CRH6A型动车组维护说明书第9章控制及辅助供电系统.docx
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CRH6A型动车组维护说明书第9章控制及辅助供电系统
CRH6A型动车组维护说明书-第9章-控制及辅助供电系统
第9章
控制及辅助供电系统
修订记录
序号
修改标题
修改内容
编制\审核
日期
备注
1
初版发行
高超绪\陈争
2017.4
2
3
9.1概述
本章主要时速200公里城际动车组(统型)的牵引/制动控制、辅助供电系统等内容,主要包括:
牵引控制器、制动控制器、辅助通风机、辅助电源装置、电气连接器、蓄电池、开关、配电盘、断路器盘、接地开关、照明装置、过分相检测系统、插座及单相逆变电源、电加热装置、车外温度采集系统等。
9.2牵引控制器
9.2.1概要
该控制器是用来操纵动车组车辆运行的主控制器,是通过控制电路的低压电器间接控制主电路的电气设备。
9.2.2主要技术参数
9.2.2.1触头S847W2A2b额定电压:
a.额定电压(Ue):
DC100V
b.约定发热电流(Ith):
DC10A
c.额定电流(Ie):
DC1A
9.2.2.2触头特点:
a.接点为速动型;
b.密封式结构;
c.接点具有自净功能,可提高用作计算机信号时的可靠性;
9.2.2.3手柄操作力:
控制手柄操作力:
不大于30N
换向手柄操作力:
不大于50N
9.2.2.4防护等级(污染等级3)
整机IP00
触头S847W2A2bIP00(接线部分)IP60(触点部分)
9.2.2.5寿命:
机械寿命>1×106
电寿命>1×105
9.2.2.6重量:
约12Kg
9.2.3使用和操作
牵引控制器的面板上有控制手柄、换向手柄两种可操作机构。
控制手柄有:
“切除~1~2~3~4~5~6~7~8~9~10”十一个档位。
换向手柄有:
“前”、“切”、“后”三个档位。
控制手柄、换向手柄和机械锁之间相互机械联锁。
在使用时,先由换向手柄选定机车的行车方向和工况,再操作控制手柄来控制机车的速度。
在行车过程中,如需要改变机车的工况时,必须将控制手柄放回“0”位后,才可进行换向手柄的操作。
如司机需要进行异端操作时,必须将本端司控器的控制手柄置“0”位,且换向手柄置“0”位,方可进行异端操作。
9.2.4检修与维护
表9.2.4-1检修维护表
日常检修与维护
三级修
四级修
60万公里
120万公里
1、牵引控制器的名牌及标识符号应齐全、完整、清晰、正确。
2、牵引控制器各部件应清扫干净,绝缘性能良好,对外连接插座连接正确,零部件齐全完整。
3、手柄在各个档位之间应转动灵活,无机械卡阻,相邻两档位之间不应出现停滞现象。
1、各紧固件齐全,紧固状态良好。
2、在牵引控制器的各个转动部位加注6号汽油机油(GB485-72),在机械联锁组件处加润滑脂。
1、各紧固件齐全,紧固状态良好。
2、在牵引控制器的各个转动部位加注6号汽油机油(GB485-72),在机械联锁组件处加润滑脂。
3、牵引控制器的闭合表和对外连接线应与图2中的规定相一致
本牵引控制器检修与维护时应注意以下内容:
9.2.4.1牵引控制器的绝缘应符合以下要求:
(1)相互绝缘的带电部分之间及对地的绝缘电阻不小于50MΩ。
(用500V兆欧表);
(2)检修后应进行绝缘介电强度试验,牵引控制器的带电部分对地及相互间施以50Hz,1125V,正弦波交流电1min,应无击穿、闪络现象。
9.2.4.2牵引控制器触头的检修应符合以下要求:
(1)牵引控制器日常检修时,应注意检查触头内部及滚轮架(包括滚轮滚动)的动作是否灵活可靠。
否则,应在触头滚轮轴芯及滚轮架轴芯部分加少许稀6号汽油机油(GB485-72),以增加触头动作的灵活性;
(2)本牵引控制器使用的触头S847W2A2b为自净式速动开关元件,均为免维修型。
如确有严重烧损和动作不灵活者,应更换该触头。
更换时,注意触头型号和触头滚轮的安装方向;
(3)应定期检测触头S847W2A2b的接触电阻,采用低电阻测试仪(如固纬GOM-801G)测量,测量电流不小于1A。
触头的接触电阻应小于500mΩ,如果接触电阻较大,可按图9.2.4-1电路接线,分断1A左右时间常数τ为20~50ms的感性电流负载,用分断弧光清除表面氧化膜,减小接触电阻。
图9.2.4-1清除触头表面氧化膜电路图
9.2.4.3若是由于机械原因造成的故障,需要对牵引控制器进行拆卸时,请注意以下几点:
(1)在拆装时,应注意作好标记,必须按照闭合表进行;
(2)弹片组件安装的倾斜程度,可调整手柄的操作力大小,在保证牵引控制器动作可靠的情况下,手柄操纵轻便、灵活;
(3)凸轮是产品出厂前整定好的组件,在拆装时请不要随意拆开;
(4)为了保证牵引控制器对外的连接无误,在检修、拆装时,应注意牵引控制器对外连接。
9.3制动控制器
9.3.1概要
该制动控制器是制动用来操纵机车运行的主令控制器。
操作手柄后,连接的凸轮旋转、打开或关闭凸轮开关,向制动控制装置传送制动信号。
该制动控制器的特点:
结构紧凑、体积小、重量轻、高可靠、长寿命、少维修或免维修。
触头采用德国沙尔特宝公司先进的触头模块,触头为速动自净型、密封结构构造及性能。
9.3.2主要技术参数
9.3.2.1触头S847W2A2b额定电压
a.额定电压(Ue):
DC100V
b.约定发热电流(Ith):
DC10A
c.额定电流(Ie):
DC1A
9.3.2.2触头特点
a.接点为速动型;
b.密封式结构;
c.接点具有自净功能,可提高用作计算机信号时的可靠性。
9.3.2.3手柄操作力
a.从“1”到“7”档之间各档位之间操作力:
13±6N;
b.从“7”到“1”档之间各档位之间操作力:
13±6N;
c.从“7”到“快速”档操作力:
45±10N;
d.从“快速”到“7”档操作力:
30±10N;
e.从“拔出”到“快速”档操作力:
30±10N;
f.从“快速”到“拔出”档操作力:
40±10N;
g.从“运行”到“1”档和从“1”到“运行”档操作力:
20±5N。
9.3.2.4防护等级(污染等级3)
整机IP00
触头S847W2A2bIP00(接线部分)IP60(触点部分)
9.3.2.5寿命:
机械寿命>1×106
电寿命>1×105
9.3.2.6重量:
约10Kg
9.3.3使用和操作
制动控制器是用来发出生成各制动阶段相对应的制动力的指令设备,手柄的操作档位分:
运行档,1N~7N档,快速档,拔出档共10个档位。
按照下列步骤,手柄档位能正常动作:
(1)将钥匙插入,向顺时针方向旋转90°,锁开启;
(2)当锁开启时,手柄可由“拔掉”==>“运转”方向转动,或由“运转”==>“快速”方向转动;
(3)手柄从“快速”位转到“拔出”位时,手柄需要向上方抬起10°,方可转动;
(4)当手柄在“拔出”位时,将插入的钥匙向逆时针方向旋转90°后拔出,锁关闭,手柄被锁在“拔出”位。
9.3.4维护与检修
表9.3.4-1维护检修表
日常检修与维护
三级修
四级修
120万公里
240万公里
1、制动控制器的名牌及标识符号应齐全、完整、清晰、正确。
2、制动控制器各部件应清扫干净,绝缘性能良好,对外连接插座连接正确,零部件齐全完整。
3、手柄在各个档位之间应转动灵活,无机械卡阻,相邻两档位之间不应出现停滞现象。
1、各紧固件齐全,紧固状态良好。
2、在制动控制器的各个转动部位加注6号汽油机油(GB485-72),在机械联锁组件处加润滑脂。
1、各紧固件齐全,紧固状态良好。
2、在制动控制器的各个转动部位加注6号汽油机油(GB485-72),在机械联锁组件处加润滑脂。
3、制动控制器的闭合表和对外连接线应与图2中的规定相一致
本制动控制器检修与维护时应注意以下内容:
9.3.4.1制动控制器的绝缘应符合以下要求:
(1)相互绝缘的带电部分之间及对地的绝缘电阻不小于50MΩ。
(用500V兆欧表);
(2)检修后应进行绝缘介电强度试验,制动控制器的带电部分对地及相互间施以50Hz,1125V,正弦波交流电1min,应无击穿、闪络现象。
9.3.4.2制动控制器触头的检修应符合以下要求:
(1)制动控制器日常检修时,应注意检查触头内部及滚轮架(包括滚轮滚动)的动作是否灵活可靠。
否则,应在触头滚轮轴芯及滚轮架轴芯部分加少许稀6号汽油机油(GB485-72),以增加触头动作的灵活性;
(2)本制动控制器使用的触头S847W2A2b为自净式速动开关元件,均为免维修型。
如确有严重烧损和动作不灵活者,应更换该触头。
更换时,注意触头型号和触头滚轮的安装方向;
(3)应定期检测触头S847W2A2b的接触电阻,采用低电阻测试仪(如固纬GOM-801G)测量,测量电流不小于1A。
触头的接触电阻应小于500mΩ,如果接触电阻较大,可按图9.3.4-1电路接线,分断1A左右时间常数τ为20~50ms的感性电流负载,用分断弧光清除表面氧化膜,减小接触电阻。
图9.3.4-1清除触头表面氧化膜电路图
9.3.4.3若是由于机械原因造成的故障,需要对制动控制器进行拆卸时,请注意以下几点:
(1)在拆装时,应注意作好标记,必须按照闭合表进行;
(2)弹片组件安装的倾斜程度,可调整手柄的操作力大小,在保证制动控制器动作可靠的情况下,手柄操纵轻便、灵活;
(3)凸轮是产品出厂前整定好的组件,在拆装时请不要随意拆开;
(4)为了保证制动控制器对外的连接无误,在检修、拆装时,应注意制动控制器对外连接。
9.4辅助电源装置
9.4.1概要
辅助电源装置(外形见图9.4.1-1和图9.4.1-2)(TGF48A型APU)是向牵引变流器等的各种通风机以及辅助整流装置(TGF49A型,以下称作ARf)等提供3相AC400V、50Hz电源的装置。
APU分别安装在1、4、5、8车车下(为方便说明,四台APU对应称为APU1、APU2、APU3、APU4),ARf分别安装在1、8车车下。
1、8车APU内置有能将牵引变压器的3次输出AC400V变为AC100V的辅助变压器(ATr)。
正常情况下APU1向1、2车供电,APU2向3、4车供电,APU3向5、6车供电,APU4向7、8车供电。
两台Arf同时向全列供电。
辅助整流器ARf是对1、8车APU输出的3相AC400V交流电进行整流,提供DC100V电源的装置。
并且,还内置有能将1、8车APU输出的AC400V电压变压为AC100V的变压器(TR3),和变压为AC220V的变压器(TR4)。
4、5车APU没有辅助变压器(ATr)和辅助整流器ARf。
APU特征如下所示:
(1)冗余性
APU1/APU2有1台发生故障的情况下,1、2、3、4车的辅助负载由APU1/APU2中正常的提供电源。
APU3/APU4有1台发生故障的情况下,5、6、7、8车的辅助负载由APU3/APU4中正常的提供电源。
APU1/APU2同时故障时,3、4、5、6车由APU3供电。
APU3/APU4同时故障时,3、4、5、6车由APU2供电。
2台ARf中有1台发生故障的情况下,另1台能够提供编组的全部负载的容量。
(2)电路方式
单相桥式IGBT脉冲整流器+三相桥式IGBT逆变器的方式,通过使用大电流、耐高压元器件,来谋求小型化、轻量化。
(3)控制部
APU控制部通过采用DDC控制,具有了故障跟踪机能,以期达到保养方面的省力化。
图9.4.1-1APU外形图
图9.4.1-2ARf外形图
9.4.2构成
(1)构成
APU由输入变压器(TR1)、输入滤波电容器(ACFC)、输入滤波电抗器(ACL1)、变频器、逆变器、输出滤波电抗器(ACL2)、输出滤波电容器(ACC)、辅助变压器(ATr)等构成(4、5车APU没有ATr)。
辅助整流器箱是由整流器用变压器(TR2)、辅助整流器(Rf)、2个辅助变压器(TR3、TR4)等构成。
APU的输入电源为牵引变压器3次绕组(辅助绕组)输出的AC400V单相50Hz,通过IGBT变频器变换成了直流电力,这个直流输出通过IGBT逆变器变换成3相AC400V50Hz的定压电源,向编组内提供。
而且,AC100V50Hz、AC220V50Hz的定压电源是由3相AC400V稳定电压电源通过辅助变压器(TR3、TR4)进行变压而来的。
辅助变压器(ATr)是将牵引变压器3次绕组(辅助绕组)输出进行变压后输出AC100V(非稳定电压)50Hz。
ARf是用整流器用变压器(TR2)将APU的稳压三相AC400V/50Hz输出进行变压后,通过结构为3相全波整流电路的辅助整流器(Rf Unit)来输出DC100V。
APU电源系统的框图如图9.4.2-2所示。
AC400V
3相50Hz
205KVA
(ARf分を含む)
AC220V
单相50Hz
12kVA
AC100V
单相50Hz
12kVA
图9.4.2-2APU电源系统
(2)构造
●辅助电源装置APU(部件配置见图9.4.2-4)
在本装置的正面一侧上,安装有变频器单元(CONVU1・2)、滤波电容器(FCU11・12)、输入接触器(IVK1・2)、继电器单元(RY UNIT)、控制单元(PWB UNIT)等。
在正面一侧的相反一侧上,安装有逆变器单元(INVU1~3)、滤波电容器(FCU21・22・23)、输出接触器(3phMK)、输入滤波电容器(ACFC)、输出滤波电容器(ACC)。
装置的中央部为通风部,安装有送风机(FAN)、输入变压器(TR1)、输入滤波电抗器(ACL1)、输出滤波电抗器(ACL2)、辅助变压器(ATr)、元器件的冷却风扇。
●辅助整流器箱ARf(部件配置见图9.4.2-3)
辅助整流器箱为自冷式,是由整流器变压器(TR2)、整流二极管单元(Rf)、具有让输出电压拥有下降特性的电阻(R12)、辅助变压器(TR3、TR4)等构成。
图9.4.2-3ARf部件配置图
图9.4.2-4APU部件配置图
APU内的控制部如图9.4.2-5所示。
图9.4.2-5APU控制部
控制单元(主要)各部分的说明如下所示:
●LED显示(控制电路板(SICR)上)
7组LED,在启动时显示显示起动状态的起动符号(H-00),起动后交替地显示出APU的输入电压、输出电流、输出电压、输出频率。
(起动编码请参照9.4.10)此外,在APU因故障停止时,会显示出故障编码(E-00)。
●空挡开关(控制电路板(SICR)上)
空挡开关可以做空挡试验。
通常在运行时把「TST0」「TST1」开关一起向上侧合上。
●逆变器复位开关(控制电路板(SICR)上)
在APU发生重故障而停机(down)时,按下这个按钮会进行复位。
而且,故障显示LED上也是在按下这个按钮后进行复位的。
●旋转开关(微机电路板(MCRB)上)
通过操作控制电路板上的旋转开关(S10~S13)和按钮开关(S5~S9),进行显示电路板上的LED灯、向测试针上输出D/A等,以提高可维护性。
出厂时已调整完毕,已将旋转开关全部打到「0」上,请勿变更。
(3)主要构成部件
APU主要构成部件如表9.4.2-1所示。
9.4.2-1表 APU主要构成部件
名称
数量
备注
辅助变压器(AC100V输出用)
1
ATr
输入侧电磁接触器
1
IVK1
充电电阻用电磁接触器
1
IVK2
充电电阻
1
RC
输入变压器
1
TR1
输入滤波电抗器
1
ACL1
输入滤波电容器
1
ACFC
滤波电容器
5
FCU
输出滤波电容器
1
ACC
变频器单元
2
U、V相
逆变器单元
3
U、V、W相
控制单元
1套
放电电阻
1
DCHKR
放电用电磁接触器
1
DCHK
输出侧电磁接触器
1
3phMK
电动送风机
1
FAN
辅助整流用变压器
1
TR2
辅助变压器(AC100V定压输出用)
1
TR3
辅助变压器(AC220V定压输出用)
1
TR4
辅助整流单元
1套
Rf
(4)APU保护的种类与设定值
1)保护设定:
表9.4.2-3所示。
保护检测的框图如图9.4.2-6所示。
2)b.故障类别
●重故障1
通过一次故障检测,闸控全部OFF后,为重故障。
(不进行自动再起动)
↓
IVK1、IVK2、3phMK一起断开,2秒之后DCHK断开,故障闭锁。
↓
通过车上复位(外部复位)、地板下APU的复位(局部复位),或控制电源关闭投入(3秒以上),进行再起动操作。
●重故障2
通过一次故障检测,闸控全部OFF后,为重故障。
(不进行自动再起动)
↓
IVK1、IVK2、3phMK一起断开,2秒之后DCHK断开,故障闭锁。
(IVK1、IVK2、DCHK只在输入接触器不断开1、输入接触器不断开2时继续闭合。
)
↓
不接受车上复位(外部复位)的操作。
通过地板下APU的复位(局部复位),或者控制电源关闭投入(3秒以上)时,可能复位。
●轻故障
故障发生之后,闸控全部OFF。
IVK1、IVK2、3phMK断开,为轻故障。
(DCHK只在逆变器输入过电压的情况下断开)
↓
APU自动复位
↓──────→60秒之间再次发生故障
60秒之间没有再次发生故障↓
↓ 以后和重故障1同样处理
继续运行
表9.4.2-3 APU保护设定
No.
故障
故障名称
设定值
故障类别
编码
重1
重2
轻
1
E-90
变频器输入过电流
(CONVOCD)
变频器输入电流,若在额定的250%以上的话,瞬间检测。
○
2
E-91
变频器用IGBT异常
(CONVFO)
由变频器用栅极驱动电路板进行栅极信号不相一致的检测。
○
3
E-62
输入接触器不闭合1
(IVK1D)
IVK1闭合指令发送后,等待1秒后
IVK1辅助接点不动作的情况下进行检测。
○
4
E-63
输入接触器不闭合2
(IVK2D)
IVK闭合指令发送后,等待1秒后
IVK2辅助接点不动作的情况下进行检测。
○
5
E-86
输入接触器不断开1
(IVK1DA)
IVK1闭合指令停止后,等待1秒后
IVK1在辅助接点不断开的时候进行检测。
○
6
E-87
输入接触器不断开2
(IVK2DA)
IVK2闭合指令停止后,等待1秒后
IVK2在辅助接点不断开的时候进行检测。
○
7
E-85
温度异常
(THD)
通过冷却器上设置的温度继电器进行保护检测。
84±2℃
○
8
E-92
逆变器用IGBT异常
(INVFO)
通过逆变器用栅极驱动电路板进行
栅极信号不一致的检测。
○
9
E-74
AC输出过压
(ACOVD)
AC输出电压在额定的130%以上时瞬间检测。
○
10
E-75
AC输出低电压
(ACLVD)
AC输出电压在额定的80%以下持续1秒钟时检测。
○
11
E-76
AC输出短路
(ACOSC)
AC输出电流在额定的150%以上,并且,输出电压在额定的65%以下的状态持续2秒时检测。
○
12
E-77
控制电源异常
(CPSF)
控制电源的输出电压,在额定的90%以下时检测。
○
13
E-78
逆变器输入过压
(INVOVD)
逆变器的输入电压(=变频器的输出电压),达到
1000V以上的时候瞬间检测。
○
14
E-79
逆变器输出过电流
(IAOC)
逆变器的输出电流在达到额定的250%以上时,瞬间检测。
○
15
E-80
输入异常
(STF)
・把变频器闭合指令发送之后,等待1秒后,变频器的输出电压在没有达到700V上时检测。
・IVK2闭合信号发送之后,变频器的输出电压在
300V以下持续5秒的情况下检测。
・程序测试时,变频器的输出电压在达到50V以上的情况下检测。
○
16
E-81
AC输出过电流
(ACOCD)
AC输出电流在额定的110%以上,持续超过10秒的情况下检测。
○
17
E-82
AC输出电压异常
(ACLOVD)
AC输出电压在额定的105%以上时,而且,在95%以下,但是持续60秒的情况下检测。
○
18
E-84
接地检测
(GFD)
接地电流在1.5A以上持续1秒的情况下检测。
○
19
E-64
输出接触器不闭合
(3phD)
3phMK闭合指令发送后,等待1秒后
3phMK辅助接点不动作的情况下进行检测。
○
20
E-88
输出接触器不断开
(3phDA)
3phMK闭合指令停止后,等待1秒后
3phMK在辅助接点不断开的时候进行检测。
○
21
E-65
放电接触器不闭合
(DCHKD)
DCHK闭合指令发送后,等待1秒后
DCHK辅助接点不动作的情况下进行检测。
○
22
E-89
放电接触器不断开
(DCHKDA)
DCHK闭合指令停止后、等待1秒后
DCHK在辅助接点不断开的时候进行检测。
○
23
E-25
IC异常
(E-25)
时钟的IC异常 (注1)
24
E-27
常数异常
(E-27)
EEPROM的常数读取异常 (注1)
25
(注2)
嵌入异常
(WDT)
S/W嵌入处理异常
注1):
APU不启动。
注2):
由7个部分构成的LED不能显示,所以WDT的LED亮灯。
CPSF
E-25
E-27
WDT
图9.4.2-6APU故障检测方框图
9.4.3额定
APU的额定参数如表9.4.3-1所示。
9.4.3-1表 APU额定参数
项 目
规 格
记 事
1.
方
式
(1)主电路方式
IGBT变频器/逆变器方式(带ARf)
(2)控制方式
逆变器定电压控制方式
(3)冷却方式
强制风冷方式
2.
输
入
(1)额定电压
AC400V(50Hz)单相
瞬间变动△V=±20%
(2)电压变动范围
+24%~-31% 注)
3.
输
出
(1)额定容量
242kVA
(2)负载耐性
100%连续,AC输出180%10秒
DC输出120%20秒
(3)负载功率因数
85%(滞后)
(4)输出的类别
交流3相
交流单相
直流
内置ATR输出
(5
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