HXD2C型机车电传动系统(7200KW)

发布时间:2015-10-23 来源: 浏览次数:2814
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1、系统用途与组成

HXD2C型机车电传动系统为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。HXD2C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。

牵引系统是交流传动电力机车的重要组成部分,由受电弓、高压电器、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机等构成,其核心就是牵引变流器和异步牵引电动机。电力机车牵引系统的安全可靠工作直接决定了整个机车系统安全、可靠、正常的运行。牵引系统为大功率交流传动牵引系统,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。

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。

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)

≥ 7200 kW

机车轮周再生制动功率( 持续制)

≥ 7200 kW

机车最高运营速度

120 km/h

最高试验速度

132 km/h

机车起动牵引力

23t 轴重时 ≥ 520 kN

25t 轴重时 ≥ 570 kN

机车持续制牵引力

23t 轴重时 ≥ 370 kN

25t 轴重时 ≥ 400 kN

恒功率速度范围

牵引:

70~ 120 km/h(23t轴重)

65~ 120 km/h (25t轴重)

再生制动:

70~ 120 km/h(23t轴重)

65~ 120 km/h (25t轴重)

最大再生制动力

≥ 370 kN (23t轴重)

≥ 400 kN  (25t轴重)

等效干扰电流( Jp)

≤ 2.5A

机车总效率

≥ 0.85

功率因数(λ)

≥ 0.98

 

系统等级

中间电压DC2800V

应用项目

HXD2C

额定输入电压

1471V

额定输入电流

1394A×2

中间电压

DC2800V

输出电压

0-2150V/3p

额定输出电流

390A

输出频率

0- 120Hz

四象限模块IGBT

4.5kV /1200A

逆变模块IGBT

4.5kV /900A

 

 

 

HXD2C型电力机车

 

牵引变流器(YGZN2Q234)

牵引变流器:

额定输入电压:1471V

额定输入电流:1394A×2

输出电压:0-2150V/3p

输出电流:390A

辅助变流器

额定输入电压:DC2800V

标称容量:230kVA

CVCF输出电压:三相四线 AC 380V/50Hz

VVVF输出电压:三相四线 AC0-380V

VVVF输出频率:0.2~50Hz

 

 

                          

牵引-辅助变流器(YGZN2Q234)

 

 

牵引电机(YJ170A2)

额定功率:               1250kW;

额定电压:               2150V;

额定电流:               380A;

额定转速:               1499r/min;

额定频率:               50.6Hz;

安装方式:               滚抱结构

 

牵引电机(YJ170A2)

 

 

YQM26Q22牵引四象限功率模块

IGBT电压等级                     4500V

IGBT工作频率                    450Hz

额定输入电压                     AC 1471V

额定输入电流                     AC 1420A

网压22.5KV时输入电流            AC 1577A

限流值                           AC 2900A

额定输出电压                     DC 2800V

每个桥臂IGBT并联数              2

IGBT数量及冷却方式              4个/水冷

正常工作环境温度                 -25℃~40℃

 

YQM26Q23牵引四象限+斩波功率模块

IGBT电压等级                     4500V

IGBT工作频率                    450Hz

额定输入电压                     AC 1471V

额定输入电流                     AC 1420A

网压22.5KV时输入电流            AC 1577A

限流值                           AC 2900A

额定输出电压                     DC 2800V

每个桥臂IGBT并联数              2

IGBT数量及冷却方式              5个/水冷

正常工作环境温度                 -25℃~40℃

 

YQM26Q24牵引逆变功率模块

IGBT电压等级                       4500V

IGBT工作频率                      550Hz

额定输入电压                       DC 2800V

额定输出电压                       AC2150V

额定输出电流                       390Arms

最大电流                           520Arms

限流值                             AC 1000A

IGBT数量及冷却方式                6个/水冷

正常工作环境温度                   -25℃~40℃

 

YQM26Q25辅助逆变功率模块

IGBT电压等级               4500V

额定输入电压               DC2800V

额定输出电压               AC1295V/50Hz/3P

额定输出电流               105A(rms)

最大输出电流               200A(rms)

冷却方式                   强迫水冷

更换时间                   ≤30min

开关频率:         1000Hz

 

YQM26Q22A牵引四象限功率模块

IGBT电压等级                     4500V

IGBT工作频率                    450Hz

额定输入电压                     AC 1471V

额定输入电流                     AC 1420A

网压22.5KV时输入电流            AC 1577A

限流值                           AC 2900A

额定输出电压                     DC 2800V

每个桥臂IGBT并联数              2

IGBT数量及冷却方式              4个/水冷

正常工作环境温度                 -25℃~40℃

 

YQM26Q23A牵引四象限+斩波功率模块

IGBT电压等级                     4500V

IGBT工作频率                    450Hz

额定输入电压                     AC 1471V

额定输入电流                     AC 1420A

网压22.5KV时输入电流            AC 1577A

限流值                           AC 2900A

额定输出电压                     DC 2800V

每个桥臂IGBT并联数              2

IGBT数量及冷却方式              5个/水冷

正常工作环境温度                 -25℃~40℃

 

YQM26Q24A牵引逆变功率模块

IGBT电压等级                       4500V

IGBT工作频率                      550Hz

额定输入电压                       DC 2800V

额定输出电压                       AC2150V

额定输出电流                       390Arms

最大电流                           520Arms

限流值                             AC 1000A

IGBT数量及冷却方式                6个/水冷

正常工作环境温度                   -25℃~40℃

牵引功率模块

 

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%

 

 

微机网络控制系统(TCMS)

 

3、主要技术特点

  • 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,可实现主辅分体或一体化、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
  • 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,此网关已应用于“”与东芝牵引装置通信,并替代HXD3系列制动单元与微机网络通信进口网关装置。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。

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