第七章主要部件7.docx
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第七章主要部件7
7．变流装置
7.1概述
每台机车装有两台变流装置，每台变流装置内含有三组牵引变流器和一组辅助变流器，使其结构紧凑，便于设备安装。
为了提高装置的小型化及冷却性能，牵引变流器采用强制循环水冷方式。
这种方式具有冷却效果好、无污染、重量轻、结构上维修方便等特点，是国际上流行的冷却方式。
冷却液采用亚乙基二醇纯水溶液，确保在－40℃时不冻结。
另外，牵引变流器的冷却液和主变压器（Mtr）的冷却油经过复合冷却器循环，依靠复合冷却器风机进行强制风冷。
辅助变流器（APU）单独采用强制风冷方式。
每组牵引变流器由一个四象限和一个逆变器组成。
整流器单元使用了模块化IGBT元件，采用脉宽调制（PWM）方式、两点式电压型，通过高次谐波整流和错开各组控制载波的相位，从而降低高次谐波和提高功率因数。
逆变器单元同整流器单元一样使用模块化IGBT元件、实现单元的标准化。
通过采用IGBT元件和32bit高速演算控制装置的配合，采用矢量控制方式，来实现电机转矩的控制，达到快速响应，提高粘着利用率和实现空转滑行保护控制。
辅助变流器是辅助电动机供电电路的核心。
APU向牵引通风机电机和压缩机电机等辅助机器供给三相交流电，具有变压变频（VVVF）控制和恒压恒频（CVCF）两种控制方式。
两台复合冷却器风机和六台牵引通风机电机为了确保适应机车状况的冷却风量和降低运转声音，按照VVVF控制模式进行设定。
APU通过使用IGBT的PWM整流器单元把从主变压器三次线圈供电的交流电转换为恒定电压的直流电，再供给由IGBT构成的逆变器单元，通过逆变器转换为三相交流。
机车共设有两套辅助变流器UA11、UA12。
在正常情况下辅助变流器UA11、UA12全部工作，基本上以50%的额定容量工作，辅助变流器UA11工作在VVVF方式，辅助变流器UA12工作在CVCF方式，分别为机车辅助电动机供电。
当某一套辅助变流器发生故障时，不需要切除任何辅助电动机，另一套辅助变流器可以承担机车全部的辅助电动机负载。
此时，该辅助变流器按照CVCF方式工作，从而确保机车辅助电动机供电系统的可靠性。
7.2说明
7.2.1C/I说明
（1）网压
额定值AC25KV—50Hz
变动范围AC19KV~29KV
动作范围AC17.5KV~31KV
（2）主回路方式
整流器2点式调制单相电压型PWM整流器
逆变器2点式调制三相电压型VVVF逆变器
（3）主回路输入单相1450V—965A—50Hz3组×2⁄机车
（4）PWM线路电压DC2800V
（5）主回路输出
额定值AC2150V—390A3相VVVF
最大AC2150V—520A3相VVVF
（6）效率0.98以上（额定输出功率时）
（7）耐电压
主回路—地AC5100V—1分
辅助回路—地AC2500V—1分
控制回路—地AC1500V—1分
（8）控制电压DC110V
（9）冷却方式 强制循环水冷方式
（10）周围温度-40℃～+40℃
7.2.2APU 说明
（1）APU构成整流器单元1台+逆变器单元1台×2组⁄机车
（2）主回路输入单相399V—50Hz
（3）主回路输出CVCF230KVA—380V—50Hz—p.f.=0.85
VVVF230KVA—380V—50Hz—p.f.=0.85
频率可变范围0.2~50Hz
电压可变范围2~380V
（4）冷却方式强制风冷方式
7.3变流器装置结构
7.3.1外形尺寸（图7-１）
2台变流装置分别布置在机车中部、中间走廊的两侧。
变流装置采用封闭的箱型结构，除复合冷却器相连接的管路外,其他器件都安装在箱体内部。
主要结构参数为：
外型尺寸：
W4000×H2050×D1050mm
重量：
3700kg
图7-１变流器外形尺寸
正面图
7.3.2内部设备布置（参照图7-2 ～ 7-17 ）
在装置的左上段，从上依次为1组、2组、3组设备，从左至右依次设置着逆变器单元、滤波电容、整流器单元。
在装置的左下段，设置着泵、储存箱等循环水冷用品。
在装置的中央下段，设置着主回路装备端子台，在上面设置着保险丝、电磁接触器、交流接触器；在里面为充电电阻器及主回路线配线空间。
在装置的右上段，设置着OVTR单元、DCPT盘、APU控制单元、I/F单元、非保险丝断路器；在里面设置着GR盘、同步变压器、噪音过滤器。
另外在APU控制单元、I/F单元、DCPT单元、OVTR单元的下侧设置着加热器盘，当周围温度比较低时，为各零件加暖。
在装置的右中段，设置着CI控制单元；在里面设置着OVRe盘、继电器盘。
最右侧的里面是风洞，向电动送风机供风。
另外在CI控制单元的下侧设置着风扇加热盘、在右侧面设置着加热器盘，当周围温度比较低时，为各零件加暖。
在装置的右下段，设置着APU逆变器单元、APU整流器单元及滤波电容。
另外、里面是风洞，通过在右侧里面设置的电动送风机进行APU逆变器单元和APU整流器单元的强制风冷。
在APU逆变器单元和APU整流器单元的下侧，设置着加热器盘。
在装置右侧设置着控制回路连接器（从CN1到CN5）。
正面图
背面图
图7-2变流器装置外形
背面图
图7-3变流器装置内部
图7-14J-J图7-15H-H图7-16F-F
7.3.3主要部件规格
品名
部件符号
数量
形式、规格
整流器单元
COV－1U、1V、2U、2V、3U、3V
6
STC272-A0
逆变器单元
INV－1U、1V、1W、2U、2V、2W、3U、3V、3W
9
STC273-A0
滤波电容
FC11、12、13、21、22、23、31、32、33
9
EF332162EYQ0735
接地电容
FCG1、2、3
3
EF332162EYQ0736
交流接触器
K1、2、3
3
CM79-A1
交流接触器
AK1、2、3
3
CM75-A2
充电电阻器
CHRe1、2、3
3
2kw-4.814OHM
OVTR单元
P－OVTR
1
STC274-A0
OVRｅ盘
P－OVRe
1
RE10001.3OHM6S（5500V）
电流传感器
ACCT1、2、3
3
NNC－12A－C25A2 3000A／10V
电流传感器
CTU1、2、3、CTW1、2、3
6
NNC－12A－C23A2 2000A／10V
DCPT盘
P－DCPT（DCPT1～5）
1
GR盘
P－GR（GR11、21、31）
（GR12、22、32）
1
APU逆变器单元
U－INV
1
STC269－A0
APU整流器单元
U－COV
1
STC268－A0
交流接触器
K
1
CM79-A11500V-1300A
保险丝
DF
1
CC12B0DKCV3SRF7OQ32
（122Vdc-32A）
保险丝
AF
1
9.5URD73TTF1100（950V-1100V）
充电电阻器
CHR
1
SKSF50050OHM
电流传感器
CTU1～CTU3
3
NNC－12A－C25A23000A／10V
电流传感器
ACCT1～ACCT3、CTW1～CTW3
6
NNC－12A－C25A23000A／10V
电流传感器
CTU、W、ACCT
3
NNC－10A－C02 1,000A／10V
无熔丝断路器
BM、PUMP
2
MSK33C AC460V、16A.HC
自动电压调节器
AVR
1
MDD-E05024
变压器
VDT
1
150V、15V0.33VA
电动送风机
APBM
1
RG28P－4DK.6F.1R
CI控制单元
CI－CTR1、2、3
3
LCU275－B0
I/F单元
U－I／F
1
泵
WP
1
F41-217C4-0405S1-BV
APU控制单元
APU－CTR
1
LCU306-A0
同步变压器
T1
1
100V／3×5V-10mA
噪音过滤器
NF1、2
2
LF－210AC250V-10A
加热盘
P－HT1、2、3、4、5、6、7
7
风扇加热盘
P－HT1、2、3
3
7.4冷却
1）整流器单元、逆变器单元的冷却
冷却方式：
强制循环水冷方式
冷却介质：
纯水45％－亚乙基二醇55％溶液
概要构成（参照图7-18～7-19）
冷却液通过设置在变流装置内的泵（WP）进行循环。
通过在变流装置外部的复合冷却器冷却的冷却液从变流装置左侧的入水口流回变流装置，沿配管进入存储容器（ST－TANK）。
通过存储容器的冷却液，在经过泵之后被分为三路，分别流入1至3组的分流管。
每路冷却液在每一组再分成7个分支，通过与散热片交换热量来冷却半导体元件。
冷却半导体元件的冷却液在一根总管内汇集，从装置左侧面的出水口流出变流装置，返回复合冷却器，再冷却。
通过冷却液反复的循环，来冷却半导体元件。
2）APU整流器单元和APU逆变器单元的冷却
冷却方式：
强制风冷方式
概要构成：
（参照图7-20）
冷却风通过设置在变流装置内的送风机（APBM）来提供。
从变流装置天棚侧进入的冷却风，被装置右下部的电动送风机吸入，向左侧吹出，按照APU整流器单元散热片→APU逆变器单元散热片的顺序冷却，从装置中央内底面的排风口吹出装置外部。
在各散热板上，直接安装IGBT，起防止温度上升的作用
向MTr
7.5维护保养和检查
■试验和作业前必须切断高压电路。
切断主断路器，受电弓下降后，闭合变流装置试验开关，
通过运行显示器确认装置内的电容器放电（15V以下）。
■为了机器内部的散热，在本装置背面上部盖以及背面下部盖上设置
12ｘ12的方孔。
因为有高压触电的危险，所以在高压充电中要充分注意绝对禁止将
突出物等物件插入方孔的行为。
■机器装置停止运转后，仍有暂时过热的部件，一旦触摸就有被烧伤的危险。
虽然根据气温而有所不同，但是请充分冷却后（30分以上）再开始作业。
■装置内也包含较重的设备。
20kｇ以上的重物要恰当使用起重机等，请留意重心位置进行安全作业。
■检查后如需更换零件、机器时，请使用我公司指定的产品。
■检查、维护保养、修理后，请检查确认在装置内是否遗留了使用的工具等物件。
■请不要坐在装置、配管上。
■根据标准紧固扭矩进行螺栓的紧固。
■请不要用手直接触摸组装在安装座上的部件和连接器端子。
请慎重使用电路板和端子，并特别注意不要污损。
检查电路板时请充分注意静电。
请将电路板放入防静电袋中进行保管和搬运。
■不要轻易用手触摸光纤。
请不要将光纤过度弯曲，弯曲半径不能在50ｍｍ以下。
请不要将光纤接近照明设备等发热物体。
7.5.1一般注意事项
在维护保养时，常伴有危险发生，所以在事前一定要充分注意执行人员的安全和设备的保护。
特别是对充电部件的检查中，确认切断电路并已经可靠接地，请切实进行残留电荷的放电工作。
更换不良零部件时，请使用和以前相同型号的零部件。
7.5.2维护保养和检查的周期
维护保养和检查请以下述的周期为标准进行。
维护保养和检查项目以及各部分的检查周期请参照7.5.3项目的维护保养和检查项目。
日常检查・・・・・・・・7日
定期检查・・・・・・・・4个月
重要部件的检查・・・・・・4年
整体检查・・・・・・・・8年
维护保养和检查的更换周期以下述使用条件为标准。
装置内平均温度・・・・・・・・45℃
主电路通电时间・・・・・・・・13小时×300日=3900小时／年
辅机通电时间・・・・・・・・・・17小时×300日=5100小时／年
7.5.3维护保养、检查项目
设备
名称
检查项目
检查
方法
检查和处理内容
日常
交检
重检
全体
装置
总体
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
○
○
外壳
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
○
○
绝缘电阻
试验
绝缘电阻阻值不合要求时，检修或更换有故障的部件。
○
○
○
装置
内部
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
配线
电线
目测
出现老化或损坏等异常情况时，立即更换。
○
○
端子
目测
有变形情况时就修理。
有变色、裂纹等异常情况时就更换。
○
○
端子排
目测
有变色、裂纹等异常情况时就更换。
○
○
端子螺丝
目测
有螺丝松缓情况时就增加紧固。
○
○
导体
导电元件
目测
变形、变色、损伤等异常情况时就更换。
○
○
光纤
目测
变形、变色、损伤等异常情况时就更换。
○
○
测量
用光量计测量，衰减量在３ｄＢ以上就更换。
○
○
连接器类
目测
有变形、变色、损伤等异常情况时就更换。
○
○
安装螺丝
目测
有螺丝松缓情况时就增加紧固。
○
○
配 管
法兰部
目测
泄漏冷却液的部分增加紧固。
增加紧固也不能修改时就更换衬垫。
○
○
接头部位
目测
泄漏冷却液的部分增加紧固。
增加紧固也不能修改时就更换密封带。
○
○
特氟纶软管
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
逆变器单元
整流器单元
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
门极放大器
目测
出现老化或焊点开裂等异常情况时就更换。
○
○
滤波
电容器
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
接地
电容器
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
交流
接触器
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
充电
电阻器
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
OVTR
单元
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
门极放大器
目测
出现老化或焊点开裂等异常情况时就更换。
○
○
OVRe
操作板
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
电流
传感器
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
DCPT
操作板
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
GR
操作板
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
接地
开关
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
APU
整流器
单元
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
衬底
目测
出现老化或焊点开裂等异常情况时就更换。
○
○
门极放大器
目测
出现老化或焊点开裂等异常情况时就更换。
○
○
散热片
清洁
清扫放热部的污损和堵塞。
○
○
APU
逆变器单元
外观
目测
外观有异常情况时就修理，不能修理就更换。
○
○
衬底
目测
出现老化或焊点开裂等异常情况时就更换。
○
○
门极放大器
目测
出现老化或焊点开裂等异常情况时就更换。
○
○
散热片
清洁
清扫放热部的污损和堵塞。
○
○
熔断器
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
无熔丝电流断路器
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
交流滤波电容器
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
电动鼓风机
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
CI控制单元
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
底座
目测
出现老化或焊点开裂等异常情况时就更换。
○
○
I/F设备
电源设备
AVR1～4
继电器设备
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
底座
目测
有焊接裂痕等恶劣情况时更换
○
○
继电器
动作检查
对继电器进行动作检查，有异常情况时就更换。
○
○
电源设备
（AVR5）
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
底座
目测
出现老化或焊点开裂等异常情况时就更换。
○
○
APU控制单元
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
底座
目测
有焊接裂痕等恶劣情况时更换
○
○
继电器
工作的确认
对继电器进行动作检查，有异常情况时就更换。
○
○
同步变压器
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
噪音过滤器
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
加热器操作板
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
风扇加热操作板
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
泵
外观
目测
外观有异常时就修理，不能修理时就更换
○
○
动作检查
对继电器进行动作检查，有异常情况时就更换。
○
○
冷却液
冷却液剂量
目测
根据水准仪确认冷却液的剂量。
如果不足，在查明不足的原因后进行处理。
处理后注入缺少的冷却液。
○
○
○
○
流量
目测
根据流量计确认流量是200L/min。
若流量不是200L/min，查明原因再做处理。
处理后调整流量为200L/min。
○
○
○
○
升级会员 