《动车组检测与故障诊断技术》教学课件—02动车组概论.ppt

1第二章第二章 动车组概论动车组概论l动车组的构成动车组的构成l动车组诊断系统动车组诊断系统2动车组的构成ICE3、ICET动车组lICE 3的供电方式：的供电方式： 除具有德国单电源系统除具有德国单电源系统(15kV，162/3Hz)之车之车种外，另有配备四电源系统种外，另有配备四电源系统(交流电交流电15kV和和25kV，直流电，直流电3kV和和1.5kV)之车种，以适应不之车种，以适应不同供电系统的欧陆多国联运同供电系统的欧陆多国联运(德、荷兰、法、比德、荷兰、法、比利时、奥地利、瑞士等国利时、奥地利、瑞士等国)lICE3动车组的动力布置方式：动车组的动力布置方式： 为能满足最大轴重为能满足最大轴重17吨、最高营运速度吨、最高营运速度330公里公里/小时、最大爬坡能力小时、最大爬坡能力4%，以及提供更多的座位，以及提供更多的座位容量等需求，容量等需求，ICE 3改采动力分布式的电联车改采动力分布式的电联车设设计计，不再是如，不再是如ICE 1和和ICE 2具有动力车头具有动力车头 3ICE3动车组lICE3的车厢组成：的车厢组成： ICE 3为八节车厢之电联车，包括三节头等车厢、四节为八节车厢之电联车，包括三节头等车厢、四节普通车厢及一节餐车，车厢比普通车厢及一节餐车，车厢比ICE 1和和ICE 2之长度稍短、之长度稍短、宽度稍窄，全长宽度稍窄，全长200公尺，共可承载公尺，共可承载380名旅客名旅客(四电源四电源系统系统)或或391名旅客名旅客(单电源系统单电源系统)。

lICE3的动力：的动力： 八个动力转向架的输出马力达八个动力转向架的输出马力达8000 kW；亦可作两组列；亦可作两组列车联挂营运，总长达车联挂营运，总长达400公尺l ICE3的外形：的外形：lICE 3的外型更流线化，前后端车厢在驾驶舱后方以透的外型更流线化，前后端车厢在驾驶舱后方以透明玻璃作隔间，可提供乘客列车前方之宽广视野明玻璃作隔间，可提供乘客列车前方之宽广视野 4给斯图加特给斯图加特苏黎世线路新造苏黎世线路新造的的415 型型ICE-T 电动车组电动车组5适用于适用于4 种不同电压制的种不同电压制的406 型型ICE 3 电动车组电动车组6ICE3、ICET的特点：l(1) 引入了多单元设计方案引入了多单元设计方案, 其内容为将功率单其内容为将功率单l元元(牵引、制动和车载供电牵引、制动和车载供电) 分散在几节车的地分散在几节车的地板下板下;l(2) ICET 融合了倾摆技术和融合了倾摆技术和ICE 的舒适性的舒适性;l(3) ICE 3 采用了采用了4 电制技术电制技术, 以适应欧洲铁路使以适应欧洲铁路使l用的最主要的电压制式和列车保护系统用的最主要的电压制式和列车保护系统;l(4) 采用了基于列车通信网络采用了基于列车通信网络(TCN ) 的控制技术的控制技术l方案。

方案7ICE2T 和ICE 3 电动车组的主要特征：l牵引方案和列车编组均采用了模块化设计牵引方案和列车编组均采用了模块化设计l构成基本牵引块的电气设备分布在构成基本牵引块的电气设备分布在3 辆车辆车上这些基本的上这些基本的3 辆车组合加上非动力中辆车组合加上非动力中间车可组成更长的列车间车可组成更长的列车8基本模块1组成:l基本模块基本模块1 由由3 辆车组成辆车组成:l(1) 带司机室的拖车带司机室的拖车(命名为命名为T 车车) , 车上设有牵车上设有牵l引变压器、受电弓和司机室引变压器、受电弓和司机室;l(2) 变流器中间车变流器中间车(命名为命名为SR 车车) , 车上设有功率车上设有功率l变流器和变流器和2 台牵引电机台牵引电机;l(3) 动力中间车动力中间车(命名为命名为FM 车车) , 车上也设有车上也设有2l台牵引电机台牵引电机lT 车、车、SR 车和车和FM 车均设有一路三相高压母线车均设有一路三相高压母线,l该母线用来将这该母线用来将这3 辆车连接在一起辆车连接在一起, 并给该模块并给该模块的的4台牵引电机并联供电台牵引电机并联供电9基本模块2l基本模块基本模块2 的牵引装置与基本模块的牵引装置与基本模块1 相同相同, 但内部装配有但内部装配有所不同所不同, 不同之处在于不同之处在于:l(1) T 1 变压器车设有一等座席变压器车设有一等座席;l(2) SR 1 变流器车设有一等和二等座席变流器车设有一等和二等座席;l(3) FM (R ) 动力中间车设有餐饮设施动力中间车设有餐饮设施(餐室和厨房餐室和厨房)。

l列车上所有车辆均安装了与列车上所有车辆均安装了与2 辆变压器车连接在辆变压器车连接在l一起的车顶高压电缆一起的车顶高压电缆, 因此每个电动车组只需升一个因此每个电动车组只需升一个l受电弓就可以正常运行受电弓就可以正常运行l下面介绍的车辆与下面介绍的车辆与2 个基本模块组合就个基本模块组合就10非动力车(1) 非动力中间车非动力中间车(命名为命名为M 车车) , 安装有安装有车顶高压电缆车顶高压电缆, 用来组成用来组成7 辆和辆和8 辆编辆编组的列车组的列车;(2) 非动力变压器中间车非动力变压器中间车(命名为命名为TM 车车) , 安装有车顶高压电缆安装有车顶高压电缆, 用来组成用来组成9 辆编辆编组的列车组的列车l非动力车与非动力车与2 个基本模块组合就可以组个基本模块组合就可以组成成5 辆辆 9 辆不同编组的列车辆不同编组的列车11ICE 3 的基本编组lICE 3 的基本编组形式是的基本编组形式是8 辆编组列车辆编组列车前后端各设一个由前后端各设一个由3 辆车组成的牵引组辆车组成的牵引组, 牵引组之间是牵引组之间是2 辆非动力车辆非动力车l就电力设备而言就电力设备而言, 每个端部的每个端部的3 辆车组合辆车组合构成一个模块。

构成一个模块l牵引组牵引组3 辆车的中间辆车的中间1 辆是变压器车辆是变压器车, 设有设有受电弓受电弓; 另外另外2 辆每辆设有辆每辆设有2 台两轴动力台两轴动力转向架12ICE 3 车组的功率与速度l1 列列ICE 3 车组的装机牵引功率为车组的装机牵引功率为8MW , 其最大其最大设计载重量为设计载重量为420 t, 因此单位装机功率为因此单位装机功率为19 kW/t,是是ICE 1 的的2 倍倍, 这将有助于明显减少总旅这将有助于明显减少总旅程时间程时间, 尤其对站间距小时尤其对站间距小时, 通过确保更快的加通过确保更快的加速度速度, 效果更加明显效果更加明显l牵引和制动设备设计的最高速度为牵引和制动设备设计的最高速度为330 kmh , 但额定电压为但额定电压为1. 5 kV 或或3. 0 kV 的直流电网供的直流电网供电时电时, 速度将下降到速度将下降到220 km/h13ICE3的供电电压lICE 3 的牵引装置设计为适用于欧洲大陆的牵引装置设计为适用于欧洲大陆经常遇到的经常遇到的4 种接触网供电系统种接触网供电系统:l(1) 交流交流16/2/3 Hz15 kV;l(2) 交流交流50 Hz25 kV;l(3) 直流直流1. 5 kV;l(4) 直流直流3. 0 kV。

14表表1ICE 3 电动车组技术数据电动车组技术数据15表表1ICE 3 电动车组技术数据电动车组技术数据16表表1ICE 3 电动车组技术数据电动车组技术数据17表表2ICE-T 电动车组技术数据电动车组技术数据18表表2ICE-T 电动车组技术数据电动车组技术数据19表表2ICE-T 电动车组技术数据电动车组技术数据20牵引装置牵引装置lICE2T 列车列车16 2/3 Hz，15 kV高压系统的电路原理高压系统的电路原理l每辆变压器车均设置每辆变压器车均设置1 台受电弓台受电弓(图图4) , 该受电弓设该受电弓设有真空主断路器和用于高压电缆连接的隔离开关有真空主断路器和用于高压电缆连接的隔离开关l2 个独立的次级绕组给临近变流器车上的四象限功个独立的次级绕组给临近变流器车上的四象限功率变流器供电率变流器供电l这些变流器给公共中间直流回路供电这些变流器给公共中间直流回路供电(2 000 V 2 600 V ) , 公共中间直流回路给公共中间直流回路给PWM逆变器供电逆变器供电, 最后最后PWM 逆变器输出提供给三相异步牵引电机逆变器输出提供给三相异步牵引电机l5 辆辆 8 辆编组的列车设有辆编组的列车设有2 台受电弓台受电弓, 9辆编组的辆编组的列车设有列车设有3 台。

台21牵引装置牵引装置底座上设有摆式悬挂装置的底座上设有摆式悬挂装置的ICE-T 受电弓受电弓22牵引电机与转向架l牵引电机的额定功率为牵引电机的额定功率为500 kW , 与那些与那些安装在安装在ICE 3 上的牵引电机的额定功率相上的牵引电机的额定功率相当l功率通过万向轴和伞齿轮传递给动力转向功率通过万向轴和伞齿轮传递给动力转向架的轮对动力转向架和非动力转向架的架的轮对动力转向架和非动力转向架的基本原理是相同的基本原理是相同的 , 均反映了意大利均反映了意大利ETR460 和和ETR 470 列车最新的发展列车最新的发展, 也也就是说就是说ICE2T 转向架完全采用转向架完全采用ETR 460 和和ETR 470 的倾摆系统的倾摆系统, 包括主动对中装包括主动对中装置23配备了整套倾摆和主动对中装配备了整套倾摆和主动对中装置的置的ICE-T 非动力转向架非动力转向架24带涡流制动机磁铁的带涡流制动机磁铁的ICE 3 非动力转非动力转向架向架25带异步牵引电机、关节式弧齿联结器带异步牵引电机、关节式弧齿联结器和轮对齿轮箱的和轮对齿轮箱的ICE 3 动力转向架动力转向架26变压器与变流器l每台变压器设计的电力负载为每台变压器设计的电力负载为5. 0MVA。

变压器变压器和线路滤波器安装在一个箱体内和线路滤波器安装在一个箱体内l分离的牵引绕组给邻近的每辆变流器车提供两分离的牵引绕组给邻近的每辆变流器车提供两路路1 200 V 电源l变流器车上的功率变流器单元由四象限变流器、变流器车上的功率变流器单元由四象限变流器、一个最大电压为一个最大电压为2 800 V 的中间直流回路和给的中间直流回路和给4 台牵引电机供给能量的台牵引电机供给能量的PWM 逆变器组成驱动逆变器组成驱动控制单元以控制单元以S IBA S 32为基准l中间直流回路也给涡流制动机提供可调节的电中间直流回路也给涡流制动机提供可调节的电源27变压器与变流器l与单电制列车相比与单电制列车相比, 多电制列车中仅变压多电制列车中仅变压器车需要额外费用器车需要额外费用l需要额外的线路滤波器和额外的开关元件需要额外的线路滤波器和额外的开关元件与变压器车上的四象限功率变流器组合与变压器车上的四象限功率变流器组合, 该变流器设定为直流工作的升压或降压斩该变流器设定为直流工作的升压或降压斩波器l无论线路电压是直流还是交流无论线路电压是直流还是交流, 直流中间直流中间回路和回路和PWM 逆变器的工作方式完全逆变器的工作方式完全一样。

28车载电力供应系统车载电力供应系统lICE2T 与与ICE 3 均设有一条均设有一条670 V 直流供电用直流供电用l线l670 V 列车母线由变压器车上的列车母线由变压器车上的IGBT 变流器供变流器供l电l这种变流器具有内部冗余这种变流器具有内部冗余, 额定功率为额定功率为2250kVA , 由牵引变压器的由牵引变压器的2 个独立绕组供电如果个独立绕组供电如果8 辆编辆编组列车的组列车的1 个变流器发生故障个变流器发生故障, 2 个相邻牵引单元个相邻牵引单元的的670 V 母线就相互连结起来母线就相互连结起来29车载电力供应系统车载电力供应系统l连接在连接在DC670 V 母线上的功率变流器以母线上的功率变流器以CVCFl或或VVV F 方式给车辆上的电负载供电主要加方式给车辆上的电负载供电主要加热器和辅助。