30吨轴重HXD2F型机车电传动系统

发布时间:2015-10-23 来源: 浏览次数:2017
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1、系统用途与组成

30吨轴重HXD2F型机车电传动系统为国内最大轴重、大功率交流电传动系统,采用AC-DC-AC(交-直-交)变流技术实现对机车的牵引特性和制动特性控制,能够满足国内大功率交流传动电力机车性能要求,是具有异运行性能和显著节能效果的大功率交流电传动系统。30吨轴重HXD2F型机车电传动系统主要包括牵引系统、辅助系统及微机网络控制系统(TCMS)等。

 

30吨轴重HXD2F型机车辅助系统主要由辅助变流器、辅助滤波器、充电机和辅助负载等构成。辅助系统从牵引变流器的中间直流回路取电,逆变成三相交流电经过辅助变压器和滤波器或通过先斩波再逆变滤波的方式向辅助设备供电。

30吨轴重HXD2F型机车微机网络控制系统(TCMS)采用基于IEC61375-1标准的TCN总线,由列车总线WTB和车辆总线MVB二级总线组成,是实现机车的控制、监视和诊断的车载微机控制系统。TCMS网络控制系统主要包括中央处理单元MPU、 WTB/MVB网关GW、远程输入输出单元RIOM以及司机显示单元DDU组成。

 

2、主要技术参数

系统等级

2800V中间电压

额定网压

25kV/50Hz,单相交流

网压允许波动范围

17.5kV~ 31kV

机车功率发挥基本要求

见说明书

机车轮周牵引功率( 持续制)

≥ 9600 kW

机车轮周再生制动功率( 持续制)

≥ 9600 kW

机车最高运营速度

100 km/h

最高试验速度

110 km/h

机车起动牵引力

27t轴重时 ≥ 820 kN

30t轴重时 ≥ 910 kN

机车持续制牵引力

27 t轴重时 ≥ 628 kN

30t 轴重时 ≥ 691 kN

恒功率速度范围

牵引:

55~ 100 km/h(27t轴重)

50~ 100 km/h (30t轴重)

再生制动:

67.7~ 100 km/h(27t轴重)

67.7~ 100 km/h (30t轴重)

最大再生制动力

27 t轴重时 ≥ 510 kN

30t 轴重时 ≥ 510 kN

等效干扰电流( Jp)

≤ 1.5A

机车总效率

≥ 0.85

功率因数(λ)

≥ 0.98

 

系统等级

中间电压DC1800V

应用项目

HXD2F

额定输入电压

950V

额定输入电流

1692A

中间电压

DC1800V

输出电压

0-1391V/3p

额定输出电流

590A

输出频率

0- 84.2Hz

四象限模块IGBT

3.3kV /1500A

逆变模块IGBT

3.3kV /1500A

 

 

HXD2F型电力机车

牵引变流器(YGZN2Q239A)

额定输入电压:950V

额定输入电流:1692A

输出电压:0-1391V/3p

输出电流:590A

 

牵引电机(YJ245A)

额定功率:               1226kW;

额定电压:               1391V;

额定电流:               590A;

额定转速:               1499r/min;

额定频率:               42.5Hz;

安装方式:               滚抱结构

 

 

牵引电机(YJ245A)

 

YQM26Q30A牵引四象限功率模块

IGBT参数              3300V/1500A

额定输入电压          AC950V

额定输入电流          AC1692A(rms)

额定输出电压          DC1800V

IGBT工作频率          ≤550Hz

 

YQM26Q31A牵引四象限+斩波功率模块

IGBT参数              3300V/1500A

额定输入电压          AC950V

额定输入电流          AC1692 A(rms)

额定输出电压          DC1800V

IGBT工作频率          ≤550Hz

 

YQM26Q32A牵引逆变功率模块

IGBT参数             3300V/1500A

额定输出电压          AC0~1391V

额定输出电流          AC590A

IGBT工作频率         ≤550Hz

额定输出频率          76Hz

牵引功率模块

 

 

微机网络控制系统(TCMS)

 

 

微机网络控制系统(TCMS)

机车WTB总线设备数目

2

机车MVB总线设备数目

18

WTB总线传输速率

1Mbps

WTB总线传输距离

最大860m

WTB基本周期

25ms

MVB总线传输速率

1.5Mbps

MVB总线传输距离

最大200m(无中继情况)

MVB基本周期

1ms

WTB总线负载率

25%

MVB总线负载率

30%

 

 

3、主要技术特点

  • 30吨轴重HXD2F型机车机车电传动系统及核心关键部件具有完全自主常识产权。
  •  牵引系统和辅助变流系统的研制充分考虑与既有HXD系列机车实现部件简统互换和核心关键部件完全自主化的要求,可实现主变流器、冷却系统独立轴控水冷或架控水冷等方式的灵活组合,以满足用户和线路的各种工况的需求。
  •  牵引和辅助控制单元(TCU&ACU)的研制采用消化吸取和自主开发相结合的方式。硬件系统在引进的基础上结合最新技术进行了替换和升级,App系统完全自主研发,掌握了机车牵引和辅助变流控制关键核心技术。控制性能通过了试验和运用的验证,部分性能指标达到同类产品先进水平。
  • 牵引变流器采用模块化设计,功率模块水路连接采用易于拆、装的快速连接方式,有利于变流器的维护;
  • 功率模块采用双面水冷散热技术,具有较高的散热效率。
  • 微机网络控制系统(TCMS)的研发采用国际标准,掌握核心App,自主开发WTB/MVB网关,打破国外技术封锁和垄断。自主开发MVB/HDLC网关,实现MVB和HDLC总线的协议转换的自主化,多种机车网络控制总线应用,首次实现了南北车微机网络控制系统的互联互通。
  • 电机为滚抱安装结构,单端薄膜联轴节输出;定子采用全叠片无机座结构,以减轻重量和改善散热;转子采用坚固的鼠笼式结构,并增加护环,用以提高转子的强度和可靠性;电机为单轴承结构,非驱动端侧安装无轴向定位的圆柱滚子轴承, 在非传动端端盖处设有注油口和注油标牌;
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