CRH380B高寒动车组简介.ppt

1、,CRH380B高寒动车组简介,魏志刚 2012年2月,一、总体概况,二、系统方案车体、车端连接、高压、牵引、辅助、网络、制动、转向架、车门、空调、给水卫生、司机室、PIS等,三、技术特点,一、总体概况,CRH380B高寒动车组以CRH380BL为基础，各系统结构及功能基本保持不变，针对高寒运用环境（哈大客运专线）作适应性优化。 该动车组源于西门子公司ICE、Velaro E动车组平台，借鉴CRH5型动车组在高寒地区的运用经验，结合高寒地区的气候特征，完全自主创新的产品。,CRH380B高寒动车组为8辆编组，4动4拖，采用交-直-交传动方式，由2个牵引单元组成。动车组具有良好的气动外形，两端为

2、司机室，列车正常运行时由前端司机室操控。,动车组各车的名称,主要技术参数,列车编组和平面（一阶段）,CRH380B高寒动车组采用8辆的编组，列车由1辆一等头车、1辆二等头车（观光区为一等座）、5辆二等座车（其中1辆带残疾人卫生间）和1辆餐车组成。,列车编组和平面（二阶段）,CRH380B高寒动车组采用8辆的编组，列车由1辆一等头车、1辆二等头车（观光区为一等座）、6辆二等座车（其中1辆带残疾人卫生间、1辆带乘务员室）组成。,一等头车（1号车）定员：一等座席52人,1号车 一等头车 定员52人,头车观光区,司机室电控雾化玻璃图例,2、7号二等座车 带受电弓的拖车 定员80人,二等座车（2、7号车

3、）定员：二等座席80人,二等座车（3、6号车）定员：二等座席80人,3、6号二等座车 动车 定员80人,5号带乘务员室的二等座车 拖车 定员80人 （二阶段）,餐座合造车（5号车）定员：二等座席40人,5号二等餐座合造车 拖车 定员40人 （一阶段）,5号二等餐座合造车 座椅区 （一阶段）,5号二等餐座合造车 （一阶段）,8号车 二等头车 定员68人,二等头车（8号车）定员：一等座席68人,二、系统方案,1、车体,断面模数大 轻量化 制造工艺性优良气密性好 优良的车头形状,采用大断面通长薄壁中空铝合金型材焊接鼓形车体，满足EN12663标准。,车钩纵向150t压缩载荷 车钩纵向100t拉伸载荷

4、 气动载荷6000Pa 垂向载荷 1.3xgx(整备重量+载重),2、车端连接,自动车钩(安装于头车端部),CRH380B高寒动车组前端车钩用于重联、回送及救援要求，因此CRH380B高寒动车组采用自动车钩。（机械车钩部分可与CRH5A机械车钩部分连挂，高度同为1000mm）,车钩,自动车钩工作原理连挂：连挂前必须伸出车钩。车辆接近时，车钩头对准、连挂并自动完成连接，同时，风管接头及电气车钩自动连通。 解钩：车钩自动解钩。 车辆分离后，车钩再次处于准备连挂状态。解钩后，车钩必须缩回。,自动车钩的操作方法 自动连挂 1.首先将前端模块舱门打开，并处于打开位置。2.将导向杆 从车钩头拆下，并将其从

5、前面插入车钩头。3.通过操作司机室按钮，伸出全自动车钩。4.检查车钩是否处于准备连挂位置，可通过以下迹象识别：钩舌从凸锥中缩回；棘轮从车钩头外壳的侧面伸出；电气车钩在缩回位置中；电气车钩盖关闭5.打开两个车钩上的阀A1，电气车钩操作装置打开。 连挂车厢间保持大约一米的距离。 对准车钩。 使车辆缓慢靠近。 车钩连挂无需手动辅助。 机械车钩连挂，同时车辆气动及电气也进行连挂。,半永久车钩半永久性车钩的设计基本与CRH5A型式相同，不同之处在于连接方式不同（总风管和制动管在此处通过风管接头自动连接，不设车端折解塞门）,半永久车钩结构及作用原理 每辆头车的二位端和每辆中间车的车端都配有半永久性车钩。半

6、永久车钩包括两半不同的部分，型号分别为 2.010.505 和 2.010.506 。两部分用易于分离的卡环连接，确保连接可靠和安全。半永久车钩可以满足连挂的列车通过垂直和水平曲线以及旋转运动。 风管的联接是在车钩连接后自动实现的。 车钩的两部分只能由人工分解 。 半永久车钩由风管接头、牵引杆、轴承座、联结卡环、接地线等零部件组成。,过渡车钩,过渡装置,10型钩头,AAR型钩头,过渡车钩结构及作用原理,过渡车钩是一个由三部分构成的车钩, 第1部分是:夏芬伯格10型车钩同动车组连接的密接式车钩；第2部分是高度过渡部分，保证1000毫米同880毫米之间的过渡；第3部分是中国车钩(AAR型号)钩头，

7、保证同中国机车车钩连接。,风挡,内风挡 采用了双层密封的双包气密性风挡，极大地提高了车辆隔音隔热性能，为旅客提供了舒适的旅行环境。,外风挡,外风挡是高速动车组上的减阻功能部件，安装在车体端墙外部，将车体连接部分的外表面延伸，使得两车体外表面间距缩小，减弱气流分离及气流冲击端墙表面的强度，以减小列车空气压差阻力。,前端组成,前端组成结构及作用原理前端总成具有良好的空气动力学外形，在动车组正常运行期间，开闭机构处于关闭状态，以防止叶片、灰尘和冰雪的进入。在回送和救援工况，可自动或手动打开开闭机构，伸出全自动车钩以实现车辆连挂。前端总成由上部导流罩、开闭机构、头灯、前端组成、排水管等零部件组成。,前

8、端组成开闭机构的操作 正常操作正常操作中，通过驾驶室内的相应按钮可自动打开前端模块。 电气系统故障电气系统故障时，通过接触控制阀组可继续操作前端，使其进入“紧急操作”模式。气动系统内充满压缩空气，可手动操作阀门。 电气和气动系统故障如果气动软管或阀门损坏，可手动解锁并移动前舱门。如果前舱门关闭，可通过套筒扳手（位于备品柜内）对其解锁。解锁工具：弯曲六角扳手尺寸 SW16，解锁拉杆,3、 高压,车顶设备布置,受电弓（图片非380B用）,真空断路器,车顶隔离开关,避雷器,电压互感器,电流互感器,接地开关,受电弓CRH380高寒动车组采用法维莱公司的CX型主动控制的单臂受电弓。该产品符合EN5020

9、6-1标准，弓头为单滑板受电。气动控制阀板及受电弓控制器（PCU），安装在车内。受电弓控制器的电气接口为DC110V，通过RS485总线与本车终端单元进行通信。,380B动车组采用的受电弓实物照片,受电弓升弓阀板由电子单元控制器（PCU）随列车速度变化自动控制风压，保证有足够的弓网压力，以减少电弧产生。从而实现在一定范围内动态调整。,避雷器,避雷器安装在每个受电弓的右后方用于保护 列车以及后段的电气系统防止过压通过接触线进入列车（如：闪电过压）。 位于变压器原边前段的避雷器用于吸收主变压器中不能承受的开关产生的电压。,电压互感器,主断路器,CRH380高寒动车组采用BVAC N99型主断路器。

10、高压系统配置了两个主断路器，分别安装在02和07车的车顶端部位置。主断路器设计成单极真空主断路器，内置有弹簧式压缩空气作动器以及真空电弧放电室。主断路器通过电磁阀线圈得电，压缩空气推动作动器后关闭，主触点闭合同时，开启弹簧被锁住。开启过程通过电磁触发（通过切断保持电流）。主断路器从总风管获得压缩空气。在列车整备时，可以从辅助空气压缩机获取压缩空气。,接地开关,主断路器旁安装有接地开关，其主要作用是在检修维护时可以保证车辆的安全接地。接地开关型号BTE25040L1A1B12，特别与BVAC系列主断路器配合使用。接地开关带有接地联锁钥匙，只有按高压接地规程操作才能操作接地开关接地。（接地换钥匙在

11、牵引系统里介绍）,电流互感器,TC车的车顶安装有干线电流互感器，变压器输入电流互感器，在变压器上安装有回流电流互感器。电流互感器的作用主要是将检测的信号提供给列车的网络控制系统，以便对列车进行控制与保护。 每一个主断路器下口的直通式互感器，用于测量动车组的电流。另外两个互感器用于监测主变压器。这两个互感器用来测量牵引单元的线电流以及回流电流。变压器输入电流互感器，位于主变压器的输入端，回流电流互感器安装在主变压器原边回流端。,车顶隔离开关,TC车的车顶安装有车顶隔离开关，主要作用是在牵引单元或者车顶高压电缆出现故障时，隔离相应的牵引单元。 正常状态下隔离开关处于闭合状态。隔离开关的断开与闭合由

12、压缩空气驱动。,变压器,TC02、07车的车下安装有牵引变压器，主要作用是接触网电压转换为相对较低的等级，提供给列车牵引及辅助系统，进行列车牵引及中低压负载的供电。,高压系统控制与管理,高压系统的管理由TCMS网络系统负责。主要分为以下几个部分：1.受电弓管理2.主断路器（VCB）管理3.车顶隔离开关（RLDS）管理4.变压器管理,受电弓管理,受电弓的硬线电路设有升前弓、升后弓、降弓、ADD降弓、紧急断电环路等列车线。TCMS网络系统对受电弓的管理主要有以下几个方面:受电弓切除受电弓选择受电弓降弓控制受电弓升弓控制受电弓互锁功能紧急驱动模式,注意：当使用辅压机充风升弓时，单个受电弓10分钟内，

13、升弓操作不得大于2次，否则软件锁闭，90分钟后才能自动解锁或使用软件解锁。,紧急驱动模式控制原理图 （当牵引故障时，为减少对运输的影响，可应急采用此模式动车，最高80KM/h）,主断路器管理,列车运行时，仅受电弓升起的TC车的主断路器闭合。 主断路器的管理主要有以下内容： 主断路器切除 主断路器闭合 主断路器断开,注意：当尝试闭合主断次数不大于2次，闭合间隔大于30秒，连续3次闭合主断不成功将导致主断锁闭，5分钟后才能自动解锁或使用软件解锁,主断路器闭合需要满足以下条件：,司机台占用； 牵引手柄“0”位； 受电弓已升起； 供风压力正常； 无断开主断指令； 主断环路正常； 高压供电系统正常； 牵

14、引变压器无故障； 牵引供电隔离开关及预充电电路断开； 网络接口模块正常。,主断路器断开的一般条件：,网压不在正常范围内 变压器故障保护 网络设备故障保护 无占用司机室且不在换端模式 牵引变流器发出的断主断信号 网侧过电流保护 供风压力不足 紧急断电环路断开,主断使能控制原理图 （初次供电时需合两次主断，第一次闭合后会自动断开主断，目的是系统自动检测TCU、主断控制是否正常）,车顶隔离开关管理,列车正常运行时，所有车顶隔离开关均处于闭合状态。 车顶隔离开关的管理主要有以下内容： 车顶隔离开关切除 车顶隔离开关闭合 车顶隔离开关断开,车顶隔离开关断开的一般条件：,变压器故障 本地主断断开故障 隔离

15、开关闭合故障 紧急模式 无受电弓升起,车顶隔离开关闭合的一般条件：,无断开车顶隔离开关指令 无受电弓升起,牵引变压器管理,变压器的监视与保护由列车TCMS网络系统执行，TCMS网络系统的主要保护及控制功能如下： 温度保护 油循环保护 瓦斯继电器保护 原边漏电保护 原边过电流保护 冷却系统监视及控制,4、牵引系统牵引系统采用交-直-交传动方式，由2个牵引动力单元组成，每个单元两动两拖，主要由高压系统、主变压器、牵引变流器和牵引电机等组成。供电制式为AC25kV/50Hz，牵引功率为9200KW。,受电弓,牵引变压器,牵引变流器,此？表示TCU与网络通讯未建立,车顶高压系统,牵引变压器,牵引变流器

16、,牵引电机,行驶方向,牵引系统组成,主变压器设计成单制式的变压器，主变压器将 25 Kv/50HZ 的一次电压降至供 4 个牵引绕组使用的 1850V/50HZ 的二次电压，它的次级绕组为牵引变流器提供电能。 主变压器设计为适用于地板下装配的单相牵引变压器，采用强迫导向油循环风冷方式，变压器油箱为钢结构。 为防止矿物油的热胀冷缩，需要安装一个储油柜，储油柜独立于油箱固定在列车的上部。储油柜和油箱是通过管道及连接器连在一起的。,储油柜 （在车顶检查油位，受电弓旁）,主变压器箱体,变压器油位计安装在列车车顶的膨胀室中。必须能通过膨胀室的观察窗一直观察到变压器的油位。观察窗具有三个温度标记。变压器油

17、的油位必须与指示的油温相符。,油位计,（在车顶检查油位，受电弓旁）,额定功率 ： 约5848KVA 标称电压，初级 ： 25 kV 标称频率 ： 50 Hz 次级绕组数目 ： 4 额定电压，次级(牵引绕组) ： 约4 x 1850 V 额定功率，次级(牵引绕组) ： 约4 x 1462 kVA 产品标准 ： EN 60310,主变压器具体技术参数,牵引变压器及冷却单元,主要保护功能： 冷却温度、流量、油位、湿度、杂质监测。 原边接地监测（差额保护是通过比较流出电流和返回电流）,变压器油的用途,提供导线同绕组间的绝缘及与接地部件的绝缘。 提高油浸纸的电介质强度 消除飞弧。 接收、积累和传输变压器

18、内产生的热量（即损耗）,油流传感器用于监测最小油流量。当油流动时带动浆片运动并触发一个微动开关。,油流传感器,瓦斯继电器,双浮筒瓦斯继电器为监控带存油器的油浸电气设备。 继电器中的触点机构对下列情况做出响应： 低能局部放电、漏电或局部过热而产生气体。 由漏泄造成的油损失 剧烈电弧时大量气体快速演变造成的压力波动。,动力单元,在动车组中装有4个完全相同且互相独立的动力单元。每一个动力单元有一个带牵引控制单元的牵引变流器，以及4个并联的牵引电动机。 牵引零部件辅助设备所需的电源由3 AC 440 V / 60 Hz 母线提供，母线电源由动车组的辅助变流器单元提供。 牵引设备箱中控制电源通过总线排从

19、蓄电池中获得。,带冷却装置的牵引变流器,每一个牵引变流器基本上由2个4象限斩波器（4QC），带谐振电路的中间电压电路，1个制动斩波器以及1个脉冲宽度调制逆变器（PWMI ）。,牵引变流器框图,4QC 输入频率：50 Hz 4QC 输入功率：牵引工况：2 x 1,484 kVA制动工况：2 x 1100 kVA 中间电路电压：牵引工况：31003600 V制动工况：32503600 V PWMI输出功率：牵引工况：2500 kW制动工况：2200 kW 输出电压：3AC 02800V 额定输出频率：0200Hz,牵引变流器技术参数,断路器位于变压器和变压器每个牵引绕组的输入控制器之间。此断路器有

20、两个极，以便每个变流器的两个四象限斩波器可以一起开关。 预充电单元以并联的形式连接到断路器上。预充电单元由预充电接触器和电阻器构成。在变流器投入运行时，变流器的DC链路电容器先在预充电单元上充电，然后断路器闭合。这可降低输入电压突然接到空的电容器上导致的较大瞬间峰值电流。在DC链路电压达到理论终值(=2 * UTrafo, sec)的95%以上后，断路器闭合。(实际预充电电阻通过电流值为35A),线路断路器和预充电装置,四象限整流器,整流器包含两个并联的四象限整流器。每个四象限整流器都包含两个整体半桥臂的相位模块。,DC 链路电容器,DC 链路电容器作为一个平滑并缓冲DC 链路线电压的储能电路

21、。每个变流器的DC 链路电容电池由4 x 0.75 mF 电容器构成，总共3 mF。,谐波吸收器,谐波吸收器是谐振电路，由电容器和一个外部扼流圈构成（在牵引变流器冷却单元内）。其分两次过滤由线频率输入电压能流导致的DC 链路中的波动。它作为两次变为线频率的串联谐波电路。 电容电池的谐波吸收器共有Cn=4.5 mF 的电容值。 为允许充分调整谐波吸收器，电容电池配备固定值电容(Cfix)和一个调谐电容器(Cvar1, Cvar2, Cvar3)。,DC中带接地故障探测的连续放电电阻,接地故障检测由分压器、带准势绝缘和评估电路的差动放大器构成。连续放电电阻分成102K : 34k 比的两个部分。电

22、阻器的中央抽头接地；一个滤波电容器并联到下部部件中。监控此电容的电压。在出现接地故障时，测量电压改变，从而相关的TCU 指出接地故障。 在额定运行期间，互感器的值显示为整体DC 链路电压的。需要考虑 30 %的公差（指的是由于部件公差导致的DC 链路电压的）。在接地故障的情况下，由于电容值的充电反向，测量电压改变。值为 % UE/Ud 或100 %。通过此方法可以检测到接地故障。,驱动单元（电机以及传动装置）,动车组有16个牵引电机，这些电机被安装在下列动力转向架上： 01车、03车、06车、08车。动力转向架的每一条轮对都装有一个牵引电机，电机被相对于列车方向横向安装在转向架上。牵引电机采用

23、1TB2019 型号的4极3相异步电机。采用强迫风冷却。采用温度监测方式以保护牵引电机过热。采用机械力传递系统将牵引电机的驱动力矩传递到轮对。这套系统主要由轴向、径向都具有柔性的联轴节以及轮对上的齿轮传动装置组成。联轴节的设计可以补偿在驱动过程中电机与车轮间的相对运动。每个牵引电机冷却风扇同时给同一转向架的2个牵引电机提供规定数量的冷却空气。牵引电机的冷却风扇被安装在动车组车下（靠近转向架）。,牵引电机的参数 牵引电机的牌号以及每列车的数量： 16 x 1TB 2019 牵引电机的型号以及安装位置 ： 4极3相异步电机被相对于列车方向横向安装在转向架上。 通风方式：强迫空气冷却 （用弹性波纹管

24、联结的开路循环通风系统） 通风量大概 0.67 m /s 额定功率： 586kW 额定电压： 大概 2700 V 额定电流： 大概 155 A 额定功率下的效率： 大概 94.7 % 额定转速： 4100 1/min 额定功率下的功率因数cos： 大概0.89 温度等级： 200 最高电压： 大概 2800V 最大电流： 大概220A 最高转速： 大概5900 /min,牵引电机冷却风机,过压限制电阻,动车组设2个电压限制器。每一个动力单元含一个电压限制器。电压限制器位于04/05中间车的端部车顶上 限压电阻器是用来防止牵引变流器过电压。在变流器发生故障的情况下，限压电阻器能确保限定的、安全放

25、电的中间电路。 当电制动所产生的能量不能被弓网吸收时，过压限制电阻器会及时地将这些能量转换成热能。过压限制电阻单元设有特殊形状的外罩用于提供列车的空气动力学性能以及避免天气的影响。外罩上设有用于空气吸入的栅格。,过压限制电阻单元,钥匙锁闭环路,钥匙锁闭环路基于8辆编组设计，高压部分包括司机室A钥匙、TC02和TC07为B钥匙、中压部分有FC04电气控制柜中的ZS钥匙。,单辅助变流器,双辅助变流器,蓄电池,充电机,辅助系统主要由辅助变流器、充电机、蓄电池等部件 组成，为车载设备提供交流和直流电源。,5、辅助系统,辅助供电系统主要设备安装位置 辅助供电系统电源主要由辅助变流器、充电机、蓄电池等组成

26、。 辅助变流器分单辅助变流器（ACU）和双辅助变流器 （DACU）。 单辅助变流器安装在变压器车（TC07、TC02）。 双辅助变流器安装在中间拖车（FC04、BC05）。 充电机、蓄电池箱安装在中间拖车（FC04、BC05）。 供电制式辅助供电系统采用列车干线供电方式，由分散布置在若干车辆上的各辅助电源设备向干线供电。交流供电采用3相440V 60Hz制式，直流供电采用DC110V制式。,请看下面辅助供电系统的原理框图：,辅助供电系统的特点 高可靠性设计 交流3AC 440V 60Hz供电采用干线供电方式，所有的辅助变流器都向干线输出同相位440V 60Hz 3 AC 电源，实现了联网供电。

27、当一个辅助变流器或一个牵引变流器故障时，其余的辅助变流器可继续向交流干线供电。 直流110V供电，为了提高某些负载的可靠性 （例如应急照明，中央控制单元，人机界面等），直流供电干线分为BN1、BN2两路。直流负载，一部分由BN1供电，另一部分由BN2供电。对于特别重要的负载，采用直连电池不间断供电。,高安全性设计 网络控制诊断系统功能强大，对供电线路发生的过载、短路、瞬时大电流冲击、过压、欠压、接地等现象及时加以保护，供电负载具有自诊断功能和故障保护措施，确保了旅客安全。 经济性设计 在设计上保证了过分相区时牵引变流器的中间直流电路不间断供电。过分相区时，控制系统采取微小的制动（制动系统采用再

28、生制动方式），保证辅助变流器供电牵引变流器的中间直流电路不间断供电，交流3AC 440V 60Hz供电不间断，充电机工作不间断。这样设计有很大优点：首先，过分相区时空调连续工作，减少了故障率。第二，过分相区时蓄电池不用大电流对整车的直流负载放电，减少了故障率，更重要是减少了蓄电池的数量，提高了动车组的经济性。,交流负载分配如下表：,直流负载分配 供电等级分为：“直连电池”供电“BD(不间断供电)、“常规电 池”供电“BN”（电池母线）。 “直连电池”供电就是负载直接与电池相连，不经过开关。 常规电池”供电“BN”就是电池接触器后与负载相连，电池母线供电由充电机箱内的的电池接触器K1、K2闭合和

29、关断来控制。常规电池母线分两路供电，一路为BN1，另一路为BN2。,直流供电原理框图,直流负载分配：,外接电源供电 交流外接电源供电双辅助变流器上有一个外接电源插座，由外部380 V 50 Hz电 源给3AC440V60Hz干线供电。利用外接电源供电，在外界温度 25C时，可以将列车内的温度维持在5C 。 外接电源供电负载：充电机、采暖和空调系统、其它440V负载 外接电源供电操作对于动车组只能通过一个外接电源插座给整列车供电。外接电源供电通过餐车（BC05）控制面板上的一个钥匙开关来操作。 DC110V外接电源供电 每一个电池箱内有一个DC 110V 外接电源供电插座，在列车 停放在车库时，

30、能够通过电池箱内DC 110V 外接电源插座提供 DC110V电源。,故障状况下冗余及控制3AC440V60Hz冗余当一个单辅助变流器或一个牵引变流器故障时，交流供电干线由其余的辅助变流器连续供电。当双辅助变流器中的一个辅助变流器单元故障时，另一个单辅助变流器单元能够继续工作。当一个单辅助变流器或一个牵引变流器故障时，不会减少供电。当两个单辅助变流器故障或一个双辅助变流器故障时，只减少与旅客舒适性相关的负载。DC110 V冗余，每个牵引单元的一部分负载由BN1供电，另一部分负载由BN2供电， 当一个充电机故障时，另一个充电机完全负责向所有的直流负载供电。与故障充电机连接的电池不能再充电，因为电

31、池的充电彼此不连接。供电控制，当充电机故障时，为保证重要负载的供电，需要切除部分负载。,下表是时间控制关断模式:,充电机充电机功能是把三相交流电转换为车载电 源系统的直流电，对蓄电池组进行充电，向所 有与充电机并联的低压负载供电。电池充电机 由440 V60 Hz 3 AC车载电源供电，充电机箱分 别位于中间拖车的车下。电池充电机由带 输入端子的输入电路、风冷充电机模块、电磁 兼容滤波器、电池主接触器、电池输出配电保 险、冷却风扇等组成。 蓄电池蓄电池的功能是：在系统故障情况下（缺 少接触网电压， 牵引变压器或变流器故障， 蓄电池充电机故障等）确保向重要负载供电。,逆变器 每车都配备有一个23

32、0V50 Hz 1 AC逆变器给车上 清洁插座供电，逆变器的电源来自DC 110V，输出功 率为3kVA。 地面电源 为了确保在高压设备接地或列车停车时，原来由 3AC 440V总线供电的设备继续工作，可以使用外接 3AC 380V电源为3AC 440V列车总线供电。因此，在双辅助变流器箱体一侧中间位置，设置了外接电源输入插座。由于双辅助变流器安装在中间拖车的车下，动车组的外接电源插座布置在动车组的中间位置，每侧一个。,6、网络系统网络系统符合TCN标准IEC61375,主要由列车总线（WTB）和车辆总线（MVB）组成。实现控制诊断监视智能化。,列车中的牵引单元通过列车总线(WTB)相互连接（

33、WTB=列车总线）,（1）中央控制单元（CCU）和网关（GATEWAY）； （2）人机接口（MMI）； （3）牵引控制单元（TCU）和辅助控制单元（ACU）； （4）制动控制单元（BCU）； （5）充电机控制单元（BC）； （6）车门控制单元（DCU）； （7）采暖、通风和空调控制单元（HVAC）； （8）旅客信息系统（PIS）； （9）列车控制系统（ETCS）； （10）输入输出模块（Compact I/O、Compact Pt100、KLIP Station）,通过MVB连接到列车通讯和控制系统的装置,连接到车辆总线（MVB）的每个控制装置要完成下列工作,（1）子系统控制； （2）处理来自

34、中央控制装置（CCU）或其他MVB设备的MVB控制信号； （3）评估由下级传感器和/或下级控制装置（如，车门控制装置）提供的信息； （4）通过MVB把操作状态反馈到中央控制装置（CCU）； （5）通过MVB把诊断、故障信息传输到动车组中央诊断系统；,通过分布式输入/输出站（SIBAS KLIP or MVB-Compact I/O）将下列装置连接到列车通讯和控制系统。,（1）WC系统； （2）火灾报警系统和烟雾探测器； （3）内门； （4）厨房。,列车通讯设备,车辆控制等级实际上通过车辆总线（MVB）和列车总线（WTB）由相互连接的装置（子系统）组成。此外，基于安全和冗余原因考虑，还使用了普通

35、电路的列车控制电缆,中央控制单元,每辆头车的司机室内，有两个中央控制装置（CCU）。其中一个CCU在主控CCU方式下工作，另一个在从控CCU方式。在主导司机室的主CCU叫做主导主控CCU。, 主CCU功能,主CCU负责其本牵引单元内的车辆控制。它从外围和列车总线（WTB）读取命令和信息，并向列车总线（WTB）发送控制信号和反馈信息，在其他情况下，主CCU进行下列工作：,（1）主断路器和受电弓控制； （2）牵引控制单元（TCU）的牵引设置点生成； （3）变压器保护； （4）车载电源控制； （5）前端车钩和车钩远端控制； （6）各种装置的更高级命令的发出和控制，例如车门、HVAC、照明等； （7）

36、安全环、火警系统和转向架诊断监视； （8）通过分布式输入/输出网站(SIBAS KLIP, MVB-Compact I/O)数字和模拟输入和输出的控制； （9）静态检测和自动整备控制； （10）CCU诊断和列车总线和车辆总线（WTB和MVB）的CCU通讯诊断 （11）通过辅助网关连接到列车总线（WTB），确定配置和检测动车组和车辆, 从CCU功能,从CCU和主CCU的运行程序相同，但没有主动控制过程。从CCU监视主CCU的状态，并在主CCU发生故障时，接管主CCU的工作。但主、从CCU对高压设备硬件的保护功能除外。, 列车主CCU功能,除了主CCU的工作之外，列车主CCU还执行整车更高等级的控

37、制：,（1）评估司机操作台上的控制元件； （2）整车的牵引设置点生成； （3）速度自动控制； （4）更高等级的列车控制功能，例如司机安全装置（ASD）、中心距离和速度记录（CDS）； （5）列车保护系统与列车控制系统的接口； （6）更高等级的静态检测和自动整备控制；, CCU的主-从转换,正常运行时，在头车的两个控制装置交替作为主CCU功能，即，每次车辆接通电源（电池接通）就主从转换，在下列情况下，可进行主-从转换：,（1）电池接通电源后，开始列车通讯和控制时； （2）静态检测和自动整备开始时； （3）在动车组的配置运行时；,因而在正常运行时，两个控制装置交替作为主CCU功能，即，每次接通车辆

38、电源后，配置变更。,还存在由于故障引起的转换。在下列情况下，实施CCU故障转换：,（1）系统堵塞（例如，操作系统的计算机定时监视的激活）； （2）主CCU（电源装置/中央处理器/I/O模块）主要部件的故障； （3）主CCU的MVB接口或MVB总线管理器故障或主CCU的MVB分支故障； （4）作为主CCU的一个网关模块故障； （5）司机室内激活CCU故障开关；,CCU之间不同的信号被作为主从定义和确认CCU故障。由于运行的网关总是指向主CCU，所以在主-从转换时不但要把CCU连接的MVB重新配置，还要改变网关。网关的转换引起列车总线（WTB）的初始化。在主-从转换时，MVB和WTB通讯大约中断6

39、秒钟。在中断期间，车辆总线（MVB）上的下级控制装置按缺省值工作。由于主-从转换引起的列车初始化期间，不可能进行列车总线通讯。此时，缺省值用于列车总线的过程数据,在主-从转换时，MVB和WTB通讯大约中断6秒钟。在中断期间，车辆总线（MVB）上的下级控制装置按缺省值工作。由于主-从转换引起的列车初始化期间，不可能进行列车总线通讯。此时，缺省值用于列车总线的过程数据。,由于主断路器缓解回路打开（主、从CCU在主断路器缓解回路中有金属接触点），CCU主-从转换引起动车组中的主断路器打开。主、从CCU的本地诊断存储器并不相同。在一次CCU主-从转换后，就重新启动CCU诊断系统。因此在新的主CCU的诊

40、断存储器中就为即将开始的事件开通新的通道。在CCU主-从转换后，开始对活动状态与动车组中央诊断系统进行比较。,除了进行CCU-MVB通讯连接和MVB总线管理器功能以外，在车辆总线（MVB）和列车总线（WTB）之间连接的网关还形成网架的一部分。列车的中央控制单元CCU按照IEC 60571, EN 50155, EN 50124-1 以及 EN 50121-3-2的要求生产制造。, CCU硬件结构（SIBAS 32）,动车组的每个牵引单元已经分配了两个SIBAS 32系统的冗余可编程逻辑控制器，作为中央控制装置（CCU），形成列车通讯和控制的基础。,每个牵引单元有两个网关，但只有指定给主CCU的

41、网关才参与WTB和MVB通讯。从CCU网关不工作。网关负责从列车总线（WTB）到车辆总线（MVB）的过程数据编组和消息数据发送。网关进行初始化工作，包括“TCN初始化”和“逻辑初始化”（UIC初始化），并提供经计算验证的配置。,网关,通过连接到车辆总线（MVB）的分布式输入和输出站，可控制输入、输出车辆通信和控制系统的数字和模拟处理信号的接口。SIBAS KLIP站（KLIP=智能外围终端）：带有许多不同数字I/O通道（110V DC）和模拟输入模块的分布式输入、输出站。,分布式输入/输出站,MVB-Compact I/O：作为具有许多固定的输入和输出通道的集成装置：分布式输入和输出站，用于接

42、收司机室内的专门信号，例如，来自按钮、开关、指示器、断路器、编码插头和主控制器。一个MVB-Compact I/O网站有2 x 16二进制输入、1 x 8二进制输出以及两个数字式位置编码器接口的数字输入，如主控制器（10个通道）。信号电压为24V DC。,MVB-Compact PT 100:用于记录PT100温度传感器的分布式输入站的集成装置。,MVB服务插座,每车有一个MVB服务插座，用于调试和服务（如MVB通讯检查）。,每个动车组有5个显示屏（人机接口，MMI），用于列车乘务人员间的通信以及列车的通信和控制。在司机室中有4个（每个司机室2个MMI），还有1个MMI位于乘务员室内。向MMI

43、转移部分控制功能已大大地减少了司机室内的控制元件的数量。司机和列车乘务员的MMI连接到车辆总线（MVB）。此外，司机室内的两个司机的MMI通过以太网接口相互连接。, 动车组运行等级,特别是与安全相关的信号（例如，安全回路）不但通过列车和车辆总线（WTB或MVB）传输，而且通过用传统硬线技术的列车线传输。 除了列车和车辆总线（WTB和MVB）外，在车组中有下列列车线,列车线,（1）蓄电池接通/断开 （2）紧急关断回路（主断路器和受电弓） （3）紧急制动回路/ 旅客紧急制动回路/ 制动缓解回路/停放制动监视回路 （4）火灾报警回路/ 转向架监视回路/ 拖拽模式/ 实施弹簧加载停放制动 （5）缓解弹

44、簧加载停放制动/通过接地紧急切断/ 主断路器释放 （6）线路隔离开关断开,7、制动系统,动车组采用先进的微机控制直通式电空制动系统，可以根据列车运行速度和载重等情况，实现精准和恒减速度的空电联合制动，提高了制动平稳性。,持续运行速度 300km/h 最高运营速度 350km/h 紧急制动距离（初速350km/h） 6500m 制动作用的响应时间 1.5s 总风管风压 8501000kPa 制动管风压 600 kPa 冲动限制极限值 0.75m/s3,制动系统的主要技术参数如下：,CRH380B高寒动车组制动系统总体设计思路,采用了微机控制的直通式电空制动； 制动系统采用成熟的盘型制动方式，其性

45、能满足动车组制动能力的要求； 制动系统采用标准化、系列化、模块化、信息化设计理念； 制动系统的设计基于“故障导向安全”的原则，制动系统控制、紧急制动均为高冗余设计； 制动管路连接采用了Parker卡套式管接头的无螺纹连接，提高了管路连接的可靠性和安全性。,CRH380B高寒动车组制动装置基本配置,8辆车制动系统从结构方面共分为如下6个车型： EC01/EC08；TC02/TC07；IC03；FC04；BC05；IC06。 设置撒砂系统的车辆：EC01/EC08；FC03；IC06。 设置停放制动和辅助风源的车辆：TC02/TC07。 设置主风源系统的车辆：IC03；IC06。,制动系统与CRH

46、5A区别：,头车N05电磁阀由紧急制动回路控制（类似CRH5A型车的N02阀），得电排风。（N04阀由N05控制制动管排风）。 单车紧急制动阀B60.03得电起紧急制动，失电缓解。 B60.08电磁阀为高低减速度调整阀，当V200km时，得电调整中继阀以低减速度制动。反之制动力变大。 B60.12电磁阀为车上车辆控制面板切除本车制动时得电将本车制动关门。 HMI屏不显示每个车制动缸压力值，但每辆车车上车辆控制面板有指针压力表用于查看制动缸压力。 六大安全回路（司机室有每个安全回路和紧急制动阀的旁路开关，司机室介绍） 紧急制动回路（控制N05阀是否得电） 停放制动回路（单独构成一条环路，若监控停

47、放意外施加，断停放制动回路，由此导致断紧急制动回路） 转向架监控回路（单独构成一条环路，若监控转向架失稳或热轴故障 ，先施加最大常用制动，若降215km/h仍有故障，断紧急制动回路） 乘客报警制动回路（单独构成一条环路，若有乘客报警，断乘客报警制动回路起最大常用制动，但司机可通过制动手柄的OC位屏蔽制动） 制动缓解回路（单独构成一条环路，若监控有车辆未缓解，断制动缓解回路，推牵引手柄20秒后封锁牵引） 火灾报警回路（单独构成一条环路，若监控牵引和辅助变流器箱内也监控出现火警信号，断回路，提示有火情不起任何制动）,制动系统气路原理图,FC04和BC05,制动系统制动方式,制动系统包括一套微处理器

48、控制的电空（EP）直通制动系统和用于救援和回送的自动式备用空气制动系统。备用空气制动系统可由采用自动式空气制动系统的中国既有线机车操纵控制，列车管的额定压力为600kPa。 常用制动时，动力制动（电制动）具有优先权以尽可能降低摩擦制动系统的磨损。根据制动力的要求，考虑到轮轨间的粘着限制，不够的制动力通过摩擦制动优先作用在无动力的拖轴上。,制动系统制动管理和混合制动,制动管理系统由电制动的高级控制系统和电空制动分系统组成，对电制动和空气摩擦制动的制动力进行分配调节。具有如下功能：确保在最优化的能量功效和最小磨损量条件下使用。自动制动力的分配遵照制动力控制器的制动请求或者通过自动速度控制（ASC）

49、的制动请求。电制动与空气制动同时在动轴上混合施加。具有自动制动试验的综合诊断。,制动系统的基本功能,常用制动,旅客紧急制动,停放制动,紧急制动,备用制动,在紧急制动时，牵引被切断，列车管被快速彻底的排空，电制动、直通电空制动和备用空气制动冗余产生紧急制动。紧急制动可通过以下情形产生（安全环路断开）：制动手柄处于紧急制动位置；按下司机室的紧急制动按钮；安全装置（ATP）启动或列车断开；列车运行时停放制动被施加或总风缸压力过低；,如果直通电空制动发生故障，动车组可启动备用制动继续运行，这时列车制动需要操纵备用制动手柄进行，但需要限制速度。备用制动控制器可通过塞门手动激活。,包括电空常用制动和动力制动。首先在动力转向架上施加动力制动，如果动力制动力不足，再在拖车轴上施加空气摩擦制动。 在动力轴的动力制动不能使用时，用空气摩擦制动代替。 在车辆速度小于5km/h时，所有转向架上采用空气制动（根据动力制动特性）。,