【電抗器作用】電抗器與制動電阻構成牽引傳動 一、CRH5型動車組牽引系
CRH5型動車組牽引系統使用交直交傳動方式，主要由受電弓、主斷路器、牽引電抗器、牽引變流器及牽引電機組成。受電弓通過電網接入25kv的高壓交流電，輸送給牽引電抗器，降壓成1770v的交流電。加壓后的交流電再輸入牽引變流器，逆變成電壓和頻率均可控制的三相交流電，輸送給牽引電機牽引整個列車。
CRH5型動車組牽引系統電抗器使用油冷方式，牽引變流器使用成熟的IGBT技術。異步牽引電機的功率為550kw，采用體懸方式，由萬向軸傳遞牽引力。動車組有兩個相對主力的主牽引系統，每個牽引單元配備一個完成整的集電、牽引及輔助系統，以實現所需的牽引和輔助電路還余，其中一個單元由3輛動車加1輛拖車構成（M-M-T-M),另一個單元由2輛動車加2輛拖車構成（T-T-M-M)。
每個動力單元帶有一個電抗器和受電弓。在正常運行中，每列車只啟動1個受電弓。每個牽引動力單元的牽引設備都由下列設備組成
1、一個高壓單元，帶受電弓和保護裝置；
2、一個電抗器；
3、兩套或三套IGBT水冷技術的主牽引套件；
4、四臺或六臺異步牽引電機，底架懸掛，最大設計負載550kw（輪緣處功率）。由于每臺電機是由一個嘟嚕的牽引逆變器驅動的，在同一車輛內輪對間輪徑差最大為15mm的情況下，無需減小負載。每節動車裝有兩臺牽引電機。正常情況下，兩個牽引系統均工作，當一個牽引系統發生故障時，可以自動切斷故障源，繼續運行。
二、牽引/電制特性
在正常負載條件下（定員載客）、平直線路、車輪平均磨耗（即車輪直徑為850mm）和網壓在22.5KVAC-29KVAC范圍內電壓時，列車的牽引性能如下：
1、平均啟動加速度（0-40km/h） 0.50m/s
2、200km/h時的剩余加速度 0.11m/s2
3、220km/h時的剩余加速度 0.09m/s2
4、250km/h時的剩余加速度 0.05ms2
5、平均最大車輪磨耗粘著系數 0.22
6、爬行坡度（100%牽引力） 30‰
7、栽兩個牽引變流器故障或一個牽引電抗器故障條件下（可獲得60%的牽引功率）的爬行坡度 27‰（連續運行）~30‰（以73km/h速度運行25km）；
8、輪周處的最大牽引功率 5500kw；
9、輪周處的最大牽引力 302kn
10、輪周處的最大制動功率 5785kw
列車設有再生制動，可在220到10km/h的速度范圍內工作。在電分相區段，電制動不會停止但會將再生的電流給輔助變流器供電，并通過制動電阻消散能量，制動電阻安裝在車頂，靠自然通風。這樣設計的目的是允許電阻制動的時間最常達10分鐘。再生制動可在電分相端部重新啟動，如果栽電分相區段的時間超過10分鐘，電制動會完全停止而且將自動啟用空氣制動。該列車裝備有自風冷式盤式制動裝置，每個動軸上裝2個，每個拖軸上裝3個，并有彈簧控制的停車制動裝置。
動車組通常用制動為電制動和空氣制動的復合制動，緊急制動僅為空氣制動。電制動栽200km/h到10km/h的速度范圍內工作，在達到最大電制動的情況下，輪周處的最大制動力和功率如下:
1、輪周處的最大制動力 205kn
2、輪周處的最大制動功率 5785kw
最大常用制動和緊急制動性能：
初速度200km/h:
1、平均減速度 0.79m/s2
2、制動距離 ≤2000m
初速度160km/h
1、平均減速度 0.79m/s2
2、制動距離 ≤1400m
三、每個動力單元的牽引設備都由下列設備組成：
1、高壓電氣單元具有受電設備、保護裝置和電抗器，安裝在TTP和TTPB車上。電抗器，采用強制油冷卻。
2、第一牽引動力單元具有3個牽引/輔助變流器，第二牽引動力單元具有2個牽引/輔助變流器，每臺牽引/輔助變流器驅動2臺牽引電機。牽引/輔助變流器獲得可調節的直流電壓，并驅動異步牽引電機的牽引和再生制動。在過電分相時由于再生制動短時停止工作，過度的制動電阻投入使用。每輛動車配置2臺異步牽引電動機，底架懸掛，單臺電機設計持續功率可達到550kw，并且車輪的直徑差（在相同車軸上）接近3mm時也能夠提供500kw的負載。
3、一臺牽引控制器，能夠完成如下的功能：
控制設備發送牽引/制動命令；
控制中間直流線電壓和受電弓輸入端的功率因數；
控制電機牽引/制動轉矩
進行電力設備的保護；
對控制器本身進行自診斷；
4、安裝在IM2和IMH車輛上的電氣裝置，如100hz諧振的制動器和瞬時制動電阻。
高壓電氣系統從高架接觸線路采集25kv電流，為牽引設備和其他設施提供動力并進行高壓系統的控制、檢測和保護。這些電路位于TTP和TTPB車上，由受電弓、主斷路器、避雷器、網端檢測裝置等組成。
四、牽引電抗器的特點:
1、大容量、小型化，
2、安裝方式采用了車體地板下吊掛式安裝的臥式扁平結構
3、儲油柜側面放置以降低電抗器高度，
4、耐機械沖擊，能承受水平方向3g橫向2g垂直方向1g的沖擊加速度，
5、整體絕緣水平為F級
6、高阻抗使電抗器內部的空間磁場很強，結構件使用了大量的無磁、絕緣材料，
7、線圈導線采用Nomex紙絕緣，耐熱等級高，機械強度大，
8、繞組結構采用全分裂結構，以滿足電磁耦合要求，
9、冷卻方式為強迫導向油循環風冷，
10、冷卻媒質采用了具有高燃點的Ester脂油。
五、牽引電抗器結構：
電抗器采用芯式臥放結構。內部結構主要由鐵心、線圈構成的器身和引線等組成，外部結構主要由油箱及儲油柜、冷卻系統、組件等幾部份組成。
電抗器控制
電抗器控制，是由高壓箱完成的。高壓箱安裝在3號車和6號車車底下，其包括機電設備和傳感器來管理高壓電路的，高壓箱也可以進行牽引電抗器的保護，高壓柜的功能:
-將牽引/輔助變流器絕緣
-管理電抗器輔助設備
-保證快速保護功能
-保證向列車網絡控制系統的遠程輸入/輸出
六、CRH5動車組頭車電氣設備
CRH5動車組頭車電氣設備包括：牽引電機、空調設備、1500v斷路器箱、中低壓設備架、司機臺、140KVA輔助電源、24KW充電器、電器柜架、電抗器、空調箱、聯軸器、水壓單元箱、制動單元、制動電阻、壓縮空氣箱、電池箱、空氣壓縮機、廁所污物箱、客車標識、動力轉向架、自動車鉤、連接棒
CRH5動車組車頂無受電弓客車電氣設備包括：牽引電機、四象限逆變器、單元指示器、制動變阻、中低壓設備架、電器柜架、加熱系統變流器、電動機傳動器、水壓單元箱、制動單元、廁所污物箱、客車標識、動力轉向架、連接棒、空調設備
CRH5動車組車頂有受電弓客車電氣設備包括：1.5/2.3kv轉換器、空調設備、受電弓、25kv斷路器、接地斷路器、25kv電阻箱、車頂短路器、25kv旋轉頭、25kv電抗器、變流器、牽引變流器、中低壓設備架、充電器、翻版、加熱變流器、傳感器、廁所污物箱、水箱、制動單元、水壓單元箱、電池箱、制動電阻、壓縮機冷卻器、客車標識、轉向架、空調箱、風扇。 |
