CRH2A型動(dòng)車(chē)組牽引系統(tǒng)工作原理及故障處理

摘 要：本文對(duì)CRH2A型動(dòng)車(chē)組在載客運(yùn)營(yíng)及檢修作業(yè)中牽引系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行概述，首先介紹了工作原理及牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)關(guān)鍵部件，最后對(duì)CRH2A型動(dòng)車(chē)組牽引系統(tǒng)牽引電機(jī)溫度高故障處理進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：牽引系統(tǒng)；牽引電機(jī)；牽引變壓器；牽引變流器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.053

1 關(guān)于CRH2A型動(dòng)車(chē)組牽引系統(tǒng)組成簡(jiǎn)介

1.1 牽引系統(tǒng)概述

動(dòng)車(chē)組分為 2 個(gè)動(dòng)力單元：M1+M2，M3+M4。動(dòng)車(chē)組要求的弓網(wǎng)電壓為 25kV、50Hz 的單相交流電，由受電弓從接觸網(wǎng)受電、通過(guò) VCB 與牽引變壓器 1 次側(cè)繞組連接。每個(gè)動(dòng)力單元車(chē)中各設(shè)一臺(tái)牽引變壓器、兩臺(tái)牽引變流裝置及八臺(tái)牽引電機(jī)。牽引變流裝置牽引運(yùn)行時(shí)向牽引電動(dòng)機(jī)供電，制動(dòng)時(shí)將制動(dòng)再生電能反饋回電網(wǎng)，在牽引及再生制動(dòng)時(shí)向主電動(dòng)機(jī)供應(yīng)電力和制動(dòng)時(shí)電力再生控制之外且具有保護(hù)功能。牽引電動(dòng)機(jī)使用 3 相鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，軸端安裝有速度傳感器，檢測(cè)轉(zhuǎn)子頻率，并將信息反饋給牽引變換裝置、制動(dòng)控制器 。

1.2 牽引系統(tǒng)關(guān)鍵部件簡(jiǎn)述

1.2.1 牽引變壓器

CRH2A型動(dòng)車(chē)組牽引變壓器具有2 次繞組為2個(gè)獨(dú)立繞組，每個(gè)繞組與一臺(tái)牽引變流裝置連接，使 2 次繞組具有高電抗和弱藕合性，確保牽引變換裝置具有穩(wěn)定運(yùn)行的特性。另外，為對(duì)應(yīng)于每個(gè) 2 次繞組的增容，1 次繞組配置了 2 個(gè)并聯(lián)結(jié)構(gòu)的線圈；為了減輕重量，1 次，2 次線圈采用了鋁質(zhì)線圈；1 次繞組接地側(cè)、2 次繞組側(cè)及 3 次繞組側(cè)的絕緣套管采用了耐熱環(huán)氧樹(shù)脂將11 根銅質(zhì)中心導(dǎo)線注塑一體成形的端子板。相對(duì)于 3 次繞組側(cè)的一端子使用并引出了 2 根中心導(dǎo)線的特點(diǎn)。3次繞組對(duì)應(yīng)的電壓、電流及容量值如下表：

CRH2A型動(dòng)車(chē)組牽引變壓器具有殼式變壓器結(jié)構(gòu)，油箱分為上下兩個(gè)部分。油枕與主體箱通過(guò)連接孔與主體箱內(nèi)的油流通，油充填在波紋管的外側(cè)，波紋管的內(nèi)側(cè)與大氣相通。1 次繞組高壓側(cè)絕緣套管采用耐熱環(huán)氧樹(shù)脂注塑成一體形絕緣套管，在變壓器主體的前方橫向引出，與相鄰的高壓設(shè)備箱內(nèi)的斷路器相連。1 次繞組接地側(cè)、2 次繞組側(cè)、3 次繞組側(cè)的各端均為成一體形注塑形端子板，在側(cè)面引出。

1.2.2 牽引變流裝置

CRH2A型動(dòng)車(chē)組牽引變流裝置用于控制 4 臺(tái)牽引電機(jī)的電源。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，整流器、直流中間電路、逆變器、真空交流接觸器等的主電路機(jī)器、無(wú)觸點(diǎn)控制裝置、控制電源等控制電路器具均安置在一個(gè)箱體內(nèi)的一箱體構(gòu)造，從而縮小了安裝空間。牽引變流器裝置安裝在 2、3、6、7 號(hào)車(chē)的底盤(pán)下。另外，雖然一部分內(nèi)部裝置各自使用了獨(dú)特的形式，但每個(gè)單元均在結(jié)構(gòu)和控制方面確保其互換性。牽引變流裝置由單相交流變?yōu)橹绷麟娏Φ恼髌鞑糠趾椭绷麟娏髯優(yōu)?3 相交流的逆變器部分、吸收電壓波動(dòng)獲得直流定壓的直流電壓電路（濾波電容器）部分構(gòu)成。作為主電路的半導(dǎo)體元器件由于采用了能高速開(kāi)閉的 IGBT 或 IPM，能減小交流電壓波形的失真，由此降低了牽引電機(jī)、牽引變壓器的電磁噪聲，因而減少了轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。

2 CRH2A型動(dòng)車(chē)組牽引系統(tǒng)典型故障案例及處置

CRH2A型動(dòng)車(chē)組在運(yùn)行中會(huì)發(fā)生牽引電機(jī)溫度高故障，現(xiàn)在我們就對(duì)該故障的處置進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

（1）在MON屏一般模式下，查看故障一欄、配電盤(pán)信息、切除狀態(tài)界面，確認(rèn)故障車(chē)輛信息；檢修模式下，查看故障記錄，確認(rèn)故障詳細(xì)信息。

（2）下載TBDR/DRWTD數(shù)據(jù)，分析故障時(shí)刻車(chē)輛的運(yùn)行工況；下載軸溫實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的車(chē)輛實(shí)時(shí)軸溫?cái)?shù)據(jù)，查看故障時(shí)刻數(shù)據(jù)有無(wú)異常。

（3）檢查【牽引電機(jī)溫度高報(bào)警】斷路器狀態(tài)，分別閉合、斷開(kāi)【牽引電機(jī)溫度高報(bào)警】斷路器，用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量斷路器進(jìn)出線電壓，并查看“MON屏--配電盤(pán)信息界面--電氣設(shè)備--牽引電機(jī)溫度高”有無(wú)變紅；若“MON屏--配電盤(pán)信息界面--電氣設(shè)備--牽引電機(jī)溫度高”一直變紅，斷開(kāi)【牽引電機(jī)溫度高報(bào)警】斷路器（暫不閉合），檢查組合配電柜內(nèi)MMThR繼電器插接狀態(tài)，拔下MMThR繼電器（用萬(wàn)用表測(cè)量MMThR繼電器4、5針導(dǎo)通情況，暫不恢復(fù)），查看“MON屏--配電盤(pán)信息界面--電氣設(shè)備--牽引電機(jī)溫度高”是否變白。以此首先判斷是否為終端方面出現(xiàn)問(wèn)題。

（4）檢查【牽引電機(jī)送風(fēng)1】【牽引電機(jī)送風(fēng)2】馬達(dá)啟動(dòng)器狀態(tài)，并測(cè)試其功能有無(wú)異常。

（5）檢查四個(gè)軸的軸溫連接器固定情況，拔下四個(gè)軸的12芯軸溫連接器，檢查連接器插針狀態(tài)；重點(diǎn)檢查針腳狀態(tài)，有無(wú)縮針、彎針、電蝕等異常情況。用低電阻測(cè)量?jī)x分別測(cè)量每個(gè)連接器的3-4針阻值（標(biāo)準(zhǔn)≤200mΩ），用絕緣測(cè)試儀測(cè)量每個(gè)針的絕緣值（標(biāo)準(zhǔn)≥10MΩ），測(cè)量時(shí)注意適當(dāng)晃動(dòng)端子匯接處、牽引電機(jī)繼電器線纜根部；若出現(xiàn)阻值、絕緣值異常，則拆解牽引電機(jī)溫度繼電器端子匯接處，從匯接處直接測(cè)量牽引電機(jī)溫度繼電器阻值（標(biāo)準(zhǔn)≤40mΩ）、絕緣值（標(biāo)準(zhǔn)≥10MΩ）。

（6）牽引電機(jī)溫度繼電器故障，更換牽引電機(jī)溫度繼電器；端子匯接不良，重新匯接；終端方面問(wèn)題，更換終端相關(guān)板卡。

（7）更換完故障部件后，庫(kù)內(nèi)車(chē)輛通高壓，車(chē)輛無(wú)故障報(bào)出，“MON屏--配電盤(pán)信息界面--電氣設(shè)備--牽引電機(jī)溫度高”為白色。

3 總結(jié)

本論文通過(guò)對(duì)CRH2A型動(dòng)車(chē)組牽引系統(tǒng)進(jìn)行介紹，通過(guò)邏輯控制理論、關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)原理及實(shí)際應(yīng)用故障處理情況，突出了牽引系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)，也對(duì)牽引系統(tǒng)日常運(yùn)營(yíng)中發(fā)生的牽引電機(jī)溫度高故障，如何處理進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)描述，使得人們對(duì)CRH2A型動(dòng)車(chē)組牽引系統(tǒng)有了更深刻的理解。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃濟(jì)榮.電力牽引交流傳動(dòng)與控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998.

[2]劉建強(qiáng)，鄭瓊林，郭超勇等.高速動(dòng)車(chē)組牽引變流器熱容量[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2011（10）.

作者簡(jiǎn)介：李瀟天（1992-），男，山東青島人，本科，助理工程師。