能够在故障时用一台正常运转的辅助电源装置向整列车供电。因此，当一台辅助电源装置故障时无需减少负荷。 辅助系统设有完善的安全接地措施以及自诊断功能和故障保护功能。在列车信息控制系统和辅助电源装置之间设置自诊断功能接口，由列车信息控制系统实施。 动车组车外车体侧面装有连接外部电源的插座（AC400V、单相、50Hz），M2车（2号车及6号车）上各有一处。车辆检修基地设置有外部电源，可供辅助电路的工作。,第三章 辅助供电系统,20,二、技术指标,第三章 辅助供电系统,方式 电路方式：单相桥式脉冲整流器 三相桥式逆变器方式； 控制方式：逆变器稳压控制方式；
11、冷却方式：强制风冷方式。 输入额定值 额定电压：（）单相； 电压变动范围：（连续）， （分钟）。,形式 辅助电源装置： ；辅助整流器： 。,21,二、技术指标,第三章 辅助供电系统,输出额定值 额定容量：； 负载程度：连续，输出秒，输出秒； 负载功率因数：（延迟）； 输出类别,22,CRH2辅助电源装置（APU）输出种类,*输入电压-37%时、ATr电压精度-41%,23,二、技术指标,第三章 辅助供电系统,使用条件 环境温度：（外界温度）； 控制电源 （1）额定电压：； （2）电压变动范围：； （3）所需容量：，起动时 毫秒。,24,二、技术指标,第三章 辅助供电系统,温度上升范围 输入交流
12、电抗器（，）： （通风温度）；输出交流电抗器（）： （通风温度）；变压器（）：（通风温度）；变压器（）：（通风温度）；变压器（）：（通风温度）；辅助变压器（r）：（通风温度）。注的线圈绝缘部耐热为时，容许上升温度为。,25,二、技术指标,第三章 辅助供电系统,耐电压 主电路输入：（额定电压：）；输出： （额定电压：）；输出： （额定电压：）；输出： （额定电压：）；输出： （额定电压：）；控制电路：（额定电压：）。,26,三、工作原理,本辅助电源装置（APU）向辅助电路、蓄电池、荧光灯等供电；输出DC100V向插座、服务设备等供电；输出AC100V和AC220V向牵引系统的相关通风机输出三相A
13、C400V的电源装置，安装在车体地板下侧。其内还设有向电热器等供电的AC100V电源用辅助变压器（ATr）。,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）工作原理 辅助电源由辅助电源装置（APU）和辅助整流器（ARf）两个装置组成，图中上方虚线框内是辅助电源装置的功能方块图，下方虚线框内是辅助整流器的功能方块图。,27,CRH2辅助电源功能方框图,辅助电源装置,辅助整流器,返回,28,三、工作原理,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）工作原理 牵引变压器 牵引变压器将架线电压25kV 变换成辅助电源装置的输入电压AC400V，同时也担负辅助电源装置对架线的绝缘作用。 输入滤波回路 输入
14、滤波回路是降低从架线流入到脉冲整流器/逆变器上的高频电流。IGBT 脉冲整流器 脉冲整流器将牵引变压器的单相交流输出电压变换成直流的恒定电压。控制方式使用了大容量IGBT的脉宽调制方式（PWM）。,如图所示,29,三、工作原理,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）工作原理 DC 环形回路 滤波电容器将稳定的直流电压供给后段的逆变器。 IGBT 逆变器 逆变器将直流电压变换成为恒频恒电压的3 相变流电压。 AC 滤波回路 AC 滤波回路降低逆变器输出电压中的由于切换所产生的高频电压、使其输出畸变很小的正弦波。输出接触器 输出接触器3phMK 担负切断和辅助电源装置间的负荷的作用。,如图所
15、示,30,三、工作原理,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）工作原理 辅助整流器（ARf） （1）二极管整流电路 整流电路通过二极管3 相桥电路变换APU的AC400V 输出电压、对电池供给DC100V 电压。 （2）可调电阻 可调电阻使直流输出电压具有如图所示的下垂特性。,如图所示,31,三、工作原理,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）工作原理 辅助整流器（ARf） （2）可调电阻 可调电阻使直流输出电压具有如图所示的下垂特性。,32,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）工作电路原理 APU由APU输入辅助整流器、PWM三相输出逆变器、逆变器输出变压器、CVCF(稳
16、压稳频)输出变压器、辅助变压器等构成。辅助整流器柜由整流器变压器、辅助整流器构成。,33,辅助电源装置（APU）电路示意图p85,34,辅助电源装置的接线图,输入部分p97,35,输出部分不同于P97图,36,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）工作原理 APU的输入电源是牵引变压器辅助绕组输出的AC400V，通过可控硅混合电桥变换成为直流电。该直流电通过PWM三相逆变器变换成为交流电，通过逆变器输出变压器提供AC400V三相50Hz电源。 CVCF输出变压器将AC400V三相电源变换成单相AC220V、AC100V的稳压电源。 辅助变压器将牵引变压器辅助绕组的AC400变换成另一单相
17、AC100V电源。 辅助整流器箱使用整流器变压器将APU的400V三相电压输出变压后，通过三相全波整流器，输出DC100V。,37,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）工作原理 辅助整流装置采用自冷式，由整流器变压器、整流二极管单元、用于实现输出电压下降特性的电阻等构成。 动车组上清扫用电源插座使用AC220V,在每辆车上配置2个，不设DC24V及DC36V的直流电源插座。辅助电源装置的输出满足JIS E 6402。 动车组车体侧面装有连接外部电源的插座（AC400V、单相、50Hz），M2车（2号车及6号车）上各有一处。车辆检修基地设置有外部电源，可供辅助电路的工作。,38,第三章
18、辅助供电系统,辅助电源装置（APU）动作说明动作说明,39,p87,40,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）动作说明（1）起动条件 l 控制电源有DC100V（见p87 ）。 l 无重故障轻故障。 l 脉冲整流器的输入电压在AC250V（50Hz）以上。l 耐压试验连接器在运转的位置上。（2）起动动作 l供给控制电压后1 秒钟对CPU 进行初始化(见的脉冲) l脉冲整流器输入电压在250V 以上时作为架线电压确立、接通逆变器接触器IVK2、通过充电电阻对滤波电容器进行初期充电。,41,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）动作说明l 接通IVK2，2 秒钟后接通IVK1、不用充
19、电电阻对滤波电容器进行直接充电。 l 接通IVK1，2 秒钟后断开IVK2、接通脉冲整流器的闸控。 l 逆变器的输入电压（脉冲整流器的输出电压）达到DC600V 时作为输入电压确立，1 秒钟后接通逆变器的闸控。 l 接通逆变器的闸控0.3 秒钟后、逆变器的输出电压达到AC400V。 l 接通IVK1，1 秒钟后接通3phMK。,42,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）动作说明（3）运转状态的显示 CPU 初始化后、在基板的LED 上显示下面运转状态。 l H-00： CPU 初始化后、或静态逆变器SIV 停止（所有的开关、闸控都在未接通的状态）。 l H-10： 接通IVK2 的状态
20、。 l H-20： 接通IVK1 的状态。 l H-30： 接通脉冲整流器闸控的状态。 l H-40： 逆变器输入电压确立的状态（DC600V 以上）。 l H-50： 接通逆变器闸控的状态。,43,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）动作说明在H-50 状态下,最初显示H-50 ， 然后顺序地显示以下的值。 交流输出相电流：IU,IV,IW； 交流输出线间的电压：UV,VW,WU； 输出频率：F； 架线电压：L； 脉冲整流器输出电压：VC； 脉冲整流器输入电压：CI。以上显示完成后，仍然显示H-00,44,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）动作说明（4）停止条件 l 控制电
21、源无DC100V 时。 l 有轻故障、重故障时。 l 耐压试验连接器不在运转位置时。（5）停止动作 有停止条件时，停止以下的全部控制信号： IVK1 接通信号、脉冲整流器接通信号、逆变器接通信号、3phMK 接通信号。,45,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）动作说明保护说明 （1）保护的种类 APU 的保护根据有无再起动分为轻故障和重故障两大类。,46,APU故障保护设定与故障输出分析,第三章 辅助供电系统,47,2、保护说明 轻故障时间表,48,第三章 辅助供电系统,（1）保护动作所有的轻故障在发生时，进行下面的动作。但在60 秒钟以内发生第2 次轻故障时进行重故障的动作。 l
22、CPU 检测轻故障。 l 瞬时停止下面的信号：IVK1 接通信号、IVK2 接通信号、脉冲整流器接通信号、逆变器接通信号。停止AC 电压的输出。 l 检测到轻故障3 秒钟后进行自动重新启动，接通IVK2。 l 接通IVK2，2 秒钟后接通IVK1。 l 接通IVK1，2 秒钟后断开IVK2、接通脉冲整流器的闸控。 l 逆变器的输入电压（脉冲整流器的输出电压）达到DC600V 时作为输入电压确立，1 秒钟后接通逆变器的闸控。,49,第三章 辅助供电系统,l 接通逆变器的闸控0.3 秒钟后逆变器的输出电压到达AC400V。 l 接通IVK1 ，1 秒钟后接通3phMK。 l 发生轻故障后60 秒以
23、内如不再发生轻故障，则继续进行通常的运转。,50,（2）保护动作 重故障时间表 （轻故障2 次）,51,第三章 辅助供电系统,重故障保护动作说明 所有重故障在发生时或在60 秒钟以内发生第二次轻故障时进行下面的动作。 l发生轻故障时监视在60 秒钟以内是否发生第二次轻故障。 l在60 秒钟以内发生第二次轻故障时或发生重故障时瞬时停止 下面的信号，停止AC 电压的输出。 IVK1 接通信号、IVK2 接通信号、脉冲整流器接通信号、 逆变器接通信号。 l停止后不进行自动重新启动。,52,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置（APU）故障保护工作原理 动车组沿袭原型车的设计，各供电系统上均设置有各自独
24、立的接地开关。在列车信息控制系统和辅助电源装置之间设置自诊断功能接口，由列车信息控制系统实施。辅助电源装置的故障保护功能有20项（P84主要8项）：,l 输入过电流（CONVOCD） l 变流器过压（INVOVD） l 变流器过流（INVFO） l 变流器过载（IAOC） l 输出过压（ACOVD） l 输出低电压（ACLVD） l输出短路（ACOSC） l检测接地（GFD）,53,第三章 辅助供电系统,辅助电源装置的故障分类重故障1：8项重故障2：3项轻故障：9项,辅助电源装置的故障检测图,54,第三章 辅助供电系统,DC100V系统工作原理 辅助整流器箱使用整流器变压器将APU的400V三
25、相电压输出变压后，通过三相全波整流器，输出稳压DC100V，向车辆的控制电源、车厢照明、蓄电池、插座、服务设备等供电。 DC100V系统可由102、103线两条线供电。 通常是由103线供电，架线停电时，通过操作应急灯切换接触器，将电源由103线切换到102线的同时，即可向广播装置，应急灯等最低限度所需的设备供电。,55,DC100V系统工作原理,56,四、安装接线说明,第三章 辅助供电系统,构造、形状与尺寸 辅助电源装置的主要构成零部件表,57,第三章 辅助供电系统,构造、形状与尺寸 辅助电源装置(APU)的外形图 本装置的正面装有脉冲整流器单元、输入接触器、输出接触器、辅助变压器、变压器、
26、各种传感器、继电器单元、控制单元等。 对面的正面从左开始依次装有输入接触器、输出滤波电容器、W 相逆变器单元、V 相逆变器单元、U 相逆变器单元。 装置的中央部有鼓风机、输入滤波电抗器、输出滤波电抗器、元件冷却风扇。,58,辅助电源装置外形图,59,第三章 辅助供电系统,构造、形状与尺寸 辅助整流器箱的外形图 辅助整流器(ARf)箱为自冷式，由整流器变压器、整流二极管单元、及让输出电压有下降特性的电阻等构成。,60,辅助整流装置外形图,61,第三章 辅助供电系统,试验说明 试验规格适用JIS E6402，试验项目表,62,辅助电源装置试验项目,63,四、检修,第三章 辅助供电系统,CRH2动车
27、组以分阶段定期维修为基础，根据动车组走行里程或时间实行不同等级的维护及检修。 动车组零部件的更换、检修按原型车建立的检查周期和零部件检查、更换周期为基础，同时充分考虑了中国铁路使用线路、运用条件的差异。 动车组沿袭原型车的技术，零部件在设计中充分考虑到零部件换修的便利和可靠，各组件尽量采用模块化结构，以减少在修时间。各零部件具有良好的通用性和互换性。 CRH2动车组原型车E2-1000辅助供电系统预防周期数据表。,64,一、概述,第三节 CRH1动车组辅助供电系统,CRH1动车组以Regina型动车组为原型车，通过公司内部技术转移，由BSP公司在国内制造生产。动车组由8辆车组成，其中5辆动车3
28、辆拖车，组成3个列车单元，每个列车单元都有其完整的380V交流辅助供电和110V蓄电池供电。首尾车辆设有司机室，可双向驾驶，编成后结构如图所示。,第三章 辅助供电系统,65,一、概述,CRH1在动车下分别设置一套辅助电源装置， CRH1动车组辅助供电系统工作原理图。 AC25kV高压电经设置在拖车上的牵引变压器降压后输入相邻动车牵引变流器的网侧变流器单元（LCM）9 辅助变流器11由网侧变流器单元（LCM）9输出的直流环节1650VDC电压供电，经过处理后得到三相380VAC和110VDC两路电源，为列车的采暖、HVAC、变流器和变压器的冷却、空气压缩机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供电
29、源。,第三章 辅助供电系统,66,CRH1动车组辅助供电系统工作原理图,67,68,在每一个Mc和M车上设有一个辅助逆变器和滤波装置。滤波器将逆变器输出中的谐波成份滤除。 辅助逆变器输出通过隔离变压器和接触器同三相列车供电母线相连接。 辅助供电系统的故障状态和冗余措施的控制可以通过列车控制管理系统（TCMS）进行监视和控制。 列车过分相的短暂过程中，辅助系统可不断电维持正常运行。 辅助系统各负载也可以从外部三相电源输入获取。外接供电时采用3380V, 50Hz地面电源。设置相位旋转保护装置以保护辅助电机，避免其以错误的方向运转。即使蓄电池完全放电，外接电源也可以启动蓄电池充电功能。,第三章 辅
30、助供电系统,69,当外接三相电源同三相母线连接后，同三相电源连接的辅助逆变器立即断开。外接电源插座的位置为每个基本单元车组中的拖车每侧一个。 向安装在底架上的设备供电的主要配电系统和配电盘设在底架内的配电箱内。车内设备的配电盘应置于地板面以上（在车的两端）。司机室设备的配电盘置于司机室内。 每一个基本单元车组应有两个充电器和两组蓄电池。两个充电器和两组蓄电池应同蓄电池母线相连。充电器和蓄电池设置于动力车（Mc和M）内。 蓄电池充电器将辅助电源三相电压转化为110V DC电压。蓄电池电压通过110V DC母线传输，母线同充电器和蓄电池相连，避免产生环流，在蓄电池与母线连线上设有一个功率二极管，从
31、而避免通过母线向其充电。,第三章 辅助供电系统,70,二、技术指标,辅助逆变器的任务是输出三相电3220/380V, 50Hz，并将其供给到列车上所有的交流负载。辅助逆变器的主要负载如下：,第三章 辅助供电系统,l列车采暖 l HVAC l变流器和变压器的冷却 l蓄电池充电器,辅助逆变器的技术指标为：,l输出电压 3220/380V,5% l输出电压中谐波的最大含量 10% l频率50Hz,1.0% l一个逆变器的最大输出功率147 kW, cos = 0,88 l总体尺寸 (高/长/深)350/410/810mm l重量90kg,71,三、工作原理,380VAC辅助供电系统 380VAC辅助
32、供电系统的工作原理图。 辅助逆变器单元（ACM）同网侧变流器单元（LCM）的输出直流环节1650VDC连接，它的任务是将输入的1650VDC通过逆变得到3220/380V, 50Hz三相交流输出。 ACM为三相两电平IGBT逆变器，产生所需要的三相输出电压。包括滤波器电容、门驱动单元（GDU）、电压和电流传感器及控制单元等。 三相输出滤波器包括一个三相电抗器和一个三相电容器，可将辅助逆变器产生的谐波成份过滤掉。三相隔离变压器将辅助电源和用电设备隔离。,第三章 辅助供电系统,72,CRH1动车组380VAC辅助供电系统p106,外控,电池,1650v直流,直流电流检测,交流电流检测,给MVB的信
33、号,光耦隔离,IGBT,DCU温度检测,门驱动,73,380VAC辅助供电系统 在ACM中设有一个电源装置，为控制单元、门驱动单元（GDU）及电压和电流传感器供电。 GDU的主要任务是开关IGBT。当电源出现故障或IGBT出现短路过流时，GDU可将IGBT断开。GDU还可检测其自身的电源。控制器通过光纤向GDU传输信号，使系统具有较高的抗电气干扰能力。 ACM采用空间矢量调制法控制。为了在起动和接上较大负载时达到最好的控制效果，应采用恒定的电压频率比控制，直到达到额定电压为止。辅助电源三相电压的幅值通过检测相电压实际值进行反馈控制。,第三章 辅助供电系统,74,MCM, IGBT 变流器,75
34、,IGBT = Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘门两极晶体管GDU = Gate Drive Unit 门(Gate)驱动单元,IGBT示意符号GDU控制门,76,77,78,380VAC辅助供电系统(说明书) ACM采用基于微处理器的控制单元。辅助逆变器单元同牵引变流器一起，安装在同一个机箱内。变压器和滤波器箱内有隔离变压器、滤波器、主接触器和系统接地等。辅助逆变器、滤波器和变压器的冷却系统同牵引变流器的冷却系统合为一体。 辅助供电系统具有完善的故障诊断和保护功能。出现故障时，辅助逆变器接触器能够将辅助逆变器断开。每个三相电源系统都高电阻接地。这种连接都
35、在每个三相辅助系统的“0 V”和车体之间。该连接置于每个基本单元车组的拖车内。如果出现一处接地故障，应不影响辅助系统供电。设一个控制继电器，监控辅助系统和车体之间的电阻。三相母线设置接地开关，接地开关包含在基本联锁系统中。,第三章 辅助供电系统,79,110VDC辅助供电系统 110VDC辅助供电系统工作原理示意图。 充电器20和蓄电池22设置于动力车（Mc和M）内。 蓄电池充电器20将辅助逆变器11输出的三相380VAC电压转化为110VDC电压后，一路连接列车110VDC母线，另一路给蓄电池充电。 蓄电池充电器是一个IGBT变流器，工作原理图。,第三章 辅助供电系统,80,CRH1动车组1
36、10VDC辅助供电系统,充电器,辅助逆变器,81,CRH1蓄电池充电器电路原理p108,冷却,输入滤波,软启动整流控制板,整流+滤波,逆变,门控,变压,整流+滤波输出,供电模块,控制模块,82,辅助负荷启动顺序 ACM（所有五个）在启动过程中，辅助负荷必须延时启动，降低装置的电流增加。由于广泛控制系统，多数负荷可通过功能简化的车辆计算机控制。负荷必须以下列顺序激活：,第三章 辅助供电系统,l 0 秒1个BCM (Mc1)、水箱加热器、水冷器、污物箱 加热器、变流器模块、变压器冷却； l 2秒1 BCM (M1), 3个空压机、排水管； l 4秒1 BCM (M3), 1 个HVAC (Mc1)
37、司机室、加热器 l 6秒1 BCM (M2), 1 HVAC (Mc2) 司机室； l 8秒1 BCM (Mc2)；,83,第三章 辅助供电系统,辅助负荷启动顺序 l 10秒+ 1 HVAC 客室 (Mc1)； l 12秒+ 1 HVAC 客室 (Tp1)； l 14秒+ 1 HVAC 客室(M1)； l 16秒+ 1 HVAC 客室 (M3)； l 18秒+ 1 HVAC 客室 (Tb)； l 20秒+ 1 HVAC 客室 (M2)； l 22秒+ 1 HVAC 客室 (Tp2)； l 24秒+ 1 HVAC 客室 (Mc2)。,除了蓄电池充电器模块（BCM）以外，其它的都应通过车辆计算机单
38、元激活。,84,四、检修,CRH1动车组以分阶段定期维修为基础，根据时间或走行里程实行不同等级的维护及检修。 CRH1动车组辅助供电系统各部件的检修计划表。,第三章 辅助供电系统,85,一、概述,第四节 CRH5动车组辅助供电系统,CRH5动车组以SM3型动车组为原型车，动车组由8辆车组成，其中5辆动车3辆拖车，分成两个动力单元，一个动力单元由3个动车和1个拖车（M-M-T-M）组成，另一个动力单元由2个动车和2个拖车（T-T-M-M）组成，首尾车辆设有司机室，可双向驾驶，编组后结构如图3-24所示。,第三章 辅助供电系统,86,一、概述,CRH5动车组辅助供电系统由辅助变流器、蓄电池、充电机
39、等组成，每列车设有5台辅助变流器，每辆动车一台，和牵引变流器安装在一起，每列车设8组蓄电池和电池充电机，每辆车一套。 AC25kV高压电经设置在拖车上的牵引变压器降压成1770V后，输入每辆动车中的牵引变流器。 辅助变流器将牵引变流器DC3600V的中间直流电压变换成AC380V后，为空气压缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、空气调节系统、采暖、照明、旅客信息系统等设备提供电源。,第三章 辅助供电系统,87,CRH5辅助供电系统采用干线供电方式，供电制式为AC380V和DC24V。 AC380V/50Hz用电设备：空气压缩机、冷却通风机、油泵/水泵电机、空气调节系统、采暖设备； AC220V/5
40、0Hz用电设备：前窗加热器、厨房设备、内部插座； DC24V用电设备：照明设备、旅客信息系统、应急通风装置和控制装置。 动车组内各车设AC220V（卫生间、列车长室、司机室各1个，客室2个）插座及DC24V（每车2个，车下裙板内）行灯插座。 辅助系统供电输出品质符合EN 50155等标准。各种制式的供电系统均有各自独立的可靠的安全接地措施。,第三章 辅助供电系统,88,供电设施具有自诊断功能和故障保护措施。供电线路发生的过载、短路、瞬时大电流冲击、过压、欠压、接地等现象均有保护，确保旅客安全。 每个牵引控制单元的每侧各设一个AC380V外接电源插座，每个插座可为半列车的辅助设备供电。 辅助供电
41、电源系统采用冗余设计，当发生故障时，能够进行切换，确保列车正常运行。在1台或2台辅助变流器故障的情况下，可以不受任何限制地向辅助负载供电。,第三章 辅助供电系统,CRH5动车组图中代号表p111。 变流器组件配置图p113-114。 CRH5动车组辅助供电系统的工作原理图p115。,89,CRH5动车组辅助供电系统图中代号,90,CRH5动车组辅助供电系统图中代号,91,CRH5动车组变流器组件配置图p113,92,CRH5动车组变流器组件配置图p114,牵引辅助变流器,93,CRH5动车组辅助供电系统工作原理示意图p115,94,CRH5动车组辅助供电系统工作原理示意图,95,二、技术指标,
42、CRH5辅助变流器的主要任务是为动车组的所有中压设备和低压设备供电，其技术指标如下：,第三章 辅助供电系统,辅助变流器的输出特性 l 额定电压380V + 中性线； l 电压变化5%； l 总谐波失真10%； l 额定频率50Hz； l 频率变化2%。,96,二、技术指标,第三章 辅助供电系统,输出功率 CRH5动车组辅助变流器的输出功率表。,（1） 环境温度低于15C；（2） 环境温度最高为45C。,97,三、工作原理,辅助变流器 CRH5动车组辅助变流器将牵引变流器DC3600V的中间直流电压变换成AC380V三相电压后输出，负责向与三相线路连接的所有设备供电，与牵引变流器安装在同一牵引变
43、流器箱中。 辅助变流器采用IGBT元器件，由以下部分组成：一个输入滤波器；一个斩波器；一个逆变器；一个输出滤波器；一个控制单元。 CRH5动车组辅助变流器工作原理示意图,第三章 辅助供电系统,98,CRH5动车组辅助变流器工作原理示意图p118,DC3600,中频变流器,逆变器,AC输出开关,99,三、工作原理,110VDC辅助供电 动车组每列车设8组蓄电池和电池充电机，每辆车一套，电池充电机的主要功能是用于车载电池进行充电，同时以DC110V为车载辅助设施供电。 110V直流电源的主要用电设备有110/24V直流变换器、照明、遥控装置、牵引和辅助转换器的所有指挥和控制部件。 110V直流电还被转换为+24V直流电和+12V直流电，用于驱动各种不同设备中的操纵和控制单元。 CRH5动车组110VDC辅助供电系统工作原理示意图。,第三章 辅助供电系统,100,CRH5动车组110VDC辅助供电系统工作原理示意图,蓄电池充电机,101,CRH5动车组110VDC辅助供电系统工作原理示意图p120,102,第三章 辅助供电系统,第三章 辅助供电系统,作业：,根据工作原理，动车组辅助供电系统有哪两种辅助供电模式？各对应哪种型号的动车组？分析CRH2动车组APU的工作原理。,
