CRH6A型动车组维护说明书第9章控制及辅助供电系统.docx

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CRH6A型动车组维护说明书第9章控制及辅助供电系统

CRH6A型动车组维护说明书-第9章-控制及辅助供电系统

第9章

控制及辅助供电系统

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修改标题

修改内容

编制\审核

日期

备注

1

初版发行

高超绪\陈争

2017.4

2

3

9.1概述

本章主要时速200公里城际动车组（统型）的牵引/制动控制、辅助供电系统等内容，主要包括：

牵引控制器、制动控制器、辅助通风机、辅助电源装置、电气连接器、蓄电池、开关、配电盘、断路器盘、接地开关、照明装置、过分相检测系统、插座及单相逆变电源、电加热装置、车外温度采集系统等。

9.2牵引控制器

9.2.1概要

该控制器是用来操纵动车组车辆运行的主控制器，是通过控制电路的低压电器间接控制主电路的电气设备。

9.2.2主要技术参数

9.2.2.1触头S847W2A2b额定电压：

a.额定电压（Ue）：

DC100V

b.约定发热电流（Ith）：

DC10A

c.额定电流（Ie）：

DC1A

9.2.2.2触头特点：

a.接点为速动型；

b.密封式结构；

c.接点具有自净功能，可提高用作计算机信号时的可靠性；

9.2.2.3手柄操作力：

控制手柄操作力：

不大于30N

换向手柄操作力：

不大于50N

9.2.2.4防护等级（污染等级3）

整机IP00

触头S847W2A2bIP00（接线部分）IP60（触点部分）

9.2.2.5寿命：

机械寿命>1×106

电寿命>1×105

9.2.2.6重量：

约12Kg

9.2.3使用和操作

牵引控制器的面板上有控制手柄、换向手柄两种可操作机构。

控制手柄有：

“切除～1～2～3～4～5～6～7～8～9～10”十一个档位。

换向手柄有：

“前”、“切”、“后”三个档位。

控制手柄、换向手柄和机械锁之间相互机械联锁。

在使用时，先由换向手柄选定机车的行车方向和工况，再操作控制手柄来控制机车的速度。

在行车过程中，如需要改变机车的工况时，必须将控制手柄放回“0”位后，才可进行换向手柄的操作。

如司机需要进行异端操作时，必须将本端司控器的控制手柄置“0”位，且换向手柄置“0”位，方可进行异端操作。

9.2.4检修与维护

表9.2.4-1检修维护表

日常检修与维护

三级修

四级修

60万公里

120万公里

1、牵引控制器的名牌及标识符号应齐全、完整、清晰、正确。

2、牵引控制器各部件应清扫干净，绝缘性能良好，对外连接插座连接正确，零部件齐全完整。

3、手柄在各个档位之间应转动灵活，无机械卡阻，相邻两档位之间不应出现停滞现象。

1、各紧固件齐全，紧固状态良好。

2、在牵引控制器的各个转动部位加注6号汽油机油（GB485－72），在机械联锁组件处加润滑脂。

1、各紧固件齐全，紧固状态良好。

2、在牵引控制器的各个转动部位加注6号汽油机油（GB485－72），在机械联锁组件处加润滑脂。

3、牵引控制器的闭合表和对外连接线应与图2中的规定相一致

本牵引控制器检修与维护时应注意以下内容：

9.2.4.1牵引控制器的绝缘应符合以下要求：

（1）相互绝缘的带电部分之间及对地的绝缘电阻不小于50MΩ。

（用500V兆欧表）；

（2）检修后应进行绝缘介电强度试验，牵引控制器的带电部分对地及相互间施以50Hz,1125V，正弦波交流电1min,应无击穿、闪络现象。

9.2.4.2牵引控制器触头的检修应符合以下要求：

（1）牵引控制器日常检修时，应注意检查触头内部及滚轮架（包括滚轮滚动）的动作是否灵活可靠。

否则，应在触头滚轮轴芯及滚轮架轴芯部分加少许稀6号汽油机油（GB485-72）,以增加触头动作的灵活性；

（2）本牵引控制器使用的触头S847W2A2b为自净式速动开关元件，均为免维修型。

如确有严重烧损和动作不灵活者，应更换该触头。

更换时，注意触头型号和触头滚轮的安装方向；

（3）应定期检测触头S847W2A2b的接触电阻，采用低电阻测试仪（如固纬GOM-801G）测量，测量电流不小于1A。

触头的接触电阻应小于500mΩ，如果接触电阻较大，可按图9.2.4-1电路接线，分断1A左右时间常数τ为20～50ms的感性电流负载，用分断弧光清除表面氧化膜，减小接触电阻。

图9.2.4-1清除触头表面氧化膜电路图

9.2.4.3若是由于机械原因造成的故障，需要对牵引控制器进行拆卸时，请注意以下几点：

（1）在拆装时，应注意作好标记，必须按照闭合表进行；

（2）弹片组件安装的倾斜程度，可调整手柄的操作力大小，在保证牵引控制器动作可靠的情况下，手柄操纵轻便、灵活；

（3）凸轮是产品出厂前整定好的组件，在拆装时请不要随意拆开；

（4）为了保证牵引控制器对外的连接无误，在检修、拆装时，应注意牵引控制器对外连接。

9.3制动控制器

9.3.1概要

该制动控制器是制动用来操纵机车运行的主令控制器。

操作手柄后，连接的凸轮旋转、打开或关闭凸轮开关，向制动控制装置传送制动信号。

该制动控制器的特点：

结构紧凑、体积小、重量轻、高可靠、长寿命、少维修或免维修。

触头采用德国沙尔特宝公司先进的触头模块，触头为速动自净型、密封结构构造及性能。

9.3.2主要技术参数

9.3.2.1触头S847W2A2b额定电压

a.额定电压（Ue）：

DC100V

b.约定发热电流（Ith）：

DC10A

c.额定电流（Ie）：

DC1A

9.3.2.2触头特点

a.接点为速动型；

b.密封式结构；

c.接点具有自净功能，可提高用作计算机信号时的可靠性。

9.3.2.3手柄操作力

a.从“1”到“7”档之间各档位之间操作力：

13±6N；

b.从“7”到“1”档之间各档位之间操作力：

13±6N；

c.从“7”到“快速”档操作力：

45±10N；

d.从“快速”到“7”档操作力：

30±10N；

e.从“拔出”到“快速”档操作力：

30±10N；

f.从“快速”到“拔出”档操作力：

40±10N；

g.从“运行”到“1”档和从“1”到“运行”档操作力：

20±5N。

9.3.2.4防护等级（污染等级3）

整机IP00

触头S847W2A2bIP00（接线部分）IP60（触点部分）

9.3.2.5寿命：

机械寿命>1×106

电寿命>1×105

9.3.2.6重量：

约10Kg

9.3.3使用和操作

制动控制器是用来发出生成各制动阶段相对应的制动力的指令设备，手柄的操作档位分：

运行档，1N～7N档，快速档，拔出档共10个档位。

按照下列步骤,手柄档位能正常动作：

（1）将钥匙插入，向顺时针方向旋转90°，锁开启；

（2）当锁开启时，手柄可由“拔掉”==>“运转”方向转动，或由“运转”==>“快速”方向转动；

（3）手柄从“快速”位转到“拔出”位时，手柄需要向上方抬起10°，方可转动；

（4）当手柄在“拔出”位时，将插入的钥匙向逆时针方向旋转90°后拔出，锁关闭，手柄被锁在“拔出”位。

9.3.4维护与检修

表9.3.4-1维护检修表

日常检修与维护

三级修

四级修

120万公里

240万公里

1、制动控制器的名牌及标识符号应齐全、完整、清晰、正确。

2、制动控制器各部件应清扫干净，绝缘性能良好，对外连接插座连接正确，零部件齐全完整。

3、手柄在各个档位之间应转动灵活，无机械卡阻，相邻两档位之间不应出现停滞现象。

1、各紧固件齐全，紧固状态良好。

2、在制动控制器的各个转动部位加注6号汽油机油（GB485－72），在机械联锁组件处加润滑脂。

1、各紧固件齐全，紧固状态良好。

2、在制动控制器的各个转动部位加注6号汽油机油（GB485－72），在机械联锁组件处加润滑脂。

3、制动控制器的闭合表和对外连接线应与图2中的规定相一致

本制动控制器检修与维护时应注意以下内容：

9.3.4.1制动控制器的绝缘应符合以下要求：

（1）相互绝缘的带电部分之间及对地的绝缘电阻不小于50MΩ。

（用500V兆欧表）；

（2）检修后应进行绝缘介电强度试验，制动控制器的带电部分对地及相互间施以50Hz,1125V，正弦波交流电1min,应无击穿、闪络现象。

9.3.4.2制动控制器触头的检修应符合以下要求：

（1）制动控制器日常检修时，应注意检查触头内部及滚轮架（包括滚轮滚动）的动作是否灵活可靠。

否则，应在触头滚轮轴芯及滚轮架轴芯部分加少许稀6号汽油机油（GB485-72）,以增加触头动作的灵活性；

（2）本制动控制器使用的触头S847W2A2b为自净式速动开关元件，均为免维修型。

如确有严重烧损和动作不灵活者，应更换该触头。

更换时，注意触头型号和触头滚轮的安装方向；

（3）应定期检测触头S847W2A2b的接触电阻，采用低电阻测试仪（如固纬GOM-801G）测量，测量电流不小于1A。

触头的接触电阻应小于500mΩ，如果接触电阻较大，可按图9.3.4-1电路接线，分断1A左右时间常数τ为20～50ms的感性电流负载，用分断弧光清除表面氧化膜，减小接触电阻。

图9.3.4-1清除触头表面氧化膜电路图

9.3.4.3若是由于机械原因造成的故障，需要对制动控制器进行拆卸时，请注意以下几点：

（1）在拆装时，应注意作好标记，必须按照闭合表进行；

（2）弹片组件安装的倾斜程度，可调整手柄的操作力大小，在保证制动控制器动作可靠的情况下，手柄操纵轻便、灵活；

（3）凸轮是产品出厂前整定好的组件，在拆装时请不要随意拆开；

（4）为了保证制动控制器对外的连接无误，在检修、拆装时，应注意制动控制器对外连接。

9.4辅助电源装置

9.4.1概要

辅助电源装置（外形见图9.4.1-1和图9.4.1-2）（TGF48A型APU）是向牵引变流器等的各种通风机以及辅助整流装置（TGF49A型，以下称作ARf）等提供3相AC400V、50Hz电源的装置。

APU分别安装在1、4、5、8车车下（为方便说明，四台APU对应称为APU1、APU2、APU3、APU4），ARf分别安装在1、8车车下。

1、8车APU内置有能将牵引变压器的3次输出AC400V变为AC100V的辅助变压器（ATr）。

正常情况下APU1向1、2车供电，APU2向3、4车供电，APU3向5、6车供电，APU4向7、8车供电。

两台Arf同时向全列供电。

辅助整流器ARf是对1、8车APU输出的3相AC400V交流电进行整流，提供DC100V电源的装置。

并且，还内置有能将1、8车APU输出的AC400V电压变压为AC100V的变压器（TR3），和变压为AC220V的变压器（TR4）。

4、5车APU没有辅助变压器（ATr）和辅助整流器ARf。

APU特征如下所示：

（1）冗余性

APU1/APU2有1台发生故障的情况下，1、2、3、4车的辅助负载由APU1/APU2中正常的提供电源。

APU3/APU4有1台发生故障的情况下，5、6、7、8车的辅助负载由APU3/APU4中正常的提供电源。

APU1/APU2同时故障时，3、4、5、6车由APU3供电。

APU3/APU4同时故障时，3、4、5、6车由APU2供电。

2台ARf中有1台发生故障的情况下，另1台能够提供编组的全部负载的容量。

（2）电路方式

单相桥式IGBT脉冲整流器＋三相桥式IGBT逆变器的方式，通过使用大电流、耐高压元器件，来谋求小型化、轻量化。

（3）控制部

APU控制部通过采用DDC控制，具有了故障跟踪机能，以期达到保养方面的省力化。

图9.4.1-1APU外形图

图9.4.1-2ARf外形图

9.4.2构成

（1）构成

APU由输入变压器（TR1）、输入滤波电容器（ACFC）、输入滤波电抗器（ACL1）、变频器、逆变器、输出滤波电抗器（ACL2）、输出滤波电容器（ACC）、辅助变压器（ATr）等构成（4、5车APU没有ATr）。

辅助整流器箱是由整流器用变压器（TR2）、辅助整流器（Rf）、2个辅助变压器（TR3、TR4）等构成。

APU的输入电源为牵引变压器3次绕组（辅助绕组）输出的AC400V单相50Hz，通过IGBT变频器变换成了直流电力，这个直流输出通过IGBT逆变器变换成3相AC400V50Hz的定压电源，向编组内提供。

而且，AC100V50Hz、AC220V50Hz的定压电源是由3相AC400V稳定电压电源通过辅助变压器（TR3、TR4）进行变压而来的。

辅助变压器（ATr）是将牵引变压器3次绕组（辅助绕组）输出进行变压后输出AC100V（非稳定电压）50Hz。

ARf是用整流器用变压器（TR2）将APU的稳压三相AC400V/50Hz输出进行变压后，通过结构为3相全波整流电路的辅助整流器（Rf　Unit）来输出DC100V。

APU电源系统的框图如图9.4.2-2所示。

AC400V

3相50Hz

205KVA

（ARf分を含む）

AC220V

单相50Hz

12kVA

AC100V

单相50Hz

12kVA

图9.4.2-2APU电源系统

（2）构造

●辅助电源装置APU（部件配置见图9.4.2-4）

在本装置的正面一侧上，安装有变频器单元（CONVU1・2）、滤波电容器（FCU11・12）、输入接触器（IVK1・2）、继电器单元（RY　UNIT）、控制单元（PWB　UNIT）等。

在正面一侧的相反一侧上，安装有逆变器单元（INVU1～3）、滤波电容器（FCU21・22・23）、输出接触器（3phMK）、输入滤波电容器（ACFC）、输出滤波电容器（ACC）。

装置的中央部为通风部，安装有送风机（FAN）、输入变压器（TR1）、输入滤波电抗器（ACL1）、输出滤波电抗器（ACL2）、辅助变压器（ATr）、元器件的冷却风扇。

●辅助整流器箱ARf（部件配置见图9.4.2-3）

辅助整流器箱为自冷式，是由整流器变压器（TR2）、整流二极管单元（Rf）、具有让输出电压拥有下降特性的电阻（R12）、辅助变压器（TR3、TR4）等构成。

图9.4.2-3ARf部件配置图

图9.4.2-4APU部件配置图

APU内的控制部如图9.4.2-5所示。

图9.4.2-5APU控制部

控制单元（主要）各部分的说明如下所示：

●LED显示（控制电路板（SICR）上）

7组LED，在启动时显示显示起动状态的起动符号（H－00），起动后交替地显示出APU的输入电压、输出电流、输出电压、输出频率。

（起动编码请参照9.4.10）此外，在APU因故障停止时，会显示出故障编码（E－00）。

●空挡开关（控制电路板（SICR）上）

空挡开关可以做空挡试验。

通常在运行时把「TST0」「TST1」开关一起向上侧合上。

●逆变器复位开关（控制电路板（SICR）上）

在APU发生重故障而停机（down）时，按下这个按钮会进行复位。

而且，故障显示LED上也是在按下这个按钮后进行复位的。

●旋转开关（微机电路板（MCRB）上）

通过操作控制电路板上的旋转开关（S10～S13）和按钮开关（S5～S9），进行显示电路板上的LED灯、向测试针上输出D／A等，以提高可维护性。

出厂时已调整完毕，已将旋转开关全部打到「0」上，请勿变更。

（3）主要构成部件

APU主要构成部件如表9.4.2-1所示。

9.4.2-1表　APU主要构成部件

名称

数量

备注

辅助变压器（AC100V输出用）

1

ATr

输入侧电磁接触器

1

IVK1

充电电阻用电磁接触器

1

IVK2

充电电阻

1

RC

输入变压器

1

TR1

输入滤波电抗器

1

ACL1

输入滤波电容器

1

ACFC

滤波电容器

5

FCU

输出滤波电容器

1

ACC

变频器单元

2

U、V相

逆变器单元

3

U、V、W相

控制单元

1套

放电电阻

1

DCHKR

放电用电磁接触器

1

DCHK

输出侧电磁接触器

1

3phMK

电动送风机

1

FAN

辅助整流用变压器

1

TR2

辅助变压器（AC100V定压输出用）

1

TR3

辅助变压器（AC220V定压输出用）

1

TR4

辅助整流单元

1套

Rf

（4）APU保护的种类与设定值

1）保护设定：

表9.4.2-3所示。

保护检测的框图如图9.4.2-6所示。

2）b.故障类别

●重故障1

通过一次故障检测，闸控全部OFF后，为重故障。

（不进行自动再起动）

↓

IVK1、IVK2、3phMK一起断开，2秒之后DCHK断开，故障闭锁。

↓

通过车上复位（外部复位）、地板下APU的复位（局部复位），或控制电源关闭投入（3秒以上），进行再起动操作。

●重故障2

通过一次故障检测，闸控全部OFF后，为重故障。

（不进行自动再起动）

↓

IVK1、IVK2、3phMK一起断开，2秒之后DCHK断开，故障闭锁。

（IVK1、IVK2、DCHK只在输入接触器不断开1、输入接触器不断开2时继续闭合。

）

↓

不接受车上复位（外部复位）的操作。

通过地板下APU的复位（局部复位），或者控制电源关闭投入（3秒以上）时，可能复位。

●轻故障

故障发生之后，闸控全部OFF。

IVK1、IVK2、3phMK断开，为轻故障。

（DCHK只在逆变器输入过电压的情况下断开）

↓

APU自动复位

↓──────→60秒之间再次发生故障

60秒之间没有再次发生故障↓

↓　　　　　以后和重故障1同样处理

继续运行

表9.4.2-3　APU保护设定

No.

故障

故障名称

设定值

故障类别

编码

重1

重2

轻

1

E-90

变频器输入过电流

（CONVOCD）

变频器输入电流，若在额定的250%以上的话，瞬间检测。

○

2

E-91

变频器用IGBT异常

（CONVFO）

由变频器用栅极驱动电路板进行栅极信号不相一致的检测。

○

3

E-62

输入接触器不闭合1

（IVK1D）

IVK1闭合指令发送后，等待1秒后

IVK1辅助接点不动作的情况下进行检测。

○

4

E-63

输入接触器不闭合2

（IVK2D）

IVK闭合指令发送后，等待1秒后

IVK2辅助接点不动作的情况下进行检测。

○

5

E-86

输入接触器不断开1

（IVK1DA）

IVK1闭合指令停止后，等待1秒后

IVK1在辅助接点不断开的时候进行检测。

○

6

E-87

输入接触器不断开2

（IVK2DA）

IVK2闭合指令停止后，等待1秒后

IVK2在辅助接点不断开的时候进行检测。

○

7

E-85

温度异常

（THD）

通过冷却器上设置的温度继电器进行保护检测。

84±2℃

○

8

E-92

逆变器用IGBT异常

（INVFO）

通过逆变器用栅极驱动电路板进行

栅极信号不一致的检测。

○

9

E-74

AC输出过压

（ACOVD）

AC输出电压在额定的130%以上时瞬间检测。

○

10

E-75

AC输出低电压

（ACLVD）

AC输出电压在额定的80%以下持续1秒钟时检测。

○

11

E-76

AC输出短路

（ACOSC）

AC输出电流在额定的150%以上，并且，输出电压在额定的65%以下的状态持续2秒时检测。

○

12

E-77

控制电源异常

（CPSF）

控制电源的输出电压，在额定的90%以下时检测。

○

13

E-78

逆变器输入过压

（INVOVD）

逆变器的输入电压（＝变频器的输出电压），达到

1000V以上的时候瞬间检测。

○

14

E-79

逆变器输出过电流

（IAOC）

逆变器的输出电流在达到额定的250%以上时，瞬间检测。

○

15

E-80

输入异常

（STF）

・把变频器闭合指令发送之后，等待1秒后，变频器的输出电压在没有达到700V上时检测。

・IVK2闭合信号发送之后，变频器的输出电压在

300V以下持续5秒的情况下检测。

・程序测试时，变频器的输出电压在达到50V以上的情况下检测。

○

16

E-81

AC输出过电流

（ACOCD）

AC输出电流在额定的110%以上，持续超过10秒的情况下检测。

○

17

E-82

AC输出电压异常

（ACLOVD）

AC输出电压在额定的105%以上时，而且，在95%以下，但是持续60秒的情况下检测。

○

18

E-84

接地检测

（GFD）

接地电流在1.5A以上持续1秒的情况下检测。

○

19

E-64

输出接触器不闭合

（3phD）

3phMK闭合指令发送后，等待1秒后

3phMK辅助接点不动作的情况下进行检测。

○

20

E-88

输出接触器不断开

（3phDA）

3phMK闭合指令停止后，等待1秒后

3phMK在辅助接点不断开的时候进行检测。

○

21

E-65

放电接触器不闭合

（DCHKD）

DCHK闭合指令发送后，等待1秒后

DCHK辅助接点不动作的情况下进行检测。

○

22

E-89

放电接触器不断开

（DCHKDA）

DCHK闭合指令停止后、等待1秒后

DCHK在辅助接点不断开的时候进行检测。

○

23

E-25

IC异常

（E-25）

时钟的IC异常　（注1）

24

E-27

常数异常

（E-27）

EEPROM的常数读取异常　（注1）

25

（注2）

嵌入异常

（WDT）

S/W嵌入处理异常

注1）：

　APU不启动。

注2）：

　由7个部分构成的LED不能显示，所以WDT的LED亮灯。

CPSF

E-25

E-27

WDT

图9.4.2-6APU故障检测方框图

9.4.3额定

APU的额定参数如表9.4.3-1所示。

9.4.3-1表　APU额定参数

项　　目

规　　　　　　　格

记　事

1.

方

式

（1）主电路方式

IＧＢT变频器／逆变器方式（带ARf）

（2）控制方式

逆变器定电压控制方式

（3）冷却方式

强制风冷方式

2.

输

入

（1）额定电压

AC４00V（５0Ｈｚ）单相

瞬间变动△V=±20%

（2）电压变动范围

+2４％～-31％　注）

3.

输

出

（1）额定容量

242ｋVA

（2）负载耐性

100％连续，AC输出1８0％10秒

ＤC输出120％20秒

（3）负载功率因数

８５％（滞后）

（4）输出的类别

交流3相

交流单相

直流

内置ATR输出

（5