HXD1C型机车辅助变流器输出对地电压过高成因研究

摘要

伴随着我国大功率电力机车国产化进程的加快，南车集团某电力机车公司在通过消化吸收国外技术后于2009年研制出了HXD1C型电力机车，国产化率达到百分之九十以上，具有里程碑式的意义。首批于当年交付成都铁路局某机务段使用，担任该机务段货运任务的主要车型。但第一批下线的HXD1C机车在运行使用过程中发生过多次事故，尤其发生多起辅助系统负载风机烧损事故，使得这款机车一度停用。目前该型该批次机车采取风机与地之间完全绝缘的措施，虽然能够正常使用，但是没有从根本上找到引起风机绕组对地电压过高的原因，且存在安全隐患。
　　本论文首先对该车型辅助电路系统进行介绍，并介绍了现场的故障情况。根据该批次车型辅助电路系统回路在Simulink平台上搭建系统仿真模型。通过仿真得到波形和现场实测波形一致，验证了仿真模型的正确性。
　　然后，主要对变流器整流和逆变两大模块各个电路状态分析，通过对整流器和逆变器各种工况之间组合的数据分析，将单台工作和两台同时工作时风机绕组对地电压进行比较，找到并解释产生该现象的原因。根据所找到的原因，提出2种解决方案。通过仿真分析，验证了这2种方案可以从根本上解决问题。另外，对这2种方案进行了各自优缺点的分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要工作

第2章 HXD1C辅助电路的概述

2．1 机车辅助电路

2．1．1 机车辅助电路的介绍

2．1．2 机车辅助电路的组成

2．2 TGF54型辅助变流器

2．2．1 TGF54辅助变流器系统功能简介

2．2．2 TGF54辅助变流器外观图

2．2．3 辅助变流器各项参数指标

2．3 TGF54型辅助变流器工作流程

2．3．1 TGF54型辅助变流器主电路图

2．3．2 辅助回路

2．3．3 两端口网络的电阻特性

2．4 本章小结

第3章 风机烧损故障与仿真论证

3．1 风机烧损故障描述

3．1．1 辅助变流器风机烧损故障

3．1．2 事故的现场测试

3．1．3 相关工作人员提出的解决措施

3．2 MATLAB仿真验证

3．2．1 仿真模型搭建

3．2．2 MATLAB仿真模型元件参数

3．2．3 单台辅助变流运行时电压波形

3．2．4 两台变流器同时运行时电压波形

3．3 本章小结

第4章 故障原因分析

4．1 整流环节

4．1．1 整流器工作机理

4．1．2 整流器部分定量计算

4．2 逆变环节

4．2．1 逆变原理介绍

4．2．2 逆变器部分定量计算

4．3 分析原因

4．3．1 单台运行时负载绕组对地电压分析

4．3．2 两台同时运行时负载绕组对地电压分析

4．3．3 总结分析

4．4 绝缘理论

4．4．1 绝缘概念

4．4．2 绝缘的破坏

4．4．3 HXD1C辅助电路风机的绝缘破坏

4．5 本章小结

第5章 故障的解决

5．1 加装隔离变压器

5．1．1 总体方案

5．1．2 仿真波形

5．1．3 该方案的优缺点

5．2 直流侧并联共用一台整流器

5．2．1 整体方案

5．2．2 仿真波形

5．2．3 该方案的优缺点

5．3 本章小结

结论

致谢

参考文献