动车组牵引供电系统与设备

第1章 概论 1

1.1 动车组供电牵引系统的组成及作用 1

1.2 动车组牵引方式 2

1.3 动车组供电牵引系统发展概况 6

第2章 交流电机调速 9

2.1 概述 9

2.1.1 交流电机调速的优越性 9

2.1.2 交流调速系统的主要类型 10

2.2 三相异步电机的原理及结构 11

2.2.1 三相异步电机的结构 11

2.2.2 三相异步电机的工作原理 13

2.3 三相异步电机控制基础 15

2.3.1 三相异步电机运行时的电磁过程 15

2.3.2 三相异步电机的等值电路 17

2.3.3 三相异步电机的机械特性 17

2.4 三相异步电机的调速 19

2.4.1 变压变频调速控制基础 19

2.4.2 转速开环恒压频比交流调速系统-通用变频器 25

2.4.3 转差频率控制的交流调速系统 26

2.4.4 矢量控制的交流调速系统 28

2.5 电气制动简介 32

2.5.1 概述 32

2.5.2 电阻制动 33

2.5.3 再生制动 33

第3章 CRH1型动车组供电牵引系统及设备 35

3.1 概述 35

3.1.1 供电牵引系统基本原理 35

3.1.2 供电牵引系统的结构组成及布置 37

3.2 传动系统主电路 41

3.2.1 主电路基本组成 41

3.2.2 高压系统 43

3.2.3 牵引系统和辅助供电系统 49

3.2.4 钥匙联锁系统 58

3.3 受电弓及高压电器 59

3.3.1 受电弓 59

3.3.2 主断路器 63

3.3.3 网端检测装置 64

3.3.4 防雷击装置 65

3.3.5 其他高压电器 67

3.4 主变压器 68

3.4.1 主变压器概述 68

3.4.2 高压控制箱的原理、组成及结构 75

3.4.3 接地变压器 76

3.5 主变流器箱 77

3.5.1 主变流器箱的结构组成及性能 77

3.5.2 网侧变流器模块 87

3.5.3 电机变流器模块 92

3.5.4 辅助变流器模块的结构组成及性能 99

3.5.5 滤波器箱的结构组成及性能 100

3.6 牵引电机 101

3.6.1 牵引电机的机械驱动结构及工作原理 101

3.6.2 牵引电机的特点和技术参数 102

3.6.3 牵引电机的使用、维护与诊断 104

第4章 CRH2型动车组供电牵引系统及设备 106

4.1 概述 106

4.1.1 供电牵引系统基本原理 106

4.1.2 供电牵引系统组成及模块的布置 107

4.1.3 供电牵引系统动力性能参数 109

4.2 动车组传动系统主电路 110

4.2.1 主电路 110

4.2.2 高压保护系统 112

4.2.3 主电路故障及处置 112

4.3 动车组受电弓 115

4.3.1 受电弓系统组成 116

4.3.2 受电弓升降系统工作原理及动作 117

4.3.3 受电弓系统的使用及维护 119

4.4 动车组主变压器 126

4.4.1 概述 126

4.4.2 变压器结构 127

4.5 变流器 136

4.5.1 主变流器的工作原理、组成及结构 136

4.5.2 冷却系统构成及其设备 142

4.5.3 牵引变流器其他组件 150

4.5.4 变流器检查 155

4.6 动车组牵引电机 159

4.6.1 牵引电机的工作原理、组成 159

4.6.2 牵引电机的主要技术参数及性能 160

4.6.3 牵引电机的结构 161

4.7 主电路其他元件的使用维护 164

4.7.1 高压设备箱 164

4.7.2 电流互感器 168

4.7.3 MR139型接地电阻器 169

4.7.4 SH2052C型保护接地开关（EGS） 170

第5章 CRH3型动车组供电牵引系统与设备 172

5.1 概述 172

5.2 牵引传动系统 173

5.2.1 概述 173

5.2.2 主电路 173

5.3 高压电器 174

5.3.1 概述 174

5.3.2 受电弓 176

5.3.3 主断路器 180

5.3.4 接地开关 184

5.3.5 防雷击装置 185

5.3.6 网端检测装置 186

5.3.7 能量消耗计 188

5.3.8 车顶高压电缆 188

5.4 牵引变压器 190

5.4.1 概述 190

5.4.2 牵引变压器特点和技术参数 190

5.5 牵引变流器 194

5.5.1 概述 194

5.5.2 四象限整流器工作原理和技术参数 195

5.5.3 三相桥式逆变器工作原理和技术参数 197

5.5.4 中间电路的特点和技术参数 199

5.5.5 牵引控制单元 201

5.5.6 限压电阻器 202

5.6 牵引电机 203

5.6.1 概述 203

5.6.2 牵引电机的特点和技术参数 203

5.6.3 牵引电机的结构 204

第6章 CRH5型动车组供电牵引系统与设备 207

6.1 概述 207

6.2 牵引传动系统 208

6.2.1 牵引、电制特性 208

6.2.2 主电路构成 210

6.3 高压电器 212

6.3.1 受电弓 212

6.3.2 高压断路器 215

6.3.3 防雷击装置 217

6.3.4 网端检测装置 218

6.3.5 高压电缆 220

6.4 牵引变压器 222

6.4.1 概述 222

6.4.2 牵引变压器结构 224

6.4.3 主变压器控制 226

6.5 主变流器 227

6.5.1 主变流器的工作原理 227

6.5.2 变流器构成 233

6.5.3 牵引／辅助变流器的控制 245

6.5.4 牵引变流器的冷却系统管理 248

6.6 牵引电机 250

6.6.1 概述 250

6.6.2 牵引电机的特点和技术参数 250

6.6.3 牵引电机的结构 251

附录A 动车组供电牵引系统与设备模拟试题 254

附录B CRH1常用英文缩写对照表 255

参考文献 256