摘要：近年来，电力机车电气系统故障诊断系统得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了和谐型电力机车主电路特点以及辅助电气系统，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就微机控制系统问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：电力机车；电气系统；故障诊断；系统；设计
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，电力机车电气系统故障诊断系统设计的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对电力机车电气系统故障诊断系统的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述
和谐系列电力机车是南车集团和北车集团与国外企业合作，引进消化技术，并国产化的新一代交流客货运机车。和谐型系列机车电气系统的主、辅回路均采用了交流控制技术，系统的设计坚持起点高、技术领先的原则，采用先进、成熟、可靠的技术，按照标准化、系列化、模块化、信息化的总体要求进行全方位设计的。
机车主电气电路主要由网侧电路、主变压器、牵引变流器及牵引电机构成。其中和谐型系列电力机车网侧电路主要由受电弓、主断路器、避雷器、高压电压互感器、高压电流互感器、高压隔离开关、主变压器原边、回流侧互感器和接地碳刷等组成。下面主要从主变压器、变流器和牵引电机三个方面进行比较。
2.1 HXD1型电力机车主电路特点
（1）主变压器
采用EFAT6744型电力机车牵引变压器。其内除主变压器外，还装有两台100HZ滤波电抗器。它们装在一个邮箱内，共用一个冷却系统。主变压器是单相变压器，卧式结构，采取车体下悬式安装。
（2）牵引变流器
每台机车由2节车组成，每节车设有1个牵引变流柜，每个牵引变流柜由2套相互独立的变流器组成。一个变流器包含2个并联的四象限整流器、1个牵引逆变器和1个辅助逆变器等。
（3）牵引电机
采用西门子公司的1TB2624-0TD02型或国产化的JD160型鼠笼式三相异步牵引电动机，额定功率为1224千瓦，冷却方式为强迫通风，采用直接转矩控制（DTC）。
2.2 HXD2型电力机车主电路特点
（1）主变压器
主变压器为模块化的卧式结构，包括1个原边绕组，4个牵引绕组，4个二次滤波电抗器，2个辅助滤波电抗器，强迫油循环风冷却系统以及内置的多种保护电器。
（2）牵引变流器
采用ONIX系统将IGBT技术应用于异步交流传动机车。牵引传动系统的每台牵引电机与1个牵引逆变器和1个四象限整流器相连，组成四个独立的驱动单元，这样每根车轴驱动可以单独切除，因此发生一个单独的故障后，1台机车上仍保持3/4牵引功率。
（3）牵引电机
牵引电动机采用由永济电机公司国产化的YJ90A型牵引电机（阿尔斯通公司原型号为6FRA4567B型），该型电动机为六极三相鼠笼式异步牵引电动机，定子采用全叠片无机壳结构以减轻重量和改善散热，额定功率为1224千瓦，冷却方式为强迫通风，采用磁场定向直接转矩控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3 HXD3型电力机车主电路特点
（1）主变压器
主变压器采用心式卧放结构，由高压线圈、牵引线圈和辅助线圈三种线圈组成，采用八分裂形式，层式线圈来满足高阻抗的要求。全铝板翅式冷却器，两路油循环系统。冷却风从车顶吸入，进入复合冷却器先冷却上层主变流器的冷却水，在再冷却下层的变压器油，最后从车底排出。同时其保护装置包含2个油流继电器、1个温度继电器和1个压力释放阀。
（2）牵引变流器
HXD3型电力机车采用四象限整流电路控制，采用PWM调制方法，它工作在整流和逆变的四个象限，既能用于牵引也可以用于再生制动。中间直流斩波电压是主变流器的重要参数，它决定了四象限整流器、牵引逆变器、牵引变压器等的电压等级。同时采用两电平式电压源型逆变器，将整流器输出的直流电转化为交流电来驱动交流电机。
（3）牵引电机
该机车采用引进日本TOSHIBA公司开发的SEA-107型变频一步牵引电机，该电机是一个四极三相鼠笼式感应电机、采用强制通风方式，半悬挂方式。额定功率1250KW。
3 辅助电气系统
辅助电气系统是由三相输出辅助电源、充电机、辅助负载、低压电器和辅助控制单元等组成。
3.1 HXD1型电力机车辅助电气系统特点
HXD1型电力机车辅助电气系统由集成在牵引变流器内的辅助逆变器供电。两个辅助逆变器分别从牵引变流器的一路中间直流环节取电，通过滤波变压器和一组滤波电容器滤波后向两个三相支路供电。230V/60Hz单相交流支路由一个440V/230V变压器从三相恒频恒压支路取电。直流负载支路由蓄电池充电机供电。
3.2 HXD2型电力机车辅助电气系统特点
两个独立的辅助变流器均采用IGBT技术。每个辅助变流器包括降压斩波器和逆变器，直接由主电路中间回路供电，变压器不用设辅助绕组。在正常模式下，一个辅助变流器为定频载荷供电，另一个为变频载荷供电。如果一个辅助变流器驱动失效，另一个将为蓄电池充电器和整个机车的辅助载荷供电。蓄电池充电器单节车采用冗余设计，每两节车也互为冗余，保证了110V电源的可靠性。
3.3 HXD3型电力机车辅助电气系统特点
在HXD3型机车中，其三相辅助电路采用了辅助变流器给机车的各类辅助电机供电，三相辅助变流系统是采用日本东芝公司现有成熟的辅助传动变流技术，由两组辅助变流器组成。每组辅助变流器的功率均为230kVA，它们分别是APU1和APU2。APUl和APU2分别同2套牵引变流器安装在一起，组成两组功率变流柜。其风冷部分共用一个通风机和通风道，简化了机车通风系统，减少了牵引变流器和辅助变流器之间的电气接口，有利于设备安装、检修和维护。
4 结束语
综上所述，加强对电力机车电气系统故障诊断系统设计问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电力机车电气系统故障诊断系统设计过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1]黄济荣.电力牵引交流传动与控制.北京：机械工业出版社，1999.
[2]王立民，郝凤荣.HXD3型交流传动电力机车电气系统.铁道机车车辆，2008.
[3]连级三.电传动机车概论.成都：西南交通大学，2001.
[4]杨朝晖，杨守君.HXD3型交流传动货运电力机车主变压器.电力机车与城轨车辆，2009.
论文作者:卢岐,藏小文
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/16
标签：变流器论文; 电力机车论文; 系统论文; 变压器论文; 电气论文; 机车论文; 电机论文; 《基层建设》2017年第24期论文;