CRH5型动车组牵引传动系统

CRH5型动车组牵引传动系统

苏丹

中国铁路哈尔滨局集团有限公司调度所黑龙江哈尔滨150006

摘要：随着近几年我国高速铁路的投入运营和快速发展，人们出行变得方便快捷。动车组安全运用与维修的问题就变得更加突出。结合CRH5型动车组多年的运用经验积累，对CRH5型动车组的牵引传动系统的特点及原理进行深入研究、探讨，为CRH5型动车组现场作业人员对牵引传动系统的知识学习及应急故障处理提供指导。

关键词：CRH5动车组牵引传动系统

1牵引传动系统原理

1.1CRH5型动车组牵引传动系统简介

牵引传动系统相当于动车组的心脏，将电能从接触网吸收下来，传输到各个电气设备，使之正常工作。如果牵引传动系统故障，列车可能会影响运行速度，旅客服务品质，甚至无法开动，更严重会造成救援等后果。

CRH5型动车组牵引系统使用交-直-交传动方式，主要由受电弓、主断路器、牵引变压器、牵引变流器及牵引电机组成。受电弓通过电网接入25kV的高压交流电，输送给牵引变压器，降压成1770V的交流电。降压后的交流电再输入牵引变流器，逆变成电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电机牵引整个列车。

牵引基本动力单元由1台牵引变压器、2台牵引变流器、8台牵引电机构成，1台牵引变流器驱动4台牵引电机。四台牵引电机并联使用。四台牵引电机特性差异控制在±5％以内，以便电流负荷分配均匀。

CRH5型动车组有两个相对独立的主牵引动力单元。正常情况下，两个牵引单元均工作。当设备故障时，M1车和M2车可分别使用。另外，整个基本单元可使用VCB（断路器）切除，不会影响其它单元工作。

1.2CRH5型动车组牵引传动系统布置

主牵引系统布置：3、6号车车下各设一台牵引变压器，而1号车、2号车（M1）、4号车（M2）、7号车（M1s）、8号车的车底下均悬挂一台牵引变流器，及车下转向架分别安装4台牵引电机。

其中3号车和6号车车顶均设受电弓、保护接地开关EGS、故障隔离开关一套，3、4号车之间和5、6号车之间的车顶上设置高压电缆连接器，4、5号车之间的车顶上，设置了高压电缆用倾斜型电缆连接器。

1.3CRH5型动车组牵引传动系统单元构成

CRH5型动车组牵引传动系统每个动力单元的牵引设备都由下列设备组成：

1．一个高压单元，具有受电设备、保护装置和主变压器，安装在TTP和TTPB车上。

2．一个主变压器，采用强制油冷却，安装在TTP和TTPB车上。

3．第一牵引动力单元具有3个牵引/辅助变流器，第二牵引动力单元具有2个牵引/辅助变流器，每台牵引/辅助变流器驱动2台牵引电机。牵引/辅助变流器获得可调节的直流电压，并驱动异步牵引电机的牵引和再生制动。在过电分相时由于再生制动短时停止工作，过渡的制动电阻器投入使用。每辆动车配置2台异步牵引电动机，底架悬挂，单台电机设计持续功率可达到550kW，并且车轮的直径差（在相同车轴上）接近3mm时也能够提供500kW的负载。

2牵引传动系统受电弓

受电弓系统的概述及工作原理

压缩空气通过电控阀经过滤器进入精密调压阀,精密调压阀用于调节受电弓接触压力，输出压力恒定的压缩空气，其精度偏差为±0.002Mpa。因为气压每变化0.01Mpa(0.1kgf/c㎡)会使接触压力变化10N。

注:精密调压阀调压阀在工作过程中，为保证输出压力穏定，溢流孔和主排气孔始终有压缩空气间歇性排出，属正常现象。

压力表显示值仅作为参考,应以实测接触压力为准。单向节流阀用于调节升弓时间，单向节流阀用于调节降弓时间。如果精密调压阀出现故障，安全阀会起到保护气路的作用。

注：精密调压阀运用中不得随意改变其调整值，为保证各种控制阀正常使用，应严格防止水和其它杂质渗入。

3CRH5型动车组牵引变流器

牵引变流器的概述及控制原理

牵引/辅助变流器系阿尔斯通技术引进经国产化后用于CRH5型动车组的变流装置，内部分别有两组四象限整流器（4QC）和逆变器，同时还有一组辅助逆变器，每一组逆变器控制一台568kW牵引电机，辅助逆变器向车载三相400V/50Hz用电设备供电。变流器的主要功能是将25KV/50Hz的单相交流电压通过牵引变压器降压后，输出单相AC1770V/50Hz的电压，经四象限整流得到3600V的中间直流电压，再经逆变器输出电压频率可调的0～2808V的三相交流电压来控制每台电机；同时辅助逆变器从中间回路输入直流3600V电压经斩波降压逆变后输出三相400V/50Hz的交流电压，为辅助系统的设备供电。变流器由8个组件平台构成，它们分别是两个辅助组件平台，两个牵引模块组件平台，两个用户组件平台，一个冷却系统平台，一个电阻组件平台，8个平台通过中央线槽连接形成一个整体。

牵引/辅助变流器主要由两组四象限整流器（4QC）、牵引逆变器和一组辅助逆变器组成。每一组牵引逆变器控制一台568KW牵引电机，辅助逆变器向车载三相400V/50HZ用电设备供电。变流器的主要功能是将牵引变压器降压后输出单相AC1770V/50HZ的电压，经四象限整流得到3600V的中间直流电压，再经牵引逆变器输出电压频率可调的0～2808V的三相交流电压来控制每台电机；同时辅助逆变器从中间回路输入直流3600V电压经斩波降压逆变后输出三相400V/50HZ的交流电压，为辅助系统的设备供电。

4CRH5型动车组牵引电机

牵引电机概述及控制原理

列车上使用的电机是一种三相异步、六电极、强迫通风型电机，带有定子开启式分层，不带机壳。每节动车装有2个牵引电机。每个牵引电机由一个牵引逆变器提供能源8车编组的每列列车上有10个电机。6FJA3257A牵引电机是一个交流鼠笼式电机，敞开式的并且是强制风冷的。

该电机结构简单，重量轻，性能可靠，故障率低，功率大，符合列车运行对电机的要求型号YJ87A(6FJA3257A)，是三相鼠笼式异步电机，六极，采用开放式强迫风冷，通过两台可提供恒定风量的风机冷却，通风装置设在电机两侧。电机安装一套速度检测系统供监控之用，并且在定子线圈上预埋温度传感器用来电机定子温度测量，牵引电机采用弹性吊架吊装于车体底架上，电机通过万向轴与转向架上的齿轮箱连接。

电机与车辆的机械连接是通过带弹性悬挂装置的支架实现的。运动是通过一个适当的万向轴和变速箱向电机轮对传输的。牵引电机和万向轴之间通过一个安全装置机械性连接，假设在牵引电机两相线圈之间发生短路，安全接头将会保护万向轴和齿轮箱避免过转矩。当过转矩时，安全装置中连接部分滑动，内部油压增大,剪切阀的顶部被打开，这时在安全装置内释放油压，这个过程在几毫秒内发生，释放后安全装置将会在轴上自由转动。

5结论

随着高寒动车组的大量投入使用，CRH5型动车组的相关知识、技术和应急处理技能的普及迫在眉睫，对于各个层面都是十分重要的，尤其是CRH5动车组牵引传动系统的知识和应急处理技能尤为重要。本论文结合CRH5型动车组多年的运用经验积累，对CRH5型动车组的牵引传动系统进行深入研究、探讨，希望通过本文的介绍能提高CRH5型动车组现场作业人员对牵引传动系统的学习及应急故障处理的能力，保证CRH5型动车组的运行稳定性。

参考文献

1《CRH5型动车组》中国铁道出版社2008.07

2《动车组供电牵引系统与设备设备》北京交通大学出版社2012.09