CRH380CL型高速動(dòng)車組牽引冷卻系統(tǒng)

王華偉

[摘 要]本文介紹了CRH380CL型高速動(dòng)車組牽引冷卻系統(tǒng)的基本組成和主要技術(shù)參數(shù)，闡述了牽引冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制方法，最后通過(guò)試驗(yàn)對(duì)牽引冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。

[關(guān)鍵詞]CRH380CL型高速動(dòng)車組；牽引變流器；牽引冷卻系統(tǒng)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.24.054

[中圖分類號(hào)]U26 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2016）24-00-02

0 引 言

CRH380CL型高速動(dòng)車組是為我國(guó)時(shí)速300 km/h等級(jí)的高速鐵路設(shè)計(jì)的車型。該動(dòng)車組以CRH380BL型高速動(dòng)車組為基礎(chǔ)，在保持編組及車體結(jié)構(gòu)基本不變的前提下，最高設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)時(shí)速由350 km/h提高到380 km/h，牽引系統(tǒng)的容量增大，牽引冷卻系統(tǒng)的相應(yīng)容量也應(yīng)增大。CRH380CL型高速動(dòng)車組車下部件的結(jié)構(gòu)及吊裝與CRH380BL型高速動(dòng)車組保持基本一致，而且車外噪聲限值也要保持一致，這對(duì)牽引冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

1 牽引冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 牽引冷卻系統(tǒng)組成

牽引系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)主要包括牽引變流器冷卻系統(tǒng)和牽引電機(jī)冷卻系統(tǒng)。

1.1.1 牽引變流器冷卻系統(tǒng)

CRH380CL型動(dòng)車組為16輛編組，由8個(gè)動(dòng)車和8個(gè)拖車組成，8個(gè)動(dòng)車各裝有一個(gè)牽引變流器。牽引變流器冷卻系統(tǒng)采用沸騰冷卻強(qiáng)迫通風(fēng)的方式，功率模塊（IGBT）采用沸騰式冷卻，并通過(guò)冷卻風(fēng)扇對(duì)散熱片進(jìn)行通風(fēng)冷卻。如圖1所示。

每個(gè)牽引變流器配置了3個(gè)交流440 V冷卻風(fēng)機(jī)，其中2個(gè)冷卻風(fēng)機(jī)對(duì)牽引變流器的整流器進(jìn)行冷卻，1個(gè)冷卻風(fēng)機(jī)對(duì)逆變器進(jìn)行冷卻，參數(shù)見(jiàn)表1。

1.1.2 牽引電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

牽引電機(jī)由冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫通風(fēng)，冷卻風(fēng)機(jī)的電機(jī)為雙速電機(jī)，以適應(yīng)牽引電機(jī)在不同情況下對(duì)冷卻風(fēng)量的需求。一個(gè)冷卻風(fēng)機(jī)對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)向架上的兩臺(tái)牽引電機(jī)進(jìn)行冷卻，參數(shù)見(jiàn)表2。

牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)帶有配套的空氣過(guò)濾器，安裝在動(dòng)車組車下區(qū)域的裙板內(nèi)，冷卻風(fēng)機(jī)從側(cè)裙板吸入必要的冷卻空氣并把這些冷卻空氣傳送到安裝在車體地板的風(fēng)道，空氣通過(guò)此風(fēng)道再經(jīng)軟風(fēng)道傳到牽引電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端，最后從電機(jī)驅(qū)動(dòng)端排出。

1.2 牽引冷卻系統(tǒng)控制

1.2.1 牽引變流器冷卻風(fēng)機(jī)控制

牽引變流器冷卻風(fēng)機(jī)由牽引變流器和列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)共同控制。牽引變流器通過(guò)安裝在內(nèi)部的若干個(gè)溫度傳感器監(jiān)測(cè)變流器內(nèi)部的功率模塊的溫度，變流器的控制單元通過(guò)判斷功率模塊的溫度、列車速度及變流器工作模式等條件向列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)發(fā)出開(kāi)啟冷卻風(fēng)機(jī)的指令；列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在無(wú)故障的情況下，根據(jù)牽引變流器發(fā)出的冷卻風(fēng)機(jī)啟動(dòng)指令，并對(duì)中壓供電及負(fù)載管理信號(hào)、冷卻風(fēng)機(jī)空開(kāi)和接觸器狀態(tài)等條件進(jìn)行邏輯判斷，最終發(fā)出牽引變流器冷卻風(fēng)機(jī)啟動(dòng)指令；在列車網(wǎng)絡(luò)發(fā)生通訊故障時(shí)，在特定條件下，單車的網(wǎng)絡(luò)控制器將會(huì)發(fā)出冷卻風(fēng)機(jī)強(qiáng)制啟動(dòng)的信號(hào)。

1.2.2 牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)控制

牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)有兩種工作模式：高速和低速。在保證牽引電機(jī)冷卻的前提下，根據(jù)不同的情況，牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行高低速的切換，以滿足在動(dòng)車組各種運(yùn)行條件下的噪聲及冷卻要求。牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)在對(duì)牽引電機(jī)進(jìn)行冷卻時(shí)，除了要提供冷卻所需的風(fēng)量，還要考慮動(dòng)車組的運(yùn)行狀態(tài)。在列車進(jìn)站或停車時(shí)為了降低動(dòng)車組的噪聲，牽引電機(jī)在滿足溫度限制的條件下需要進(jìn)入低速模式，以降低噪聲。

牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)也由牽引變流器和列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)共同控制。列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在無(wú)故障的情況下，根據(jù)牽引變流器發(fā)出的逆變器工作信號(hào)，對(duì)牽引電機(jī)溫度、列車速度、中壓供電及負(fù)載管理信號(hào)、冷卻風(fēng)機(jī)空開(kāi)和接觸器狀態(tài)等條件進(jìn)行邏輯判斷，最終發(fā)出牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)啟動(dòng)指令；在列車網(wǎng)絡(luò)發(fā)生通訊故障時(shí)，在特定條件下，單車的網(wǎng)絡(luò)控制器將會(huì)發(fā)出牽引冷卻風(fēng)機(jī)高速?gòu)?qiáng)制啟動(dòng)的信號(hào)。

2 牽引冷卻系統(tǒng)試驗(yàn)

牽引變流器裝配完成后進(jìn)行了試驗(yàn)。列車在高速時(shí)列車表面負(fù)壓增大，在進(jìn)行牽引變流器的地面溫升試驗(yàn)時(shí)，為模擬列車在高速時(shí)的進(jìn)風(fēng)量，堵塞了60%的濾網(wǎng)，其試驗(yàn)結(jié)果能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。

牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)完成技術(shù)規(guī)范規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目并合格后，與實(shí)際動(dòng)車組使用的風(fēng)道組合進(jìn)行地面組合試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果滿足動(dòng)車組運(yùn)用的需求。圖2為牽引電機(jī)冷卻系統(tǒng)地面試驗(yàn)系統(tǒng)圖。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文主要介紹了CRH380CL型高速動(dòng)車組的牽引冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)。2011年5月到2011年12月，CRH380CL型高速動(dòng)車組在鐵道科學(xué)研究院的環(huán)形鐵道線進(jìn)行了整車試驗(yàn)。期間，在夏季的高溫環(huán)境下，進(jìn)行了200 km/h以下速度等級(jí)的整車試驗(yàn)。目前，CRH380CL型高速動(dòng)車組已經(jīng)完成了30萬(wàn)千米的運(yùn)營(yíng)考核試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中，牽引冷卻系統(tǒng)性能良好，列車從未發(fā)生因牽引冷卻系統(tǒng)引起的故障，試驗(yàn)結(jié)果表明，牽引冷卻系統(tǒng)完全滿足了設(shè)計(jì)的要求。

主要參考文獻(xiàn)

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