型动车组牵引传动系统的研究样本.doc
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1、资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除。课程名称: 牵引电机课程设计设计题目: CRH2型200km/h动车组牵引传动系统的研究 学 号: 0145 姓 名: 朱培樟 指导教师: 李宗防 西南交通大学峨眉校区 年 4月 30日 摘要 随着经济发展和社会进步, 高速铁路越来越受到世界发达国家及新兴工业国家的重视, 成为解决客运交通拥堵的一种选择, 从而推动了CRH2型200km/h动车组研究、 应用和进步。本文在分析国内高速铁路及动车组发展现状并结合电力电子、 高电压技术、 电机学、 继电保护和轨道交通牵引供变电技术的相关知识, 完成对CRH2型200km/h动车组牵引传动系统
2、的研究。本文分为三部分: (1) CRH2型200km/h动车组牵引传动系统的框图及其组成(2) 对CRH2型200km/h动车组牵引传动系统的高压电器、 牵引变压器、 牵引电机的技术参数及技术特点进行分析。(3) 对CRH2型200km/h动车组牵引传动系统的集成性及可靠性进行分析。关键词: CRH2型动车组、 高压电器、 牵引变压器、 牵引电机、 集成性、 可靠性目录第一章 绪论21.1中国CRH2型200km/h动车组的发展现状21.2 CRH2型200km/h动车组基本组成4第二章 CRH2动车组牵引传动系统组成52.1 CRH2动车组牵引传动系统的框图及其组成原理52.2 CRH2
3、牵引传动系统主电路6第三章 CRH2高压电器、 牵引变压器、 牵引电机的技术参数及技术特点63.1 高压电器的技术参数及技术特点63.1.1技术参数73.2 牵引变压器的技术参数及技术特点83.2.1 技术参数83.2.2技术特点93.3 牵引电机的技术参数及技术特点93.3.1技术参数93.3.2技术特点10第四章 CRH2型200km/h动车组牵引传动系统的集成性及可靠性分析114.1 CRH2型200km/h动车组牵引传动系统的集成性分析114.2 CRH2型200km/h动车组牵引传动系统的可靠性分析124.2.1动车组安全可靠性124.2.2动车组部分可靠性模型及分析13第五章 总结
4、15第一章 绪论1.1中国CRH2型200km/h动车组的发展现状CRH2型200km/h动车组由四方机车车辆股份有限公司为主机厂牵头为中国铁道部生产的时速200公里动力分散型电力动车组( 动力分散是与动力集中相对应的两种动车组的动力布置方式, 动力集中方式指整个动车组的动力只集中在头尾两节机车如中华之星或一节机车上如蓝箭动车组采用推挽是的牵引方式, 前拉后推; 动力分散方式是指将动车组的动力布置在动车组的所有或若干节车辆上, 这样做的好处在于动车组的黏着性能好, 起动、 制动速度快, 可靠性好-某节车故障只损失小部分动力, 缺点是动力装置总重量较重, 检修维护量大、 噪音较大) , 是以日本
5、新干线E2-1000番为原形车, 引进日本川崎重工、 三菱电机、 日立公司( 日立公司和北车永济厂生产10列车的牵引变流器) 等公司的技术生产的。新干线E2-1000番川崎四方时速200公里电力动车组共计要生产3包( 当时中国铁道部按包为单位招标, 每包20列, 共计60列480节) 。其中3列为原装进口车, 6列为进口成套设备的组装车, 51列为关键零部件进口, 在中国生产和总装的国产车。之因此日方以日本新干线E2-1000系”疾风号”动车组为原型车参与中国铁道部的时速200公里动车组招标, 是因为该动车组的基本情况在现有的新干线动车组中最接近中国铁道部的招标要求。E2-1000番是50Hz
6、区间专用车。在技术上, 采用了IGBT( 绝缘栅双极型场效应管) 等先进元器件和动力分散结构的E2-1000也是比较符合中国的实际情况。1.2 CRH2型200km/h动车组基本组成该动车组为动力分散型电力动车组, 4动4拖编组, 定员610人, 运营时速200公里, 最高时速250公里。时代集团和时菱公司作为三菱公司的技术受让方, 负责51列国产车的牵引变流器( CI) 、 列车信息控制装置( MON) 和辅助电源装置( APU和ARF) 的大部分生产, 其中时代集团制造中心负责CI和MON的生产。 两列8辆的编组也能够经过重联的形式组成16辆的大编组合并运行。该动车组的编组配制如下图: 如
7、图所示, 该动车组的动力分布在2、 3、 6、 7号四节车上, 两端1、 8号车为不带动力的控制拖车, 并配备有辅助电源装置APU, 受电弓在4、 6号车上, 各车之间有高压母线连接。第二章 CRH2动车组牵引传动系统组成2.1 CRH2动车组牵引传动系统的框图及其组成原理CRH2型200km/h动车组牵引传动系统组成原理图CRH2 动车组牵引传动系统主要由受电弓( 包括高压电器设备) 、 牵引变压器、 四象限变流器、 牵引逆变器和牵引电机组成。CRH2 动车组采用交流传动系统, 主要由受电弓( 包括高压电器设备) 、 牵引变压器、 四象限变流器、 中间环节、 牵引逆变器、 牵引电机、 齿轮传
8、动系统等组成。动车组受电弓从接触网获得AC25000V/50Hz 电源, 为了满足动车组牵引特性的要求, 牵引电机需要电压频率均可调节的三相交流电源。受电弓将接触网的AC25kV 单相工频交流电输送给牵引变压器, 经变压器降压输出1500V 单相交流电供给脉冲整流器, 脉冲整流器将单相交流变换成直流电经中间直流电路将DC26003000V 的直流电输出给牵引逆变器, 牵引逆变器输出电压02300V, 频率0220Hz 可控的三相交流电供给异步牵引电动机。2.2 CRH2 牵引传动系统主电路受电弓从接触网25kV、 50Hz 单相交流电网受电, 经过主断路器VCB 连接到牵引变压器原边绕组。主电
9、路开闭由VCB 控制。牵引变压器牵引绕组设两组, 原边绕组电压为25kV 时, 牵引绕组电压为1500V。牵引变流器在M1、 M2 车上, 由一台四象限脉冲整流器和逆变器及中间直流回路构成, 运行时除实施牵引电动机电力供应和制动时的再生制动外, 还具备相应的保护功能。主电路简图如图下: CRH2 牵引传动系统主电路简图第三章 CRH2高压电器、 牵引变压器、 牵引电机的技术参数及技术特点3.1 高压电器的技术参数及技术特点 高压电器主要作用是完成从接触网到牵引变压器的供电。主要包括: 受电弓、 主断路器、 避雷器、 电流互感器、 接地保护开关等。3.1.1技术参数CRH2 动车组采用DSA25
10、0 型受电弓。该受电弓为单臂型结构, 额定电压/电流为25kV/1000A, 接触压力705N,弓头宽度约1950mm, 具有自动降弓功能, 适应接触网高度为53006500mm, 列车运行速度250km/h。CRH2 动车组采用CB201C-G3 型主断路器。主断路器为真空型, 额定开断容量为100MVA, 额定电流AC200A, 额定断路电流3400A, 额定开断时间小于0.06s, 采用电磁控制空气操作。真空断路器主要技术参数: 额定电压 AC30kV( 瞬间最大电压AC31kV) 额定电流 AC200A 额定频率 50Hz 额定开断容量 100MVA 额定闭合电流 10000A 额定瞬
11、间电流 4000A( 2s) 额定断路电流 3400A 额定开断时间 0.06s CRH2 动车组采用LA204 或LA205 型避雷器。由氧化锌( ZnO) 为主的金属氧化物组成,是非线性高电阻体的无间隙避雷器。避雷器主要技术参数: 额定电压为AC42kV( RMS) 动作电压为AC57kV以下( V1mA, DC) 限制电压为107kVCRH2 动车组采用TH-2 型高压电流互感器。变流比为200/5A, 用于检测牵引变压器原边电流值。CRH2 动车组采用SH2052C 型接地保护开关。额定瞬时电流为6000A( 15 周) , 电磁控制空气操作, 具有安全连锁。3.2 牵引变压器的技术参
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