第二節(jié)　CRH1型動(dòng)車組傳動(dòng)系統(tǒng)主電路

一、CRH1型動(dòng)車組主電路基本組成

1.動(dòng)車組主電路概述

動(dòng)車組主電路主要包括高壓系統(tǒng)（網(wǎng)側(cè)）、牽引系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)。

（1）高壓系統(tǒng)包括受電弓、主斷路器（LCBT、LCBB）、避雷器（電涌放電器、SA）、電流互感器、電壓互感器、接地開關(guān)（ES，與LCBT一體）、網(wǎng)側(cè)濾波器（RCF、LHF）、受電弓切斷開關(guān)等部件。

（2）牽引系統(tǒng)包括主變壓器（MT）、網(wǎng)側(cè)變流器（LCM）、電機(jī)變流器（MCM）、牽引電機(jī)（TMO）等。

（3）輔助供電系統(tǒng)包括輔助變流器（ACM）、三相LC濾波器、三相輔助變壓器等。此外還有蓄電池系統(tǒng)，包括蓄電池（BA）和蓄電池充電器（BCM）。

2.主電路電氣系統(tǒng)說明

CRH1型動(dòng)車組主要是8輛車形式，主電路如圖3-9所示。

（1）整體結(jié)構(gòu)

①受電弓安裝在Tp1和Tp2車上（第2輛和第7輛車）。

②兩個(gè)受電弓之間有車頂高壓線連接。

③有5個(gè)主斷路器，2個(gè)LCBB用來連接受電弓之間的高壓電纜，3個(gè)LCBT用來連接主變壓器。

④Tp1和Tp2車內(nèi)的每個(gè)主變壓器分別向兩個(gè)動(dòng)車（Mc、M）的兩個(gè)逆變器供電；Tb車上的主變壓器只向一個(gè)逆變器（M3）供電。

⑤5個(gè)輔助變流器，并聯(lián)向三相母線供電。

⑥5個(gè)蓄電池和充電器，并聯(lián)向三相母線供電。

（2）高壓系統(tǒng)

①兩個(gè)受電弓只有一個(gè)會(huì)隨時(shí)升起。

②5個(gè)主斷路器依次閉合，不能同時(shí)閉合。

③過電流互感器1用于探測(cè)網(wǎng)測(cè)電壓系統(tǒng)中的短路故障，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。

④避雷器、RC濾波器和電壓互感器都是為了減少電壓瞬變。

⑤主斷路器的接地開關(guān)對(duì)車頂部件接地。

⑥電流互感器2裝在主變壓器和接地電感器之間，測(cè)試原邊繞組里的電流，傳給DCU/L。

⑦接地變壓器連接原邊繞組和車體，并將電流從接地刷中導(dǎo)出，接地變壓器的轉(zhuǎn)換率為1∶1，原邊繞組和次邊繞組里的電流相同。

⑧每輛座車都有一個(gè)接地刷與車體連接。

⑨每個(gè)車體之間有接地電纜連接，保持等電位。

（3）牽引系統(tǒng)

①5個(gè)主變流器。

②每個(gè)主變流器包括1個(gè)網(wǎng)側(cè)變流器、1個(gè)直流環(huán)節(jié)、2個(gè)電機(jī)變流器、1個(gè)輔助變流器，每個(gè)電機(jī)變流器與兩個(gè)牽引電機(jī)連接。

（4）輔助供電系統(tǒng)

①5個(gè)輔助變流器并聯(lián)安裝，向三相母線供電。

②輔助系統(tǒng)的額定電壓為3×400/230V，50Hz，圖3-8中只顯示了5個(gè)輔助變流器中的3個(gè)。

（5）蓄電池系統(tǒng)

①5個(gè)蓄電池和充電器，并聯(lián)安裝，向三相蓄電池母線供電。

②蓄電池系統(tǒng)的額定電壓為DC110V，圖3-8中只顯示了3個(gè)充電器和蓄電池。

二、高壓系統(tǒng)

1.高壓系統(tǒng)概述

高壓系統(tǒng)的主要用途是過濾網(wǎng)側(cè)電流，并且向牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)提供電能。供電環(huán)節(jié)中主變壓器之前的高壓系統(tǒng)原理如圖3-9所示，車頂布置如圖3-10所示。

車頂供電設(shè)備主要位于Tp1、Tp2和Tb車上。Tb車與Tp車的車頂設(shè)備基本相同，其不同之處在于Tb缺少受電弓、高壓線網(wǎng)側(cè)斷路器（LCBB）及電流互感器1且只有一個(gè)電涌放電器。拖車設(shè)備分為車頂設(shè)備、底架設(shè)備、轉(zhuǎn)向架設(shè)備，如圖3-11所示。

2.高壓系統(tǒng)各部分的功能及工作原理

網(wǎng)側(cè)高壓系統(tǒng)包括2個(gè)受電弓、3個(gè)主變壓器和5個(gè)線路斷路器。其中3個(gè)斷路器將網(wǎng)側(cè)電壓連接到主變壓器，另外兩個(gè)斷路器連接兩個(gè)受電弓之間的高壓電線。從主變壓器返回的電流通過接地變壓器連到兩個(gè)平行連接的接地電刷。列車的每一節(jié)車廂通過兩個(gè)接地電刷接地，同時(shí)車與車之間通過車體上的兩根電纜相互連接。受電弓為DSA250型，最大速度250km/h，碳滑板寬度1950mm。高壓系統(tǒng)中主要部件名稱、位置及功能見表3-2。

續(xù)上表

高壓系統(tǒng)主要部件的工作原理如下所述。

（1）高壓系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉

列車兩個(gè)受電弓中同一時(shí)刻只有一個(gè)可以提升。正常模式下，激活的受電弓在相對(duì)于列車行駛方向的遠(yuǎn)端車上，司機(jī)可以停用兩個(gè)中的任一個(gè)。系統(tǒng)由VCU啟動(dòng)，當(dāng)升起受電弓時(shí)，啟動(dòng)過程開始。當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓在正確的范圍內(nèi)時(shí)，網(wǎng)側(cè)斷路器依次閉合。高壓系統(tǒng)由VCU關(guān)閉，通過斷開網(wǎng)側(cè)斷路器，然后降低受電弓，高壓系統(tǒng)關(guān)閉。

（2）變壓器網(wǎng)側(cè)斷路器（LCBT）

安裝在拖車車廂的頂部。用來接通/隔離與主變壓器的連接，同時(shí)也在過載或短路條件下關(guān)閉電路。受實(shí)際網(wǎng)側(cè)電壓控制，LCBT由VCU控制。當(dāng)電壓互傳感器檢測(cè)到過壓或過分相時(shí)，由TCMS系統(tǒng)控制LCBT斷開或重新閉合。

斷路器由網(wǎng)側(cè)解扣電路控制。該電路主要包括：①過電流繼電器，影響過電流繼電器的過電流可用過電流互感器測(cè)量；②主變壓器油位指示器；③DCU/Ms和DCU/Ls中的網(wǎng)側(cè)解扣繼電器，當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重變流器故障（保護(hù)性關(guān)閉）和DCU停止時(shí)，DCU中的網(wǎng)側(cè)解扣繼電器打開。任何一個(gè)都可通過中斷網(wǎng)側(cè)解扣電路命令斷路器斷開，斷路器隨即斷開。

（3）高壓母線網(wǎng)側(cè)斷路器（LCBB）

安裝在末端Tp1和Tp2拖車車廂的頂部。用來連接車頂高壓電纜，接通/隔離沒有提升受電弓的拖車，主要起隔離作用，通常不用作切斷電流。僅當(dāng)高壓電纜和車頂之間發(fā)生短路時(shí)，起斷開高壓電路作用，從而保護(hù)LCBT的電網(wǎng)側(cè)的電路。LCBB由VCU控制。通常斷路器通過保持電路反饋保持關(guān)閉狀態(tài)。該電路包括主要過電流繼電器（過電流互感器1）。如果過電流出現(xiàn)，斷路器通過中斷保持電路打開。

（4）接地開關(guān)

各變壓器網(wǎng)側(cè)斷路器中都包含一個(gè)接地開關(guān)。接地開關(guān)與LCBT連接，并連接LCBT的兩側(cè)，用于保護(hù)高壓線路和其他與其連接電路在工作中的安全。接地開關(guān)的操作手柄與向受電弓提供壓縮空氣的空氣壓縮系統(tǒng)中的聯(lián)鎖裝置接互鎖。當(dāng)壓縮空氣系統(tǒng)中的閥門被關(guān)閉時(shí)，聯(lián)鎖裝置的鑰匙脫離。鑰匙必須插入，并旋入接地開關(guān)中，松開接地栓，這樣即可從LCBT兩邊的任何一側(cè)進(jìn)行接地連接。Tb車廂也裝備有聯(lián)鎖裝置。聯(lián)鎖裝置處于聯(lián)鎖系統(tǒng)中，盡管Tb無受電弓。

（5）網(wǎng)側(cè)電壓互感器

網(wǎng)側(cè)電壓互感器安裝在車的頂部，用來測(cè)量網(wǎng)側(cè)電壓。電壓互感器次級(jí)電壓通過接觸器和隔離變壓器與動(dòng)車中的牽引系統(tǒng)連接，輸出隔離電路如圖3-12所示。電壓信號(hào)傳給DCU/L用來控制系統(tǒng)。隔離變壓器和接觸器安裝在拖車底部變壓器旁邊的高壓控制箱中。網(wǎng)側(cè)電壓在17.5～30kV之間時(shí)，變壓器網(wǎng)側(cè)斷路器LCBT可以閉合。網(wǎng)側(cè)電壓在以下情況下，LCBT將斷開：①大于31.1kV超過1s；②大于30.1kV超過5min；③小于16.9kV超過1s。

（6）過電流互感器1

過電流變壓器安裝在端部Tp1和Tp2拖車的頂部。用于探測(cè)網(wǎng)側(cè)電壓系統(tǒng)中的短路故障。每個(gè)受電弓電路通過與二次電路連接的過電流繼電器，形成過電流保護(hù)。過電流繼電器中的觸頭受LCBT和LCBB保持電路中的輔助繼電器的影響。

（7）電流互感器2

電流互感器安裝在拖車底部主變壓器二級(jí)終端箱內(nèi)，用來測(cè)量通過主變壓器原邊線圈的網(wǎng)側(cè)電流。再用兩個(gè)中間電流互感器與網(wǎng)側(cè)電流互感器二級(jí)電路連接，引向拖車兩邊的2個(gè)動(dòng)車牽引系統(tǒng)中的DCU/L。兩個(gè)中間電路變壓器安裝在高壓控制箱中。

（8）RC濾波器

RC濾波器安裝在拖車的車頂上。RC濾波器是為了減少網(wǎng)側(cè)斷路器在開關(guān)產(chǎn)生的瞬態(tài)諧波和輻射，這些瞬態(tài)輻射可以影響ATP系統(tǒng)。

（9）電涌放電器（避雷器）

電涌放電器安裝在拖車頂部，每個(gè)拖車有兩個(gè)電涌放電器，保護(hù)網(wǎng)側(cè)電壓供電系統(tǒng)不受接觸網(wǎng)或網(wǎng)側(cè)斷路器工作時(shí)產(chǎn)生的過電壓的影響。

電涌放電器1在高壓電網(wǎng)側(cè)的LCBT之前，功能是保護(hù)車輛免受由高壓電網(wǎng)側(cè)基本設(shè)施引入的有害瞬時(shí)電壓的危害。電涌放電器將保護(hù)斷路器LCBT和LCBB。

電涌放電器2在LCBT和瞬時(shí)感應(yīng)器之間，用來保護(hù)高壓系統(tǒng)的LCBT之后的部件和電路免受LCBT斷開過程產(chǎn)生的有害電壓瞬時(shí)現(xiàn)象的損害。

CRH1采用氧化鋅避雷器，無空氣間隙，在電壓電平超過最大連續(xù)運(yùn)行電壓時(shí)，開始將電流轉(zhuǎn)移至接地。落下受電弓，斷開LCBT，可保護(hù)電涌放電器不受過高接觸網(wǎng)電壓的損壞。一旦接觸網(wǎng)電壓超過一定的級(jí)別，受電弓就會(huì)被落下。

（10）瞬態(tài)電抗器（電流扼流圈）

瞬態(tài)扼流圈安裝在拖車的頂部，高壓電纜上部的尾端，靠近主斷路器（LCBT）的地方。

瞬態(tài)電抗器用來保護(hù)主變壓器、牽引設(shè)備和輔助電源設(shè)備免受在關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)網(wǎng)側(cè)電路斷路器斷開產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓造成的損壞。

（11）網(wǎng)側(cè)諧波濾波器（LHF）

安裝在主變壓器和高壓控制箱中，包括LHF線圈、LHF電阻、LHF電容，用于消除網(wǎng)側(cè)電流中的諧波成分。保護(hù)LHF熔斷絲以及用于監(jiān)測(cè)LHF線圈電流的電流互感器，如圖3-13所示。

LHF電阻安裝在拖車的車頂，LHF電容和LHF線圈電流互感器安裝在高壓控制箱（HVB）內(nèi)，高壓控制箱安裝在拖車的車底。LHF線圈從主變壓器引出。

LHF的用途：①削弱列車產(chǎn)生的電流諧波。LHF電阻、電容構(gòu)成的濾波器的作用是減少LCB操作過程中的瞬態(tài)電壓和輻射；②提供列車一個(gè)合適的網(wǎng)側(cè)輸入阻抗，使列車減少在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生共振的可能性；③保證與線路上的其他列車的電氣兼容性；④保證網(wǎng)側(cè)變流器有一個(gè)穩(wěn)定調(diào)節(jié)功能的合適環(huán)境。網(wǎng)側(cè)諧波濾波器接地方式為在主變壓器LHF繞組和LHF電阻之間的LHF主電路接地。

（12）主變壓器

主變壓器（MT）安裝在拖車底架上，它包括1個(gè)原邊線圈、4個(gè)牽引線圈、1個(gè)網(wǎng)側(cè)諧波濾波器線圈、1個(gè)網(wǎng)側(cè)電流互感器和1個(gè)接地變壓器。此外還包括油泵，冷卻風(fēng)扇和溫度、壓力、流量等各種傳感器，變壓器通過硅油冷卻。

主變壓器將電網(wǎng)高電壓降壓，用于向變流器模塊提供電能。主變壓器還包含一個(gè)適合于網(wǎng)側(cè)變流器（LCM）功能要求的阻抗，可以降低反饋回電網(wǎng)的電流波動(dòng)。主變壓器提供高壓系統(tǒng)與牽引系統(tǒng)的電氣隔離。

（13）接地變壓器

接地變壓器安裝在主變壓器上，如圖3-14所示。接地變壓器的作用是將主變壓器的返回電流強(qiáng)制通過返回電流裝置。否則，電流將會(huì)通過軸的軸承。變壓器可作為電流變壓器運(yùn)行，變壓比系數(shù)為1∶1。主變壓器的電流I1通過主線圈，強(qiáng)制電流I2通過第二線圈。電流I2與電流I1相等。

三、牽引系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)

1.牽引系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)概述

牽引系統(tǒng)的用途是將主變壓器牽引繞組的交流電壓轉(zhuǎn)換成幅值和頻率可調(diào)的三相電壓，用于連接在齒輪箱上的牽引電機(jī)的驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)。

當(dāng)牽引時(shí)，系統(tǒng)從電網(wǎng)獲取能量提供給交流異步牽引電機(jī)，帶動(dòng)齒輪箱。轉(zhuǎn)換成制動(dòng)時(shí)，牽引電機(jī)將用作發(fā)電機(jī)，能量的方向?qū)⒎聪颉恳洼o助供電系統(tǒng)的組成及安裝位置如圖3-15所示。

牽引系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備的名稱和作用見表3-3。

牽引系統(tǒng)及輔助供電系統(tǒng)電路如圖3-16所示。

2.牽引系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)各部分的功能及工作原理

（1）牽引系統(tǒng)主要部件的工作原理

牽引系統(tǒng)的主要設(shè)備包括主變流器箱、濾波器箱、牽引電機(jī)、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)、反應(yīng)桿、速度傳感器等。主變流器箱和過濾器箱安裝在動(dòng)車底架上。主變流器箱和過濾器箱中的某些部件與輔助電源和牽引設(shè)備共享。牽引系統(tǒng)有兩種不同運(yùn)行模式：普通運(yùn)行模式、回送模式（拖曳模式、被動(dòng)牽引模式）。

①普通運(yùn)行模式（Normal Operation Mode）

牽引系統(tǒng)由VCU啟動(dòng)。當(dāng)高壓系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，供電電壓被提供給主變壓器牽引線圈。啟動(dòng)程序用來完成閉合充電接觸器（CC），向直流環(huán)節(jié)（DC-LINK）充電，然后閉合隔離接觸器（SC），再啟動(dòng)網(wǎng)側(cè)變流器（LCM）和電機(jī)變流器（MCM）。

牽引系統(tǒng)由VCU關(guān)閉。關(guān)閉程序用來完成關(guān)閉電機(jī)變流器（MCM）和網(wǎng)側(cè)變流器（LCM），斷開隔離接觸器、斷開LCBT和直流環(huán)節(jié)放電。

②回送模式（Towing Mode）

回送模式也稱被動(dòng)牽引模式、拖曳模式。

在以下情況，VCU啟動(dòng)回送模式：回送模式被激活、直流環(huán)節(jié)充電就緒、車輛速度高于一定級(jí)別、網(wǎng)側(cè)變流器在牽引狀態(tài)下被停用。

當(dāng)牽引模式被啟動(dòng)時(shí)，變流器按以下順序啟動(dòng)：直流環(huán)節(jié)由預(yù)充電設(shè)備充電；當(dāng)直流環(huán)節(jié)高于一定級(jí)別時(shí)，充電狀態(tài)關(guān)閉，備用制動(dòng)狀態(tài)下電機(jī)變流器被啟動(dòng)；直流環(huán)節(jié)電壓達(dá)到普通級(jí)別時(shí)，普通運(yùn)行狀態(tài)下輔助變流器啟動(dòng)。

當(dāng)回送模式狀態(tài)被設(shè)定為低或者車輛速度低于一定級(jí)別時(shí)，回送模式被關(guān)閉。關(guān)閉程序完成電機(jī)變流器（MCM）和輔助變流器（ACM）的關(guān)閉和直流環(huán)節(jié)放電。

③連接電路

連接電路用來接通或隔離主變壓器和LCM的連接。連接電路包括隔離接觸器（SC）和充電電路。充電電路包括充電接觸器（CC）和充電電阻。

由于當(dāng)LCM的IGBT關(guān)斷時(shí)，IGBT的反并聯(lián)二極管作為橋式不可控整流器，當(dāng)直流環(huán)節(jié)支撐電容電壓很低時(shí)，不能將主變壓器二級(jí)電壓直接與變流器LCM連接。充電順序如圖3-17所示。當(dāng)DCU/L接受來自VCU的啟動(dòng)指令時(shí)，充電開始。

④直流環(huán)節(jié)（DC-LINK）

直流環(huán)節(jié)在此是指交—直—交牽引系統(tǒng)中的中間部分。LCM是電壓型脈沖整流器，而MCM是電壓型逆變器，用濾波裝置（電容、二次諧振濾波器）來穩(wěn)定直流環(huán)節(jié)電壓和保持系統(tǒng)電壓。直流環(huán)節(jié)既作為L(zhǎng)CM、MCM和ACM的直流電壓源，也作為能量緩沖器。直流環(huán)節(jié)包括直流環(huán)節(jié)電容器（支撐電容）、二次諧振濾波器、中點(diǎn)接地單元。其中直流環(huán)節(jié)電容器包括4個(gè)電容器，LCM、MCM1、MCM2和ACM各一個(gè)。

⑤直流環(huán)節(jié)接地及接地故障檢測(cè)（圖3-15位置20）

直流環(huán)節(jié)接地安裝在變流器箱中。兩個(gè)穩(wěn)壓電容組成了中點(diǎn)接地單元，直流環(huán)節(jié)中點(diǎn)接地。穩(wěn)壓電容能夠使直流環(huán)節(jié)對(duì)地電壓更穩(wěn)定，減少牽引電機(jī)上的電壓降。在直流環(huán)節(jié)中DC+和DC-對(duì)地電壓分別為+825V和-825V，對(duì)地電壓減小一半。直流環(huán)節(jié)的正線和負(fù)線通過接地電阻對(duì)稱接地，電阻起到放電和均壓的作用。中點(diǎn)接地能限制下述導(dǎo)電部件的電壓值：變流器、主變壓器、牽引電機(jī)、輔助三相濾波器、輔助三相變壓器。

中點(diǎn)接地還具有靈敏的接地故障檢測(cè)功能。直流環(huán)節(jié)接地及故障檢測(cè)電路如圖3-18所示。

接地故障檢測(cè)電路的兩個(gè)電阻中點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)電氣中點(diǎn)，當(dāng)該點(diǎn)與中點(diǎn)地之間的電壓達(dá)到一定值時(shí)，表明有接地故障發(fā)生。這一接地故障通過繼電器觸點(diǎn)輸出給LCM控制計(jì)算機(jī)DCU/L。接地故障會(huì)導(dǎo)致LCM停機(jī)，其負(fù)載電路斷開。直流環(huán)節(jié)較大的瞬時(shí)紋波電壓會(huì)造成接地保護(hù)誤動(dòng)作，因此要求直流環(huán)節(jié)的濾波電容足夠大。該電路可探測(cè)到1650V直流環(huán)節(jié)的任何接地故障，包括工作過程中的主變壓器的牽引繞組接地、牽引電動(dòng)機(jī)定子繞組接地、輔助變壓器的原邊繞組接地等接地故障。

⑥直流環(huán)節(jié)接地開關(guān)（圖3-15位置21）

直流環(huán)節(jié)接地開關(guān)是一個(gè)安全裝置，用來保證在對(duì)主變流器箱和濾波器箱進(jìn)行人工操作時(shí)，直流環(huán)節(jié)無高電壓。電氣安全是通過鑰匙聯(lián)鎖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，以保證在過電壓電源沒有安全接地時(shí)，人員無法接觸電氣設(shè)備。要打開主變流器箱和濾波器箱蓋必須使用專用鑰匙開啟后才能操作該開關(guān)；閉合該接地開關(guān)后，才能用3個(gè)鑰匙打開變流器箱蓋、用1個(gè)鑰匙打開濾波器箱蓋。只有當(dāng)所有4個(gè)鑰匙均處于接地位置時(shí)才能斷開DC環(huán)節(jié)的接地開關(guān)。110V蓄電池電壓可以獨(dú)立于接地開關(guān)。

⑦二階諧波濾波器（圖3-15位置19）

二階諧波濾波器位置在濾波器箱，其用途是為了減少直流環(huán)節(jié)由于電網(wǎng)和網(wǎng)側(cè)變流器功率脈動(dòng)導(dǎo)致的二次諧波電流（100Hz）。可減少直流環(huán)節(jié)中因網(wǎng)側(cè)和LCM產(chǎn)生的脈沖功率造成的電壓波動(dòng)。否則電壓波動(dòng)將會(huì)傳給電機(jī)變流器，引起直流電流波動(dòng)和牽引電機(jī)中的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。

二次諧波濾波器包括4個(gè)電容器，并串聯(lián)電感。感應(yīng)器和電容器組成的二次諧振濾波環(huán)節(jié)，頻率為電源的二次諧波頻率。二次諧振濾波環(huán)節(jié)在濾波器箱中，在主變流器箱和濾波器箱之間，通過電纜與直流環(huán)節(jié)相連。中點(diǎn)接地設(shè)備保持系統(tǒng)電壓基準(zhǔn)接地。

⑧電機(jī)變流模塊（MCM）（圖3-15位置25）

MCM主要包括三相電機(jī)變流器、過電壓保護(hù)相、一部分直流環(huán)節(jié)電容、DCU/M。電機(jī)變流器（MCM）從直流環(huán)節(jié)電壓取電，輸出變壓變頻（VVVF）的三相交流電給三相異步牽引電機(jī)。

⑨牽引電機(jī)（TMO）（圖3-15位置26）

牽引電機(jī)安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)向架內(nèi)。牽引電機(jī)是三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，在牽引狀態(tài)下，將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能；在制動(dòng)過程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。電機(jī)裝有兩套軸承，安裝在非驅(qū)動(dòng)端的軸承被絕緣，在驅(qū)動(dòng)端的未絕緣。

⑩齒輪和聯(lián)軸節(jié)

齒輪和聯(lián)軸節(jié)安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)向架內(nèi)。齒輪箱通過反扭矩桿與轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)連接，降低牽引電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，將機(jī)械扭矩傳送至輪軸。聯(lián)軸節(jié)補(bǔ)償牽引電機(jī)和齒輪箱之間的相關(guān)運(yùn)動(dòng)。

速度傳感器

速度傳感器安裝在動(dòng)力轉(zhuǎn)向架內(nèi)齒輪箱上，每個(gè)牽引齒輪帶一個(gè)速度傳感器。速度傳感器的作用是測(cè)量牽引電機(jī)軸的轉(zhuǎn)數(shù)和旋轉(zhuǎn)方向。檢測(cè)信號(hào)由DCU/M接收，來進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控。速度傳感器通過電纜與DCU/M連接。

（2）輔助供電系統(tǒng)主要部件的工作原理

輔助供電系統(tǒng)與周圍設(shè)備工作原理如圖3-19所示。

輔助電源系統(tǒng)主要包括主變流器箱（CB）、過濾器箱（FB）、蓄電池充電模塊（BCM）。變流器箱、過濾器箱和蓄電池充電器安裝在動(dòng)車底架上。

輔助供電系統(tǒng)的主要作用是將牽引系統(tǒng)直流環(huán)節(jié)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助電壓提供給列車。該系統(tǒng)輸出3×400V/50Hz，外加一個(gè)零線和110V/DC。輔助供電系統(tǒng)被定義為從變流器箱中的輔助變流器（ACM）到過濾器箱（FB）、蓄電池充電模塊（BCM）及電源鏈中的輔助電源輸出。三相交流輸出的零線直接在Tb車廂中接地，蓄電池系統(tǒng)通過Tb車廂中的電阻接地。EMU中的5個(gè)輔助變流器協(xié)作運(yùn)行，向三相交流總線送電。三相交流總線可最多由5個(gè)輔助變流器并聯(lián)供電。蓄電池電壓總線可最多由5個(gè)電池充電器并聯(lián)供電。以下對(duì)輔助電源系統(tǒng)的描述只針對(duì)EMU中的5個(gè)輔助電源設(shè)備中的1個(gè)。

①啟動(dòng)和關(guān)閉

輔助供電系統(tǒng)有三個(gè)不同的運(yùn)行模式：普通運(yùn)行模式1、回送模式2（拖曳模式、被動(dòng)牽引模式）及外部電源供電模式3。模式1和模式2的啟動(dòng)和關(guān)閉的順序相似，在模式3中ACM從不啟動(dòng)。對(duì)蓄電池充電器而言，所有三個(gè)模式的啟動(dòng)和關(guān)閉順序都相似。

a.普通運(yùn)行模式（Normal Mode）1

輔助供電系統(tǒng)由VCU啟動(dòng)。當(dāng)牽引系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，直流環(huán)節(jié)電壓供給ACM。當(dāng)直流環(huán)節(jié)電壓到達(dá)正確限值內(nèi)時(shí)，ACM自動(dòng)啟動(dòng)。此時(shí)EMU中的5個(gè)ACM中的1個(gè)首先被指定為三相交流總線供電，該ACM閉合其自身的三相隔離接觸器，并進(jìn)行軟啟動(dòng)。當(dāng)三相交流總線由一個(gè)輔助變流器供電之后，其他ACM必須將其電壓幅值、頻率和相位與三相交流總線同步之后，才能閉合三相隔離接觸器。當(dāng)三相交流總線上電并且三相接觸器閉合后，蓄電池充電器立即自動(dòng)啟動(dòng)。充電級(jí)別控制和蓄電池的監(jiān)控由VCU完成。BCM的三相接觸器按先后順序，而不是同時(shí)將BCM與三相交流總線連接。該系統(tǒng)由VCU關(guān)閉，關(guān)閉程序進(jìn)行BCM關(guān)閉、斷開BCM三相接觸器、關(guān)閉ACM和斷開三相隔離接觸器。

b.回送模式（Towing Mode）2

回送模式的作用是在EMU被動(dòng)牽引時(shí)（無25kV電網(wǎng)電壓連接），提供輔助電源三相電壓和蓄電池充電。EMU需要輔助電源實(shí)施制動(dòng)。

此時(shí)，牽引電機(jī)作為發(fā)電機(jī)提供能量（相當(dāng)于再生制動(dòng)的情況），電機(jī)變流器用來控制直流環(huán)節(jié)電壓到正常級(jí)別，網(wǎng)側(cè)變流器此時(shí)停用，輔助變流器從直流環(huán)節(jié)取電并提供三相輔助電壓。三相電壓供電給蓄電池充電器，蓄電池可以被充電。此操作開始時(shí)，牽引電機(jī)首先必須通過預(yù)充電單元充電，預(yù)充電單元在幾秒鐘內(nèi)可將直流環(huán)節(jié)充電到400V/DC，這就允許電機(jī)變流器磁化牽引電機(jī)。在直流環(huán)節(jié)電源達(dá)到正常級(jí)別時(shí)，輔助變流器被激活，進(jìn)行正常運(yùn)行。一旦磁化，牽引電機(jī)將向直流環(huán)節(jié)供電，預(yù)充電單元停用。預(yù)充電單元的輸入為蓄電池電壓110V/DC。

c.外部電源供電模式（Stationary Supply Mode）3

外部電源供電模式是在沒有25kV電網(wǎng)電壓，牽引電機(jī)也不發(fā)電，直接接入外部電源的供電方式。列車安裝有一個(gè)外部電源與輔助電源三相總線連接，因此所有輔助電路在沒有與主電連接的情況下，均可獲得外部電源，用于檢測(cè)和維修的目的。在下列情況下，列車需要接外部電源：①牽引回送他車，即牽引回送一個(gè)因蓄電池已耗盡而無法運(yùn)行的車；②因蓄電池電源耗盡而被牽引回送；③當(dāng)沒有接觸網(wǎng)或不用接觸網(wǎng)，而需維護(hù)列車。

需要連接外部電源時(shí)，如果貫穿整列車的輔助電氣母線無斷線，僅需要一個(gè)連接器為整列車供電；此時(shí)如果另外一個(gè)連接器也接上外部電源，則不允許連接到母線上。連接外部的連接器有兩種：一種是在列車前部，另一種是在車體側(cè)面。列車前部連接器可在牽引回送他車時(shí)提供其電源，也可在被牽引回送時(shí)接受電能（因蓄電池電源耗盡或在車間檢修時(shí)）。側(cè)面連接器只用于接受外部電源或車間電源的供電。

②輔助變流器（ACM）（圖3-15位置28）

ACM由計(jì)算機(jī)DCU/A控制。輔助變流器從直流環(huán)節(jié)電壓取電，并將直流環(huán)節(jié)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭l率和幅值（CVCF）的三相電壓。ACM輸出電壓的幅值受三相輔助變壓器之后的負(fù)載電壓反饋的控制。

③三相LC濾波器（圖3-15位置29）

在ACM輸出之后，三相濾波器削弱ACM產(chǎn)生的諧波。濾波器包括三相電感和電容器（△連接）。濾波器使輸出電壓通低阻高，濾除開關(guān)頻率附近的諧波，減小失真。三相電容器除作濾波器外，還能對(duì)某些三相變壓器和電抗性負(fù)載提供功率補(bǔ)償。

④三相變壓器（圖3-15位置30）

三相變壓器是△/Y變壓器，是將原邊三相電壓轉(zhuǎn)變成三相輔助系統(tǒng)的電壓，提供牽引系統(tǒng)和三相輔助配電系統(tǒng)間的電氣隔離，為單相負(fù)載提供獨(dú)立的零線。

⑤電壓互感器（圖3-19）

三相輸出電壓由電壓互感器測(cè)量，并反饋給DCU/A，由DCU/A將輸出電壓控制在恒定級(jí)別上。電壓互感器連接在三相隔離接觸器之后。在電源鏈中，如果其他ACM已經(jīng)向該系統(tǒng)提供電源時(shí)，可以在適當(dāng)時(shí)間閉合本地ACM的三相隔離接觸器。

⑥三相隔離接觸器（圖3-15位置31）

三相接觸器接通/隔離三相輔助電源與分配系統(tǒng)的連接三相四線制（含零線）。如果三相輔助電源出現(xiàn)故障，可將三相輔助電源與三相輔助電源配電系統(tǒng)隔離。

⑦預(yù)充電單元（圖3-15位置15）

預(yù)充電單元在回送狀態(tài)下使用。該設(shè)備對(duì)直流環(huán)節(jié)充電，電壓到一定級(jí)別時(shí)，牽引電機(jī)可以被電機(jī)變流器勵(lì)磁。預(yù)充電單元向直流環(huán)節(jié)饋送DC400V電壓幾秒鐘的時(shí)間就足以使電機(jī)變流器將牽引電機(jī)勵(lì)磁，牽引電機(jī)此時(shí)作為發(fā)電機(jī)工作，預(yù)充電裝置即被取消。預(yù)充電單元由蓄電池供電。

⑧蓄電池充電模塊（BCM）（圖3-15位置32）

BCM將三相交流電壓整流成直流電壓，向蓄電池充電并且向與動(dòng)車組蓄電池配電系統(tǒng)相連的負(fù)載供電。輸入整流器對(duì)三相交流輸入電壓整流，經(jīng)直流環(huán)節(jié)濾波器降低直流環(huán)節(jié)電壓的波動(dòng)。IGBT逆變器將直流環(huán)節(jié)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樽儔浩鞲哳l矩形交流電壓。中心抽頭次級(jí)線圈的輸出電壓再次被輸出整流器調(diào)整，并被蓄電池濾波器濾波。通過控制IGBT，直流輸出電壓被維持在固定級(jí)別。如果總輸出電流或蓄電池充電電路超過最大允許限值，輸出電壓即被減少，因此蓄電池充電器以固定電流運(yùn)行。IGBT逆變器的主控單元需要對(duì)直流輸出電壓、總輸出電流、蓄電池充電電流和蓄電池溫度進(jìn)行測(cè)量和控制。

BCM主要包括輸入整流器、直流環(huán)節(jié)濾波器（感應(yīng)器和電容器）、IGBT逆變器、高頻變壓器、輸出整流器（2個(gè)二極管）、蓄電池濾波器（感應(yīng)器和電容器）、控制單元BCC/I和冷卻風(fēng)扇。

四、鑰匙聯(lián)鎖系統(tǒng)

鑰匙聯(lián)鎖系統(tǒng)的主要目的是使高壓設(shè)備可靠接地，減少使用或維護(hù)時(shí)高壓觸電的可能性。鑰匙聯(lián)鎖系統(tǒng)如圖3-20所示，它主要由以下設(shè)備組成。

（1）3個(gè)用于受電弓和主電路斷路器供風(fēng)的聯(lián)鎖裝置。

（2）3個(gè)用于高壓系統(tǒng)的接地開關(guān)。

（3）1個(gè)用于輔助三相供電的接地開關(guān)。

（4）1個(gè)鑰匙開關(guān)聯(lián)鎖轉(zhuǎn)接器（multiplier）。

（5）每一變流器1個(gè)接地開關(guān)。

（6）變流器箱的開箱鑰匙。