1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 崇德尚能 知行合一鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題 目：動(dòng)車組的輔助供電系統(tǒng)專 業(yè)： 高速鐵道技術(shù)（動(dòng)車組方向）系 （院）： 機(jī)車車輛學(xué)院 班 級： 動(dòng)車11A1 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 目錄摘 要隨著高速鐵路技術(shù)在我國的迅速發(fā)展,動(dòng)車的輔助供電系統(tǒng)作為其重要組成部分,除了擔(dān)負(fù)牽引電機(jī)的輔助作用,還擔(dān)負(fù)起了車內(nèi)乘客安全和乘坐環(huán)境維持系統(tǒng)的用電。動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)是列車運(yùn)行不可缺少的部分，起著第二電源的作用，動(dòng)車組的輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式,電源貫穿全列車.為了保證動(dòng)車組能夠長時(shí)間的正常運(yùn)行，列車需要穩(wěn)定、高效的輔助系統(tǒng)為眾多輔助設(shè)備提供電源，主要包括空氣空

2、調(diào)、冷卻風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、照明、控制、廣播、列車無線等設(shè)備提供交流或直流電源。輔助供電系統(tǒng)不僅僅關(guān)系到旅客乘坐的舒適的旅游環(huán)境，更是列車安全運(yùn)行非常重要的有效保障,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。由于分別是和不同國家與公司來進(jìn)行引進(jìn)，各種動(dòng)車所采用的技術(shù)各不相同，我國現(xiàn)有鐵路線上的動(dòng)車種類繁多，技術(shù)各異。在這種背景下，各種機(jī)車之間存在著大量的零配件不通用，今后我國鐵路機(jī)車的維護(hù)，保養(yǎng)和繼續(xù)生產(chǎn)就面臨著巨大的挑戰(zhàn)，維護(hù)保養(yǎng)的成本也將大大提高，阻礙我國鐵路事業(yè)的繼續(xù)發(fā)展。掌握和吸收起來也增加了難度。因此，迅速加快我國對動(dòng)車組技術(shù)的引進(jìn)吸收工作，吸取所引進(jìn)列車的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)其所長，避其所短，研發(fā)并制造出我國自主研發(fā)的動(dòng)

3、車，才能科學(xué)的制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，迅速加快我國動(dòng)車組發(fā)展的步伐。本文主要基于CRH2型動(dòng)車組輔助供電進(jìn)行論述，CRH2動(dòng)車組以E2-1000型動(dòng)車組為原型車，通過全面引進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，由四方股份公司在國內(nèi)制造生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：蓄電池，輔助供電系統(tǒng)，輔助供電裝置第一章：CRH2動(dòng)車輔助供電系統(tǒng)概述輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式，為動(dòng)車組上除牽引動(dòng)力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電。輔助變流器由輸入濾波器、斬波器、逆變器、輸出濾波器和控制單元組成，一般和牽引變流器安裝在一個(gè)機(jī)箱中。蓄電池和充電機(jī)提供不間斷的應(yīng)急電源。輔助電源裝置(APU) :動(dòng)車組在1號、8號車分別設(shè)置一套輔助電源裝置（APU），為空氣壓縮機(jī)、照

4、明、控制、廣播、列車無線等設(shè)備提供電源；在2、4、6號車上分別設(shè)有一個(gè)蓄電池箱。CRH2型動(dòng)車組由8輛車組成，其中4輛動(dòng)車4輛拖車如圖所示。1.1輔助供電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) 1.輔助供電系統(tǒng)的供電母線在動(dòng)車組全列車貫通。2.輔助供電系統(tǒng)的負(fù)載種類多，需要提供的電源規(guī)格多，布線復(fù)雜。 3.輔助變流器向輕量化、小體積發(fā)展，近年均采用IGBT元件和高頻電力電子技術(shù)來提高效率和可靠性。1.2 CRH2牽引變壓器輔助供電繞組供電 在CRH2動(dòng)車組中，輔助供電系統(tǒng)由牽引變壓器3次繞組的AC400V提供電源，AC25kV的高壓電輸入牽引變壓器，經(jīng)過降壓變成AC400V，再輸入輔助電源裝置，經(jīng)過處理后，從輔助電

5、源裝置輸出4路交流和1路直流電源，為列車的各設(shè)備供電。非穩(wěn)壓單相AC100V系統(tǒng)，由輔助變壓器（ATr）僅將牽引變壓器輔助繞組的AC400V電壓直接降壓至AC100V，向熱水器的加熱器等容許電壓變動(dòng)的負(fù)荷供電。穩(wěn)壓AC100V、AC220V系統(tǒng)和穩(wěn)壓DC100V系統(tǒng)，使用輔助電源裝置與AC400V實(shí)現(xiàn)隔離，并且降壓和穩(wěn)壓。穩(wěn)壓三相AC400V與牽引系統(tǒng)相關(guān)的輔助設(shè)備（牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)用各送風(fēng)機(jī)等）連接。穩(wěn)壓DC100V系統(tǒng)向車輛的控制電源、車廂照明、蓄電池等供電。 1.3輔助電源系統(tǒng)輔助電源由輔助電源裝置（APU）和輔助整流器（ARf）兩個(gè)裝置組成。輸入斬波器:輸入濾波器一般安

6、裝在電源與變頻器輸入電源線之間，主要用于對要求較高的場合，防止變頻器工作時(shí)，對電網(wǎng)和其它設(shè)備產(chǎn)生的干擾。直流斬波器:直流斬波器利用功率組件對固定電壓之電源做適當(dāng)之切割以達(dá)成負(fù)載端電壓改變之目的。逆變器:逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。輸出濾波器，輸出濾波器安裝于變頻器的電力輸出線與電機(jī)之間，用于濾除變頻器輸出電流中的高次諧波，從而降低電機(jī)溫升及電機(jī)運(yùn)行噪音，達(dá)到保護(hù)電機(jī)，提高變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)。蓄電池:電池是將化學(xué)能變?yōu)殡娔艿墓ぞ摺５诙拢篊RH2動(dòng)車組輔助供電系統(tǒng)設(shè)備與容量 動(dòng)車組上設(shè)AC220V電源插座，不設(shè)DC24V及DC3

7、6V的插座。輔助電源裝置的輸出滿足JIS E 6402。全列共設(shè)3組蓄電池，蓄電池組容量可維持應(yīng)急用電量兩小時(shí)。運(yùn)行過程中，蓄電池組可在線路上充電。2.1輔助供電冗余型在動(dòng)車組上安裝2臺牽引變壓器，其輔助繞組輸出的AC400V電壓分別供電給4節(jié)車廂。當(dāng)一臺牽引變壓器故障時(shí)，為了使另一臺正常運(yùn)轉(zhuǎn)，牽引變壓器能夠通過輔助繞組向8節(jié)車廂供電，設(shè)置了用于切換的輔助繞組電源感應(yīng)回路。當(dāng)輔助繞組電源切換后，空調(diào)裝置半功率運(yùn)行。輔助電源裝置的輸出容量的設(shè)計(jì)能夠在故障時(shí)用一臺正常運(yùn)轉(zhuǎn)的輔助電源裝置，向整列車供電。因此，當(dāng)一臺輔助電源裝置故障時(shí)無需減少負(fù)荷2.2輔助用電設(shè)備輸出參數(shù)輸入輸入1輸入2輸入3輸入4輸

8、入5AC400VDC100V±10%單相AC100V±10%，50Hz單相AC220V±10%，50Hz三相AC400V±10%，50Hz單相AC59V-126v，50Hz116KW12KVA11.3KVA123KVA23KVA2.3蓄電池 2.3.1蓄電池的分類根據(jù)電極和電解液所用物質(zhì)的不同，蓄電池一般分為酸性蓄電池和堿性蓄電池。酸性蓄電池的電解液是濃度為2737%的硫酸（H2SO4）水溶液，即稀硫酸，硫酸是酸性化合物。酸性蓄電池正極板的活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負(fù)極板的活性物質(zhì)是絨狀鉛（Pb），所以酸性蓄電池又叫做鉛蓄電池。堿性蓄電池的電解是濃

9、度為20%的氫氧化鉀（KOH）水溶液，氫氧化鉀是堿性化合物。在堿性蓄電池中，用氟氧化鎳Ni（OH）3做正極板，用鐵（Fe）做負(fù)極板的叫做鐵鎳蓄電池；用鎘（Cd）做負(fù)極板的叫做鎘鎳蓄電池。動(dòng)車組主要采用鎘鎳蓄電池。2.3.2蓄電池的基本名詞 1.額定容量 ：蓄電池從額定電壓放電到終止電壓所提供的電能，一般用Ah表示。額定容量 （Ah）放電電流(A)×放電時(shí)間(h)2.放電率 ：蓄電池在一定電流下，放電所能持續(xù)的時(shí)間稱放電率。1小時(shí)率以下為高放電率，用字母“G”表示；15小時(shí)率（包括1小時(shí)）為中放電率，用字母“Z”表示；5小時(shí)率以上（包括5小時(shí)率）為低放電率，不用字母表示。3.放電最終電

10、壓 ：蓄電池應(yīng)停止放電，進(jìn)行充電的電壓為最終電壓。TG型蓄電池一般為1.75V。4.影響蓄電池容量的因素 ：蓄電池是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，因此，電池容量取決于電極里所含活性物質(zhì)的量。一般放電電流越大，電池容量越小。2.3.3堿性蓄電池的命名 單體（每只）蓄電池，其型號僅由系列（構(gòu)成正負(fù)極板的材料代號）和容量組成。比如TN500堿性蓄電池，“T”是負(fù)極板材料鐵的代號（取其漢語拼音第一個(gè)字母，下同），“N”是正極板材料鎳的代號，500表示其容量為500安時(shí)（AN）。XYZ5堿性蓄電池，“X”是負(fù)極板材料鋅的代號，“Y”是正極板材料銀的代號，“Z”代表中放電率，5表示其容量為5安時(shí)。GNYG40m堿

11、性蓄電池，第一個(gè)“G”是負(fù)極板材料鎘的代號，“N”是正極板材料鎳的代號；“Y”代表圓形密封結(jié)構(gòu)，第四個(gè)字母“G”代表高放電率，“40m”表示其容量為40毫安時(shí)（mAH）。幾個(gè)單體蓄電池串聯(lián)組成蓄電池組，由其型號前面再加上第一部分串聯(lián)個(gè)數(shù)組成。 比如2XYG200堿性蓄電池組，“2”代表2個(gè)電池串聯(lián)，“X”是負(fù)極板材料鋅的代號，“Y”是正極板材料銀的代號，“G”代表高放電率，200表示其容量為200安時(shí)。10GNH60堿性蓄電池組，“10”代表10個(gè)電池串聯(lián)，“G”是負(fù)極板材料鎘的代號，“N”是正極材料鎳的代號，“H”代表蓄電池組外殼是活動(dòng)蓋的，60表示其容量為60安時(shí)。2.3.4鎘鎳蓄電池的工

12、作原理與運(yùn)用從上述化學(xué)反應(yīng)式可以看出，電解液只作為電流的傳導(dǎo)體，其濃度不發(fā)生變化；因此對于鎘鎳蓄電池不能依據(jù)電解液的比重來判斷電池充放電的程度，所有應(yīng)該根據(jù)電壓的變化來判斷充放電的程度。新蓄電池安裝前的檢查與連接 ：蓄電池外殼應(yīng)無裂紋、損傷、漏液等現(xiàn)象。電池的正負(fù)極性必須正確，殼內(nèi)部件應(yīng)齊全無損傷，有孔氣塞通氣性能應(yīng)良好。連接條、螺栓及螺母應(yīng)齊全，并無銹蝕。帶電解液的蓄電池，其液面高度應(yīng)在兩液面線之間。第三章：CRH2型動(dòng)車組輔助電源裝置(APU)輔助電源裝置（APU）由APU輸入輔助整流器、PWM三相輸出逆變器、逆變器輸出變壓器、CVCF輸出變壓器、輔助變壓器等構(gòu)成。APU的輸入電源是牽引變

13、壓器輔助繞組輸出的AC400V，通過可控硅混合電橋變換成為直流電。該直流電通過PWM三相逆變器變換成為交流電，通過逆變器輸出變壓器提供AC400V三相50Hz電源。CVCF輸出變壓器將AC400V三相電源變換成單相AC220V、AC100V的穩(wěn)壓電源。 輔助變壓器將牽引變壓器輔助繞組的AC400變換成另一單相AC100V電源。動(dòng)作說明：供給控制電壓后對CPU 進(jìn)行初始化并接通ACK1。脈沖整流器輸入電壓在250V 以上時(shí)作為架線電壓確立、接通逆變器接觸器IVK2、通過充電電阻對濾波電容器進(jìn)行預(yù)充電。然后接通IVK2，接通IVK1、不用充電電阻對濾波電容器進(jìn)行直接充電。接通IVK1，后斷開IVK

14、2、接通脈沖整流器的閘控。3.1 DC100V系統(tǒng)輔助整流器箱使用整流器變壓器將APU的400V三相電壓輸出變壓后，通過三相全波整流器，輸出DC100V。向車輛的控制電源、車廂照明、蓄電池、插座、服務(wù)設(shè)備等供電。 102線系統(tǒng)由蓄電池提供的電源隨時(shí)成為接通的使用狀態(tài)，為輔助電動(dòng)空氣壓縮機(jī)、受電弓及真空斷路器（VCB）等與行車相關(guān)設(shè)備提供電源。103線系統(tǒng) 就列車編組的貫通而言，在VCB接通前，各車使用備用電源（蓄電池）。VCB接通后，輔助電源的輸出線101線（103線的場合是經(jīng)過輔助整流器接觸器（ArfK）提供電源。就列車編組的貫通而言，在VCB接通前，各車使用備用電源（蓄電池）。VCB接通后

15、，輔助電源的輸出線101線（103線的場合是經(jīng)過輔助整流器接觸器（ArfK）提供電源。 103B線系統(tǒng)在由102線及103線兩者提供電源的電路中，通常是由103線供電。在接觸網(wǎng)停電時(shí)，進(jìn)行切換備用燈的操作，將備用電源接入，為兩頭車的標(biāo)志燈、回轉(zhuǎn)接觸電源、廣播設(shè)備、備用燈等提供電源115線系統(tǒng)電池的充電電路確立后施加電壓。它以輔助電源裝置的直流輸出為重要條件。其過程是：用作輔助電源裝置的直流輸出的繼電器（ARfKR）動(dòng)作，114線接通導(dǎo)致M2車的蓄電池接觸器2（BAtK2R）勵(lì)磁通過BAtK2R的動(dòng)作，致使M2車的BAtK2R勵(lì)磁通過來自103線的電源115線接通。它是用作客房燈、自動(dòng)門、空調(diào)及輔助旋轉(zhuǎn)機(jī)器控制等服務(wù)設(shè)施的電源。 致 謝通過本次論文的制作，我從中學(xué)到不少東西，首先是word軟件的應(yīng)用， 其次是我回顧篩選整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)的專業(yè)知識，開始不知如何下手，因?yàn)橛泻芏鄸|西我并沒有系統(tǒng)的總結(jié)過，在同學(xué)和老師的幫助下我不在懼怕，通過這次認(rèn)認(rèn)真真查找有關(guān)資料