HXD3检修手册_08-交流器

HXD3型大功率交流传动电力机车检修手册898.变流器8.1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。8.2说明8.2.1C/I说明(1)网压额定值AC25kV/50Hz第二篇HXD3型电力机车检修说明90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℃8.2.2APU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.=0.85VVVF230KVA—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8.3变流器装置结构8.3.1外形尺寸（图8.3-１）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：3700kgHXD3型大功率交流传动电力机车检修手册91图8.3-１变流器外形尺寸第二篇HXD3型电力机车检修说明928.3.2内部设备布置（参照图8.3-2～8.3-17）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）。HXD3型大功率交流传动电力机车检修手册93正面图背面图图8.3-2变流器装置外形第二篇HXD3型电力机车检修说明94背面图图8.3-3变流器装置内部正面图HXD3型大功率交流传动电力机车检修手册95图8.3-4正面图第二篇HXD3型电力机车检修说明96图8.3-5天棚图图8.3-6A-AHXD3型大功率交流传动电力机车检修手册97图8.3-7CI控制单元图8.3-9D-D图8.3-8C-C第二篇HXD3型电力机车检修说明98图8.3-10E-EHXD3型大功率交流传动电力机车检修手册99图8.3-11G-G图8.3-12左侧图图8.3-13右侧图第二篇HXD3型电力机车检修说明100图8.3-14J-J图8.3-15H-H图8.3-16F-FHXD3型大功率交流传动电力机车检修手册1018.3.3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、3V6STC272-A0逆变器单元INV－1U、1V、1W、2U、2V、2W、3U、3V、3W9STC273-A0滤波电容FC11、12、13、21、22、23、31、32、339EF332162EYQ0735接地电容FCG1、2、33EF332162EYQ0736交流接触器K1、2、33CM79-A1交流接触器AK1、2、33CM75-A2图8.3-17K-K第二篇HXD3型电力机车检修说明102品名部件符号数量形式、规格充电电阻器CHRe1、2、332kw-4.814OHMOVTR单元P－OVTR1STC274-A0OVRｅ盘P－OVRe1RE10001.3OHM6S(5500V)电流传感器ACCT1、2、33NNC－12A－C25A23000A／10V电流传感器CTU1、2、3、CTW1、2、36NNC－12A－C23A22000A／10VDCPT盘P－DCPT(DCPT1～5)1GR盘P－GR(GR11、21、31)(GR12、22、32)1APU逆变器单元U－INV1STC269－A0APU整流器单元U－COV1STC268－A0交流接触器K1CM79-A11500V-1300A保险丝DF1CC12B0DKCV3SRF7OQ32(122Vdc-32A)保险丝AF19.5URD73TTF1100(950V-1100V)充电电阻器CHR1SKSF50050OHM电流传感器CTU1～CTU33NNC－12A－C25A23000A／10V电流传感器ACCT1～ACCT3、CTW1～CTW36NNC－12A－C25A23000A／10V电流传感器CTU、W、ACCT3NNC－10A－C021,000A／10V无熔丝断路器BM、PUMP2MSK33CAC460V、16A.HC自动电压调节器AVR1MDD-E05024变压器VDT1150V、15V0.33VAHXD3型大功率交流传动电力机车检修手册103品名部件符号数量形式、规格电动送风机APBM1RG28P－4DK.6F.1RCI控制单元CI－CTR1、2、33LCU275－B0I/F单元U－I／F1泵WP1F41-217C4-0405S1-BVAPU控制单元APU－CTR1LCU306-A0同步变压器T11100V／3×5V-10mA噪音过滤器NF1、22LF－210AC250V-10A加热盘P－HT1、2、3、4、5、6、77风扇加热盘P－HT1、2、338.4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8.4-1～8.4-2）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8.4-3）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第二篇HXD3型电力机车检修说明104图8.4-1循环水冷简图HXD3型大功率交流传动电力机车检修手册105図２．１８　配管構成図图8.4-2配管构造图第二篇HXD3型电力机车检修说明106ＡＶ１ＣＯＶ１ＵＣＯＶ１ＶＩＮＶ１ＵＩＮＶ１ＶＩＮＶ１ＷＣＯＶ２ＵＣＯＶ３ＵＣＯＶ２ＶＣＯＶ３ＶＩＮＶ２ＵＩＮＶ３ＵＩＮＶ２ＶＩＮＶ３ＶＩＮＶ２ＷＩＮＶ３ＷＡＶ２ＶＬ２ＤＶ１ＡＶ３ＡＶ４ＦＣＦＣＦＣ図２．１９　循環水冷系統図ＳＴ－ＴＡＮＫＷＰＬＧＶＬ１ＡＶ７ＡＶ８ＤＶ３－４０℃～＋４０℃入風熱交換器（水用）熱交換器（油用）ブロアーＭＴｒへ６９ＤＶ２ＦＬＲＶＬ３图8.4-3循环水冷系统图进风鼓风机换热器（水用）换热器（油用）向MTrHXD3型大功率交流传动电力机车检修手册107图8.4-4强制风冷通道构造第二篇HXD3型电力机车检修说明1088.5作业时的要求在进行装置的安装拆卸作业时，请在严格遵守各个注意事项的基础上，按照所规定的顺序进行实施。（１）切断高压电路在进行试验・作业前，请必须切断高压电路。切断主断路器、降下受电弓后，闭合主变流器试验开关，通过显示屏确认装置内电容器放电（15V以下）。（２）防止触电为了机器内部的散热，要在本装置背面上部的外壳及背面下部外壳上，设置12X12的方口。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。（３）装置吊起时的注意事项装置的质量为3700kg。在吊起装置时，要使用指定的吊环螺钉（M30），使用有足够强度的钢丝绳。（４）高温部位的注意事项机器・装置停止后，有暂时处于高温的机器，接触会有烧伤的可能性。虽然根据气温的不同会有不同，但是请在充分降温后（30分钟以上）开始作业。（５）重物的操作事项装置内的也含有重量较重的机器。20kg以上的重物，要恰当的使用起重机等，请留意其重心位置，进行安全作业。（６）关于电路板的处理检查・维护・修理后，要检查・确认装置内是否残留使用的工具等物件。◇!危险△!注意◇!危险◇!危险△!注意△!注意HXD3型大功率交流传动电力机车检修手册109（７）防止落下、损坏请不要坐在装置、配管上。（８）紧固螺栓要用标准安装扭矩进行螺栓的紧固作业。按照下表进行螺栓（低碳钢螺栓ー强度4T）的紧固作业。螺栓的标准安装扭矩表（ISO）螺丝的名称安装扭