動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng).doc

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1、北 京 交 通 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 題目：動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng) 姓名 ： 牛永濤 專業(yè)： 鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛 工作單位： 吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 職 務(wù)： 學(xué) 生 準(zhǔn)考證號(hào)： 291711100665 聯(lián)系電話：13694324529 設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師： 陸嘉 發(fā)題日期：2012年4月20日 完成日期：2012年6月28日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）評(píng) 議 意 見(jiàn) 書(shū) 專 業(yè) 鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛 姓 名 牛永濤 題 目 動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng) 指 導(dǎo)

2、教 師 評(píng) 閱 意 見(jiàn) 成績(jī)?cè)u(píng)定： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答 辯 組 意 見(jiàn) 答辯組負(fù)責(zé)人： 年 月 日 備 注 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng) 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文內(nèi)容 1、動(dòng)車(chē)組輔助供電系統(tǒng)的特點(diǎn) 2、動(dòng)車(chē)組輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)成 3、動(dòng)車(chē)組

3、輔助供電系統(tǒng)的功能 二、 基本要求 必須從整列車(chē)考慮設(shè)計(jì)，控制母線和主電纜在全列車(chē)貫通。輔助逆變器和充電機(jī)向輕量化、小體積發(fā)展。近年均采用IGBT元件和高頻電力電子技術(shù)，提高效率和可靠性。 三、 重點(diǎn)研究問(wèn)題 1、CRH1型或CRH2型動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)造、工作原理、等等 2、CRH1型或CRH2型動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng)有關(guān)的關(guān)鍵部件例如IGBT元件的一些簡(jiǎn)要的介紹 四、 主要技術(shù)指標(biāo) 輔助電源裝置(APU)的技術(shù)指標(biāo)： 輸入額定值 ：額定電壓：ＡＣ４００Ｖ（５０Ｈｚ）單相； 電壓變動(dòng)范圍：＋２４％～－３１％（連續(xù)），－３７％（１０分鐘）。 輸出額

4、定值 ：額定容量：２２７ｋＶＡ； 負(fù)載程度：１００％連續(xù)，ＡＣ輸出１８０％１０秒，ＤＣ輸出１２０％２０秒； 負(fù)載功率因數(shù)：８５％（延遲）； 五、 其他需要說(shuō)明的問(wèn)題 由于某些技術(shù)發(fā)展不完善和條件的限制等原因，文章可能對(duì)某些觀點(diǎn)的闡述不準(zhǔn)確，也可能因?yàn)楸救怂降脑颍瑢?duì)某些觀點(diǎn)的闡述可能有錯(cuò)誤。望給予批評(píng)指正。  開(kāi)題報(bào)告 隨著高速鐵路技術(shù)在我國(guó)的迅速發(fā)展,動(dòng)車(chē)組技術(shù)的消化吸收是我國(guó)鐵路建設(shè)急需要解決的問(wèn)題。而動(dòng)車(chē)的輔助供電系統(tǒng)作為其重要組成部分,除了像傳統(tǒng)機(jī)車(chē)那樣擔(dān)負(fù)牽引電機(jī)的輔助作用,還擔(dān)負(fù)起了車(chē)內(nèi)乘客安全和乘坐環(huán)境維持系統(tǒng)的用電,其作用更加重要?，F(xiàn)代動(dòng)車(chē)組輔助供電系統(tǒng)是列

5、車(chē)運(yùn)行不可缺少的部分，維護(hù)著列車(chē)輔助供電起著第二電源的作用，動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式,電源貫穿全列車(chē).目前，我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)的動(dòng)車(chē)組為“和諧號(hào)”各型高速動(dòng)車(chē)組，其中，CRH3 型動(dòng)車(chē)組速度達(dá)到350 km/h，為旅客提供了快捷、舒適的旅行環(huán)境。 為了保證動(dòng)車(chē)組能夠長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行，列車(chē)需要穩(wěn)定、高效的輔助系統(tǒng)為眾多輔助設(shè)備提供電源，這些設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)、冷卻通風(fēng)機(jī)、油泵／水泵電機(jī)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、采暖、照明、旅客信息系統(tǒng)等。輔助供電系統(tǒng)的優(yōu)劣，能否正常運(yùn)行，不僅僅關(guān)系到旅客乘坐的舒適性，更直接關(guān)系到動(dòng)車(chē)組是否能正常行駛。 中文摘要 輔助電源系統(tǒng)的

6、可靠性、可用性、列車(chē)安全是非常重要的,通過(guò)高速列車(chē)為依據(jù),輔助供電系統(tǒng)應(yīng)用中存在的火車(chē)和主要性能研究,將給予輔助電源列車(chē)技術(shù)的發(fā)展,提供一些借鑒安全、高速度、操作提供舒適的有效保障,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 輔助供電系統(tǒng)是重要的功能的許多必要。維護(hù)輔助供電系統(tǒng)的任務(wù)是訓(xùn)練負(fù)荷提供交流或直流電源,如空調(diào)、采暖、通風(fēng)、照明、制動(dòng)牽引系統(tǒng)、冷卻風(fēng)扇,控制單元,確保其安全運(yùn)行的列車(chē),為旅客提供舒適的旅游環(huán)境。 由于分別是和不同國(guó)家與公司來(lái)進(jìn)行引進(jìn)，我國(guó)現(xiàn)有鐵路線上的動(dòng)車(chē)種類繁多，技術(shù)各異。在這種背景下，各種機(jī)車(chē)之間存在著大量的零配件不通用，今后我國(guó)鐵路機(jī)車(chē)的維護(hù)，保養(yǎng)和繼續(xù)生產(chǎn)就面臨著巨大的挑戰(zhàn)，維護(hù)

7、保養(yǎng)的成本也將大大提高，阻礙我國(guó)鐵路事業(yè)的繼續(xù)發(fā)展。 由于不同國(guó)家生產(chǎn)的各種動(dòng)車(chē)所采用的技術(shù)各不相同，掌握和吸收起來(lái)也增加了難度。因此，迅速加快我國(guó)對(duì)動(dòng)車(chē)組技術(shù)的引進(jìn)吸收工作，吸取所引進(jìn)列車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，揚(yáng)其所長(zhǎng)，避其所短，研發(fā)并制造出我國(guó)自主研發(fā)的動(dòng)車(chē)，才能科學(xué)的制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，迅速加快我國(guó)動(dòng)車(chē)組發(fā)展的步伐。 關(guān)鍵字： 輔助系統(tǒng) 可靠供電 鐵路 目　　錄 第1章 CRH動(dòng)車(chē)輔助供電系統(tǒng)概述 1 1.1輔助供電系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹 1 1.2 CRH2簡(jiǎn)介 2 1.3 CRH2型動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)造、工作原理 4 第2章 動(dòng)車(chē)組輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功

8、能 6 2.1輔助供電系統(tǒng)的定義 6 2.2 動(dòng)車(chē)組輔助供電系統(tǒng)和基本組成 6 第3章 蓄電池系統(tǒng) 10 3.1蓄電池的用途與分類 10 3.2 鎘鎳蓄電池的工作原理與使用 15 3.3 CRH2緊急停電時(shí)蓄電池的運(yùn)用 20 3.4 動(dòng)車(chē)蓄電池---維護(hù) 21 第4章：輔助電源裝置(APU)的介紹 22 4.1:輔助電源裝置(APU)概述: 22 4.2：牽引變壓器輔助供電繞組： 22 4.3：輔助電源裝置(APU)的技術(shù)指標(biāo)： 23 4.4：輔助電源裝置(APU)的工作原理: 25 4.5:輔助電源裝置(APU)的動(dòng)作說(shuō)明: 26 4.6：DC100V系統(tǒng)工作原理

9、： 29 參考文獻(xiàn) 33 第1章 CRH動(dòng)車(chē)輔助供電系統(tǒng)概述 1.1 輔助供電系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹 輔助供電系統(tǒng)為動(dòng)車(chē)組除牽引動(dòng)力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備提供電力的設(shè)備及其供電系統(tǒng)，高速列車(chē)都是電力牽引列車(chē)，電力均來(lái)自牽引供電電網(wǎng)，經(jīng)受電弓進(jìn)入列車(chē)變壓器原邊繞組，主變壓器的次級(jí)繞組專設(shè)有輔助系統(tǒng)供電的輔助繞組。 輔助供電系統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)備包括：牽引電機(jī)風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、充電機(jī)及風(fēng)機(jī)、空天機(jī)及各種電動(dòng)閥門(mén)、車(chē)廂照明及各種服務(wù)性電氣設(shè)備。輔助供電系統(tǒng)還須為列車(chē)控制系統(tǒng)提供不間斷安全電源。 動(dòng)力車(chē)和拖車(chē)的輔助系統(tǒng)供電是相互獨(dú)立的輔助電機(jī)和電器供電。

10、每個(gè)拖車(chē)的輔助供電由動(dòng)力車(chē)提供的單向交流電源AC1000經(jīng)獨(dú)立的交-直-交變換產(chǎn)生的三相交流電為自身的空調(diào)機(jī)、輔助電氣設(shè)備及照明供電。拖車(chē)的交流電源也可集中由動(dòng)力車(chē)上的整流裝置提供的直流500V電源，再經(jīng)各自的輔助逆變器向輔助設(shè)備供電。 動(dòng)力分散型動(dòng)車(chē)組一般都安列車(chē)每個(gè)單元組成一個(gè)輔助系統(tǒng)，而各種輔助電力設(shè)備都普遍采用單相交流電機(jī)，供電十分簡(jiǎn)單，但對(duì)電機(jī)要求較高。動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng)還具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：必須從整列車(chē)考慮設(shè)計(jì)，控制母線和主電纜在全列車(chē)貫通。輔助逆變器和充電機(jī)向輕量化、小體積發(fā)展。近年均采用IGBT元件和高頻電力電子技術(shù)，提高效率和可靠性。 中國(guó)鐵路開(kāi)行的CRH動(dòng)車(chē)組已知有C

11、RH1，CRH2，CRH3，CRH5，CRH380A，CRH380B，CRH6。中國(guó)鐵道部將所有引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)的CRH動(dòng)車(chē)組車(chē)輛均命名為“和諧號(hào)”。 1.2 CRH2簡(jiǎn)介 　　中華人民共和國(guó)鐵道部為第六次提速調(diào)圖，向日本川崎重工及南車(chē)四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司訂購(gòu)的CRH系列動(dòng)車(chē)組。是繼臺(tái)灣高鐵的700T型電聯(lián)車(chē)后，第二款出口國(guó)外的新干線列車(chē)。 　　CRH2型電動(dòng)車(chē)組以日本新干線的E2-1000型電動(dòng)車(chē)組為基礎(chǔ)，是繼臺(tái)灣的700T型電聯(lián)車(chē)后，第二款出口國(guó)外的新干線列車(chē)。供中國(guó)使用的CRH2型雖使用與E2-1000相同的電動(dòng)機(jī)，由于其編組方式是4節(jié)動(dòng)車(chē)配4節(jié)拖車(chē)，動(dòng)力比日本

12、的6M2T編組E2系小，因此在營(yíng)運(yùn)速度方面會(huì)比日本本土的E2系有所下調(diào)，最高營(yíng)運(yùn)時(shí)速為200公里。列車(chē)編組：每組CRH2A均為8節(jié)車(chē)編組，其編組方式如下： ZE20XX01-ZE20XX02-ZE20XX03-ZE20XX04-ZEC20XX05-ZE20XX06-ZY20XX07-ZE20XX08 　　0XX列車(chē)編號(hào)：001-060，ZY：一等座車(chē)，ZE：二等座車(chē)，ZEC：二等座車(chē)/餐車(chē)。 　　編號(hào)01和08的車(chē)廂擁有駕駛室，車(chē)外寫(xiě)有CRH2-0XXA；編號(hào)04和06的車(chē)廂擁有受電弓。 技術(shù)數(shù)據(jù)：編組型式：BoBo+22+BoBo+22+BoBo+22+BoBo+22 (4M4T

13、)，或者(2M+6T)可兩編組連掛運(yùn)行 　　車(chē)種：一等座車(chē)、二等座車(chē)、餐車(chē) 編組定員：610人 　　客室布置：一等車(chē)2+2、二等車(chē)2+3 　　最高運(yùn)營(yíng)速度：330 km/h 　　最高試驗(yàn)速度：375.3 km/h 　　軌距：1435 mm (標(biāo)準(zhǔn)軌) 　　適應(yīng)站臺(tái)高度：1200 mm 　　傳動(dòng)方式：交直交 　　牽引功率：4800 kW 　　編組重量及長(zhǎng)度：201.4m，345t 　　車(chē)體型式：大型中空型材鋁合金車(chē)體 　　氣密性：車(chē)內(nèi)壓力從4kPa降到1kPa時(shí)間大于50s 　　頭車(chē)車(chē)輛長(zhǎng)度：25700 mm 中間車(chē)輛長(zhǎng)度：2500

14、0 mm 　　車(chē)輛寬度：3380 mm 　　車(chē)輛高度：3700 mm 　　空調(diào)系統(tǒng)：準(zhǔn)集中式 　　轉(zhuǎn)向架類型：DT206/TR7004B無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架 　　轉(zhuǎn)向架一系懸掛：?jiǎn)谓M鋼彈簧單側(cè)拉板定位+液壓減振器 　　轉(zhuǎn)向架二系懸掛：空氣彈簧+橡膠堆 　　轉(zhuǎn)向架軸重：≤14 t 　　轉(zhuǎn)向架輪徑：860/790 mm 　　轉(zhuǎn)向架固定軸距：2500 mm 　　受流電壓：交流 25 kV，50 Hz 　　牽引變流器：IGBT水冷VVVF 　　牽引電動(dòng)機(jī)：300kW 　　啟動(dòng)加速度（m/s2）：0.406 　　制動(dòng)方式：直通式電空制動(dòng) 　　緊急制動(dòng)距

15、離（m）（制動(dòng)初速度200km/h）：≤1800 　　補(bǔ)助電源：DC100V，三相AC100V AC220V、AC400V 　　現(xiàn)有 CRH2A 8輛編成　250KM/H 　　CRH2B 16輛編成　250KM/H 　　CRH2C 8輛編成　350KM/H 　　CRH2E 16輛編成（臥鋪）　250KM/H 1.3 CRH2型動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)造、工作原理 　　CRH2的構(gòu)成大致上面都介紹過(guò)了,輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)載需要的電源規(guī)模來(lái)決定，動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng)一般由輔助變流器、蓄電池、充電機(jī)等組成。 　　輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式，為動(dòng)車(chē)組上除牽引動(dòng)力系

16、統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電。輔助變流器由輸入濾波器、斬波器、逆變器、輸出濾波器和控制單元組成，一般和牽引變流器安裝在一個(gè)機(jī)箱中。蓄電池和充電機(jī)提供不停電的應(yīng)急電源。 挑選輔助電源裝置與牽引變壓器介紹一下如圖所示： 圖1-3 動(dòng)車(chē)組 　　輔助電源裝置:動(dòng)車(chē)組在1號(hào)、8號(hào)車(chē)分別設(shè)置一套輔助電源裝置（APU），為空氣壓縮機(jī)、照明、控制、廣播、列車(chē)無(wú)線等設(shè)備提供電源；在2、4、6號(hào)車(chē)上分別設(shè)有一個(gè)蓄電池箱。 　　牽引變壓器: CRH2動(dòng)車(chē)組輔助供電系統(tǒng)由牽引變壓器3次輔助繞組提供電源，采用干線供電方式，按各電源系統(tǒng)貫穿全列車(chē)。和牽引變壓器3次線圈直接連接的系統(tǒng)中，連接有空調(diào)裝置、換氣裝置以

17、及ATP主控電源。輔助電源裝置（APU）的輸入為400V，該設(shè)備作為電源向以下五個(gè)系統(tǒng)提供電源：非穩(wěn)定單相AC100V系統(tǒng)；穩(wěn)定單相AC100V系統(tǒng)；穩(wěn)定單相AC220V系統(tǒng)；穩(wěn)定三相AC400V系統(tǒng)；穩(wěn)定DC100V系統(tǒng)。第2章 動(dòng)車(chē)組輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 2.1輔助供電系統(tǒng)的定義 輔助供電系統(tǒng)為動(dòng)車(chē)組除牽引動(dòng)力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備提供電是動(dòng)車(chē)組技術(shù)的重要組成部分。國(guó)內(nèi)外各型動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng)各有特色。輔助供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)負(fù)載需要的電源規(guī)模來(lái)決定，動(dòng)車(chē)組的輔助供電系統(tǒng)一般由輔助變流器、蓄電池、充電機(jī)等組成。 輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式，為動(dòng)車(chē)組上除牽引動(dòng)

18、力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電。 輔助變流器由輸入濾波器、斬波器、逆變器、輸出濾波器和控制單元組，一般和牽引變流器安裝在一個(gè)機(jī)箱中。蓄電池和充電機(jī)提供不停電的應(yīng)急電源。 輔助供電系統(tǒng)為空氣壓縮機(jī)、冷卻通風(fēng)機(jī)、油泵/水泵電機(jī)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、采暖、照明、旅客信息系統(tǒng)、控制、廣播、列車(chē)無(wú)線等設(shè)備提供電源。上述負(fù)載要求輔助供電系統(tǒng)具有包括三相AC380V母線、AC220V母線DC110母線等輸出。 2.2 動(dòng)車(chē)組輔助供電系統(tǒng)和基本組成 　　輔助供電系統(tǒng)包括輔助電源系統(tǒng)、電源分配系統(tǒng)、輔助用電設(shè)備。 2.2.1 輔助電源系統(tǒng) 　　輔助電源系統(tǒng)由電源供給設(shè)備、電源轉(zhuǎn)換設(shè)備組成；動(dòng)車(chē)組

19、的輔助供電系統(tǒng)一般由輔助變流器、蓄電池、充電機(jī)等組成。輔助變流器由輸入濾波器、斬波器、逆變器、輸出濾波器和控制單元組成,一般和牽引變流器安裝在一個(gè)機(jī)箱中,蓄電池和充電機(jī)提供不停電的應(yīng)急電源。 　　輸入斬波器:輸入濾波器是“變頻器輸入端專用型濾波器”的簡(jiǎn)稱。輸入濾波器一般安裝在電源與變頻器輸入電源線之間，主要用于抑制變頻器產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，同時(shí)具備共模和差模抑制能力。輸入濾波器主要用于對(duì)電磁環(huán)境要求較高的場(chǎng)合，防止變頻器工作時(shí)，變頻器輸入端對(duì)電網(wǎng)和其它設(shè)備產(chǎn)生的干擾。 　　直流斬波器:直流斬波器乃利用功率組件對(duì)固定電壓之電源做適當(dāng)之切割以達(dá)成負(fù)載端電壓改變之目的。若其輸出電壓較輸入之

20、電源電壓低，則稱為降壓式(Buck)直流斬波器，若其輸出電壓較輸入之電源電壓高，則稱為升壓式(Boost)直流斬波器。 　　逆變器:逆變器是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成交流電（一般為220v、50HZ正弦或方波）。應(yīng)急電源，一般是把直流電瓶逆變成220V交流的。通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、縫紉機(jī)、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱，錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等。 　　輸出濾波器，又名“出線濾波器”，是“變頻器專用型輸出濾波器”的簡(jiǎn)稱。輸出濾波器安裝于變

21、頻器的電力輸出線與電機(jī)之間，不但能有效濾除變頻器輸出電流中的高次諧波，減小由高頻諧波引起的附加轉(zhuǎn)矩，降低電機(jī)溫升及電機(jī)運(yùn)行噪音，而且能有效抑制變頻器的輸出側(cè)的浪涌電壓，保護(hù)電機(jī)，提高變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)。 　　蓄電池:電池是將化學(xué)能變?yōu)殡娔艿墓ぞ摺Ｓ捎陔姵厥怯没瘜W(xué)轉(zhuǎn)換方法得到電能，所以又叫化學(xué)電池。常用的化學(xué)電源有原電池和蓄電池，如手電筒用干電池等屬于原電池，酸性蓄電池和堿性蓄電池等屬于蓄電池。而動(dòng)車(chē)動(dòng)所用電池為堿性蓄電電池。 　　原電池是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N不可逆電池。當(dāng)化學(xué)變化的活性物質(zhì)（即有效物質(zhì)）全部作用完后，它的壽命便告終了。所以又稱為一次電池。 　　蓄電池顧名思義就是

22、儲(chǔ)蓄起來(lái)，使用時(shí)再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊懦鰜?lái)，變換的過(guò)程是可逆的。就電能作用來(lái)說(shuō)，當(dāng)蓄電池已完全放電或部分放電后，兩電極表面形成了新的化合物，這時(shí)如果用適當(dāng)?shù)姆聪螂娏魍ㄈ胄铍姵?，可以使已形成的新化合物還原成原來(lái)的活性物質(zhì)，又可供下次放電之用。這種用反向電流能輸入蓄電池的做法，叫做充電；電池供給電流處電路使用，叫做放電。 　　換句話說(shuō)，放電就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，供外電路使用；充電就是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)蓄起來(lái)。蓄電池的充電和放電過(guò)程，可以重復(fù)循環(huán)多次，所以蓄電池又稱為二次電池。 　　動(dòng)車(chē)組中蓄電池充電模塊BCM（Battery charger module），是一個(gè)靜止的變流裝置，其作用是將

23、三相交流電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓，用來(lái)向蓄電池充電，并為直流母線提供電能，為其它直流負(fù)載供電。每個(gè)充電器的總功率為13kW，其中輸出功率為8kW、最大充電功率為5kW。充電器為一體化的模塊，除冷卻系統(tǒng)外，有三個(gè)主要子系統(tǒng)：一個(gè)三相橋式輸入整流器，一個(gè)IGBT逆變器和一個(gè)輸出整流器。 　　電源轉(zhuǎn)換設(shè)備由逆變器與整流器組成。電源供給的結(jié)構(gòu)采用干線供電方式,為動(dòng)車(chē)組上除牽引動(dòng)力系統(tǒng)之外的所有用電設(shè)備供電。 2.2.2 電源分配系統(tǒng) 　　電源分配系統(tǒng)由分配箱、連接電纜組成,電源分配箱是為通信機(jī)架提供直流電源的分配系統(tǒng)。為保證通信不間斷，分兩組電源輸入，每組容量自定。分配箱用于連接兩個(gè)以上配電電纜終

24、端的封閉箱。 　　電源分配系統(tǒng)是為通信機(jī)架提供電源的分配系統(tǒng)。為保證通信不間斷，分兩組電源輸入，每組容量自定。輸出相應(yīng)也分兩組，工作地也進(jìn)行分配，設(shè)有多個(gè)和輸出相對(duì)應(yīng)的輸出端子。 2.2.3 輔助用電設(shè)備 　　HVAC（采暖、通風(fēng)、空調(diào)就是供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)）系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇、制動(dòng)空壓機(jī)、電池充電機(jī)、車(chē)輛控制裝置、照明等。 　　空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是包含溫度、濕度、空氣清凈度以及空氣循環(huán)的控制系統(tǒng)，被稱為HVAC（英語(yǔ)：Heating, Ventilation, Air-conditioning and Cooling）。 　　機(jī)車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)，機(jī)車(chē)的冷卻水、潤(rùn)滑油、牽引電

25、機(jī)及電器或液力傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)油等的溫度均會(huì)不斷地升高，若不加以冷卻，將要影響到電機(jī)及傳動(dòng)裝置的功率發(fā)揮，工作效率下降，潤(rùn)滑油老化變質(zhì)，破壞潤(rùn)滑，影響機(jī)車(chē)零部件的使用壽命，甚至損壞。因此，在機(jī)車(chē)上采取必要的冷卻措施，設(shè)置一些裝置來(lái)保證電機(jī)、傳動(dòng)裝置工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量能及時(shí)適度地排放到大氣中去，使其溫度維持在允許的范圍內(nèi)，以改善零部件的熱強(qiáng)度和潤(rùn)滑狀況，提高電車(chē)工作的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，延長(zhǎng)其使用壽命，這就是機(jī)車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)的主要任務(wù)。 　　空壓機(jī)的特點(diǎn)由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，引起氣缸容積變化。由于氣缸內(nèi)壓力的變化，通過(guò)進(jìn)氣閥使空氣經(jīng)過(guò)空氣濾清器（消聲器）

26、進(jìn)入氣缸，在壓縮行程中，由于氣缸容積的縮小，壓縮空氣經(jīng)過(guò)排氣閥的作用，經(jīng)排氣管，單向閥（止回閥）進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，當(dāng)排氣壓力達(dá)到額定壓力0.7MPa時(shí)由壓力開(kāi)關(guān)控制而自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力降至0.5--0.6MPa時(shí)壓力開(kāi)關(guān)自動(dòng)聯(lián)接啟動(dòng)。 　　電池充電機(jī)采用開(kāi)關(guān)電源技術(shù)及智能充電技術(shù)，根據(jù)電池容量進(jìn)行充電電流選擇，嚴(yán)格按照蓄電池充電特性曲線進(jìn)行自動(dòng)充電，充電模式是“恒流→（均充穩(wěn)壓值）恒壓減流→（自動(dòng)判別轉(zhuǎn)為）涓流浮充”三階段式。充電初期采用恒流技術(shù)，充電電流恒定，快速提升電池電壓，充電電壓達(dá)到上限電壓時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒壓減流充電，有效的提高了蓄電池的容量轉(zhuǎn)換效率，充電末期轉(zhuǎn)為涓流浮充，使各單體電池均

27、衡受電，保證電池容量得以最大限度恢復(fù)，有效解決單體電壓不均衡現(xiàn)象，避免了蓄電池過(guò)壓充電的危險(xiǎn)。 　　車(chē)輛控制裝置:一種通過(guò)有效控制發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止和自動(dòng)起動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)改善燃耗和降低排放及噪聲的車(chē)輛控制裝置。該車(chē)輛控制裝置按照規(guī)定條件進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止和自動(dòng)起動(dòng)的怠速停止控制裝置;根據(jù)接到的信號(hào)進(jìn)行對(duì)門(mén)的上鎖信號(hào)和解鎖的門(mén)鎖裝置;以及在上述怠速停止控制裝置所執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止期間,檢測(cè)除了從所述遙控鑰匙接到的解鎖信號(hào)以外的基于駕駛員車(chē)輛發(fā)動(dòng)意圖的信號(hào)的車(chē)輛發(fā)動(dòng)意圖監(jiān)測(cè)裝置;其中怠速停止控制根據(jù)所述遙控鑰匙的上鎖信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)的自動(dòng)停止,并在上述車(chē)輛發(fā)動(dòng)意圖監(jiān)測(cè)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止期間檢測(cè)出了所述

28、遙控鑰匙所收到的解鎖信號(hào)以外的基于駕駛員的車(chē)輛發(fā)動(dòng)以外的信號(hào)時(shí),使發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。  第3章 蓄電池系統(tǒng) 3.1 蓄電池的用途與分類 （一）蓄電池的用途 電池是將化學(xué)能變?yōu)殡娔艿墓ぞ?。由于電池是用化學(xué)轉(zhuǎn)換方法得到電能，所以又叫化學(xué)電池。常用的化學(xué)電源有原電池和蓄電池，如手電筒用干電池等屬于原電池，酸性蓄電池和堿性蓄電池等屬于蓄電池。 原電池是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N不可逆電池。當(dāng)化學(xué)變化的活性物質(zhì)（即有效物質(zhì)）全部作用完后，它的壽命便告終了。所以又稱為一次電池。 蓄電池顧名思義就是儲(chǔ)蓄起來(lái)，使用時(shí)再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊懦鰜?lái)，變換的過(guò)程是可逆的。就電

29、能作用來(lái)說(shuō)，當(dāng)蓄電池已完全放電或部分放電后，兩電極表面形成了新的化合物，這時(shí)如果用適當(dāng)?shù)姆聪螂娏魍ㄈ胄铍姵兀梢允挂研纬傻男禄衔镞€原成原來(lái)的活性物質(zhì)，又可供下次放電之用。這種用反向電流能輸入蓄電池的做法，叫做充電；電池供給電流處電路使用，叫做放電。 換句話說(shuō)，放電就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，供外電路使用；充電就是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)蓄起來(lái)。蓄電池的充電和放電過(guò)程，可以重復(fù)循環(huán)多次，所以蓄電池又稱為二次電池。 （2） 蓄電池的分類 根據(jù)電極和電解液所用物質(zhì)的不同，蓄電池一般分為酸性蓄電池和堿性蓄電池。酸性蓄電池的電解液是濃度為27~37%的硫酸（H2SO4）水溶液，即稀硫酸，硫酸是酸

30、性化合物。酸性蓄電池正極板的活性物質(zhì)是二氧化鉛（PbO2），負(fù)極板的活性物質(zhì)是絨狀鉛（Pb），所以酸性蓄電池又叫做鉛蓄電池。堿性蓄電池的電解是濃度為20%的氫氧化鉀（KOH）水溶液，氫氧化鉀是堿性化合物。在堿性蓄電池中，用氟氧化鎳[Ni（OH）3]做正極板，用鐵（Fe）做負(fù)極板的叫做鐵鎳蓄電池；用鎘（Cd）做負(fù)極板的叫做鎘鎳蓄電池。用銀（Ag）做正極板，用鋅（Zn）做負(fù)極板的，叫做鋅銀蓄電池。 根據(jù)工作狀態(tài)的放電電流，蓄電池分為供電電池和起動(dòng)電池：供電電池一般以額定放電率下的放電電流提供電能；起動(dòng)電池以短時(shí)間內(nèi)的大電流提供電流。動(dòng)車(chē)組主要采用鎘鎳蓄電池。 （三）蓄電池的基本名詞 1.額

31、定容量 ：蓄電池從額定電壓放電到終止電壓所提供的電能，一般用Ah表示。額定容量 （Ah）＝放電電流(A)放電時(shí)間(h) 2.放電率 ：蓄電池在一定電流下，放電所能持續(xù)的時(shí)間稱放電率。1小時(shí)率以下為高放電率，用字母“G”表示；1—5小時(shí)率（包括1小時(shí)）為中放電率，用字母“Z”表示；5小時(shí)率以上（包括5小時(shí)率）為低放電率，不用字母表示。如TG350型蓄電池的額定容量為350Ah： 在10h放電率下，放電電流為35A，容量為350Ah。在6h放電率下，放電電流為52.5A，容量為315Ah。在3h放電率下，放電電流為85.7A，容量為252Ah 3.放電最終電壓 ：蓄電池應(yīng)停止放電，進(jìn)行充電的電

32、壓為最終電壓。TG型蓄電池一般為1.75V 4.影響蓄電池容量的因素 ：蓄電池是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，因此，電池容量取決于電極里所含活性物質(zhì)的量。一般放電電流越大，電池容量越小。 3.2 鎘鎳蓄電池工作原理與使用 鉛酸蓄電池大體上分三種。一種是固定型防酸鉛酸蓄電池（普通型）。這種電池存在著許多缺點(diǎn)，如電池體積大，電解液易濺出傷人和損物，而且充電過(guò)程中不斷產(chǎn)生氫氣和氧氣，在氣體析出過(guò)程中伴隨著酸霧的產(chǎn)生，常使防酸帽堵塞，極易發(fā)生安全事故，并且充電過(guò)程中能耗大，充電手續(xù)煩雜、維護(hù)操作困難。所以這種電池將逐步淘汰。 由于固定型防酸鉛酸蓄電池使用硫酸電解液，運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)有酸液

33、流出，電時(shí)會(huì)有酸霧析出來(lái)，對(duì)環(huán)境和設(shè)備造成損害，人們就試圖將電解液“固定”起來(lái)，將電池“密封”起來(lái)，于是使用膠體電解液的鉛酸蓄電池應(yīng)運(yùn)而生。 初期的膠體鉛蓄電池使用的膠體電解液是由水玻璃制成的，然后直接加到干態(tài)鉛蓄電池中。這樣雖然達(dá)到了“固定”電解液或減少酸霧析出的目的，但卻使電池的容量較原來(lái)使用自由電解液時(shí)的電池容量要低20%左右，因而沒(méi)有被人們所接受。 幾乎在研制膠體電池的同時(shí)，采用玻璃纖維隔膜的陰極吸收式密封鉛蓄電(簡(jiǎn)稱AGM密封鉛蓄電池)誕生了，它不但使鉛蓄電池消除了酸霧，而且還表現(xiàn)出內(nèi)阻小、大電流放電特性好的優(yōu)點(diǎn)。因而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，尤其是原來(lái)使用固定型鉛蓄電池的場(chǎng)

34、合，得到了迅速的推廣和應(yīng)用。 3.2.1 堿性蓄電池的型號(hào) 單體（每只）蓄電池，其型號(hào)僅由系列（構(gòu)成正負(fù)極板的材料代號(hào)）和容量組成。比如TN500堿性蓄電池，“T”是負(fù)極板材料鐵的代號(hào)（取其漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，下同），“N”是正極板材料鎳的代號(hào)，500表示其容量為500安時(shí)（AN）。XYZ5堿性蓄電池，“X”是負(fù)極板材料鋅的代號(hào)，“Y”是正極板材料銀的代號(hào)，“Z”代表中放電率，5表示其容量為5安時(shí)。GNYG40m堿性蓄電池，第一個(gè)“G”是負(fù)極板材料鎘的代號(hào)，“N”是正極板材料鎳的代號(hào)；“Y”代表圓形密封結(jié)構(gòu)，第四個(gè)字母“G”代表高放電率，“40m”表示其容量為40毫安時(shí)（mAH）。

35、蓄電池結(jié)構(gòu)為密封的圓形、扇形、方（矩）形分別用字母“Y”、“B”、“F”表示；蓄電池結(jié)構(gòu)為全密封的則在上述字母的右下角附加“1”字，即以“Y1”、“B1”、“F1”表示；沿長(zhǎng)度排列的用字母“C”表示；沿寬度排列的用字母“K”表示；電池組外殼是活動(dòng)蓋的用字母“H”表示；方形開(kāi)口的不用字母表示。 幾個(gè)單體蓄電池串聯(lián)組成蓄電池組，由其型號(hào)前面再加上第一部分串聯(lián)個(gè)數(shù)組成。 比如2XYG200堿性蓄電池組，“2”代表2個(gè)電池串聯(lián)，“X”是負(fù)極板材料鋅的代號(hào)，“Y”是正極板材料銀的代號(hào)，“G”代表高放電率，200表示其容量為200安時(shí)。10GNH60堿性蓄電池組，“10”代表10個(gè)電池串聯(lián)，“G”是負(fù)極

36、板材料鎘的代號(hào)，“N”是正極材料鎳的代號(hào)，“H”代表蓄電池組外殼是活動(dòng)蓋的，60表示其容量為60安時(shí)。 鎘鎳蓄電池如按極板結(jié)構(gòu)可分為有極板盒式和無(wú)極板盒式，如按外形結(jié)構(gòu)可分為開(kāi)口式和密封式蓄電池。 鎘鎳蓄電池如按極板結(jié)構(gòu)可分為有極板盒式和無(wú)極板盒式，如按外形結(jié)構(gòu)可分為開(kāi)口式和密封式蓄電池。鎘鎳有極板盒蓄電池正極由氧化鎳粉、石墨粉組成，石墨主要是用來(lái)增強(qiáng)導(dǎo)電性，不參加化學(xué)反應(yīng)。負(fù)極由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成。摻入氧化鐵粉的目的是使氧化鎘粉具有較高的擴(kuò)散性，防止結(jié)塊，并增加極板的容量。 正、負(fù)極上的這些活性物質(zhì)分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后成為正、負(fù)極板。以焊接方式焊成極群裝

37、入鍍鎳鐵質(zhì)電槽或聚乙烯電槽內(nèi)，并以耐堿的硬橡膠絕緣棍或穿孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開(kāi)正負(fù)極板，然后焊底或焊蓋成型。 為了排灌電解液，在蓄電池外蓋上有一注液口，注液口擰以密閉式的氣塞，該氣塞能使蓄電池內(nèi)部氯體排出，而防止外部氣體進(jìn)入，并能保證當(dāng)蓄電池短時(shí)翻轉(zhuǎn)時(shí)不流出電解液。小容量的鎘鎳蓄電池的正極與電槽（外殼）相接，較大容量的鎘鎳蓄電池的電槽都不帶極性，即正極不與電槽（外殼）相接。根據(jù)不同的電壓要求，可將單體電池串聯(lián)組合在一起，成為組合蓄電池。 鎘鎳無(wú)極板盒蓄電池中采用的極板有燒結(jié)式、壓成式兩種，可組裝成燒結(jié)式、壓成式和半燒結(jié)式三種鎘鎳無(wú)極板盒蓄電池.燒結(jié)式蓄電池正負(fù)極板是以燒結(jié)的多孔

38、性的鎳基板為骨架，在多孔鎳骨架的孔隙里填充氫氧化亞鎳為正極板，填充氫氧化鎘為負(fù)極板。 壓成式蓄電池的正極以氫氧化亞鎳和石墨粉為正極活性物質(zhì)，以海綿鎘粉和氧化鎘粉為負(fù)極活性物質(zhì)。正負(fù)極活性物質(zhì)中以鍍鎳鋼網(wǎng)為骨架，在專用模具中加壓成型，成為正、負(fù)極板。半燒結(jié)式蓄電池的極板其中一個(gè)極為燒結(jié)式，另一個(gè)極為壓成式。 上述三種蓄電池中的正負(fù)極板以隔膜隔開(kāi)組成極群放入塑料電槽里，然后焊蓋成型，制成鎘鎳無(wú)極板盒單體蓄電池。在蓄電池的外蓋上有一與鎘鎳有極板盒蓄電池相同的注液口和氣塞，可以排灌電解液，防止外部氣體進(jìn)入，保證內(nèi)部氣體的排出。 多數(shù)鎘鎳密封蓄電池的正、負(fù)極板結(jié)構(gòu)與鎘鎳無(wú)極

39、板盒蓄電池相同。以隔膜把正負(fù)極板隔開(kāi)組成極群，放入鍍鎳鐵質(zhì)圓筒中，加入電解液化成后，再把外殼和外蓋以卷加封口方式密封成鎘鎳密封單體蓄電池。另有壓成式密封電池其極板用鎳網(wǎng)包扎，在特別模具中加壓成型，正負(fù)極板采用維尼龍紙與卡普倫面為為隔膜，墊柵作為接觸片裝入鍍鎳鋼殼中，殼蓋卷邊封口密封成單體電池。這些電池在使用前不必灌注電解液，并且任何方向放置不漏電解液。 正極板 負(fù)極板 隔膜 一體化注水系統(tǒng) 熱封的電池組結(jié)構(gòu) 阻燃的聚丙烯外殼 內(nèi)螺紋電極螺栓 圖3-1 蓄電池 3.2.2 鎘鎳蓄電池的使用 鎘鎳蓄電池極板的活性物質(zhì)在充電后，正極板為氫氧化鎳N

40、i(OH)3，負(fù)極板為金屬鎘（Cd）；而放電終止時(shí)，正極板轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鎳[Ni(OH)2]，負(fù)極板轉(zhuǎn)化為氫氧化鎘[Cd(OH)2]。電解液多選用氫氧化鉀（KOH）溶液。蓄電池充電時(shí)電能變?yōu)榛瘜W(xué)能貯存起來(lái)，放電時(shí)將化學(xué)能變?yōu)殡娔芏敵?，兩電極所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)是可逆的。在充放電過(guò)程中總的化學(xué)反應(yīng)式如下： 從上述化學(xué)反應(yīng)式可以看到，電解液只作為電流的傳導(dǎo)體，其濃度不發(fā)生變化；因此對(duì)于鎘鎳蓄電池不能依據(jù)電解液的比重來(lái)判斷電池充放電的程度，唯一可靠的辦法就是根據(jù)電壓的變化來(lái)判斷充放電的程度。新蓄電池安裝前的檢查與連接 ：蓄電池外殼應(yīng)無(wú)裂紋、損傷、漏液等現(xiàn)象。電池的正負(fù)極性必須正

41、確，殼內(nèi)部件應(yīng)齊全無(wú)損傷，有孔氣塞通氣性能應(yīng)良好。連接條、螺栓及螺母應(yīng)齊全，并無(wú)銹蝕。帶電解液的蓄電池，其液面高度應(yīng)在兩液面線之間，防漏運(yùn)輸螺栓應(yīng)無(wú)松動(dòng)、脫落。測(cè)量電池的干燥電壓，開(kāi)箱取出蓄電池，先不注入電解液，直接測(cè)量極柱間的電壓。蓄電池排列上架：小心仔細(xì)地將未注入電解液的蓄電池按順序入座放置架上，電池間距離由連接片的尺寸來(lái)定。蓄電池底部不需加墊任何東西，蓄電池排列好以后，用連接片嚴(yán)格按相鄰電池正負(fù)極相接依次串聯(lián)起來(lái)，連接片和螺母上涂上凡士林作為保護(hù)層。完成電池組內(nèi)部接線后，再進(jìn)行充電器和蓄電池間的連接，先接充電器柜一側(cè)，再接蓄電池極柱側(cè)。 蓄電池的電解液一般是氫氧化鉀和氫氧化鋰的

42、水溶液，因此配制電解液時(shí)，容器應(yīng)選用干凈的塑料或鋼制容器，不可使用銅、鋁或鍍鋅容器。根據(jù)隨電池配備的電解質(zhì)使用說(shuō)明書(shū)，電解液的配制必須用蒸餾水或去離子水(脫鹽水) 。如果使用普通水，即使是飲用水(因?yàn)楹须s質(zhì)) ，電池經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，電解液將會(huì)被污染，并會(huì)影響電池的使用壽命。 電解液的配制和蓄電池注液 編號(hào) 電解液類型 密度(kg/dm3) 水的數(shù)量 (L/固體電解質(zhì)kg) 電解質(zhì)數(shù)量 (L/固體電解質(zhì)kg) 1 E22 1.21 2.74 3.09 2 E13 1.21 2.85

43、3.2 3 E4 1.20 3.10 3.4 4 E30 1.28 1.96 2.31 5 E12 1.25 2.25 2.6 6 E21 1.27 2.03 2.38 表3-2 電解液 電解液對(duì)脫鹽水的要求是: ①電導(dǎo)不大于10μS/cm ， ②水中含有雜質(zhì)，折合成KMnO4的消耗量不超過(guò)0.03g/L。根據(jù)電解質(zhì)的類型，電解液的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表。 1、電解液的配制 ①將適量的水注入大塑料桶中。 ②把氫氧化鋰

44、(粉狀) 加入水中，用木棒輕輕攪拌，使之混合，直到其完全溶解時(shí)為止。 ③小心將氫氧化鉀(顆粒狀) 加入到溶液中，輕輕攪伴，直到溶解為止。 ④在配制電解液(物理變化) 的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量致使溶液的溫度升高。為使電解液的技術(shù)參數(shù)達(dá)到要求，在用比重計(jì)測(cè)量電解液的比重前，應(yīng)先將電解液冷卻至室溫(20～25℃) ，當(dāng)達(dá)到室溫時(shí)，測(cè)量其比重，并通過(guò)增加電解質(zhì)或脫鹽水調(diào)整電解液的比重，直到達(dá)到要求時(shí)為止。 2、灌注電解液 在給蓄電池注入電解液前，應(yīng)用萬(wàn)用表測(cè)量每個(gè)電池的干燥電壓和總電壓，并記錄在表格里。 當(dāng)電解液冷卻靜置一段時(shí)間，電解液中無(wú)懸浮顆粒時(shí)，便可以將電解液注入蓄電池中。打開(kāi)所

45、有蓄電池的出氣孔，去掉運(yùn)輸時(shí)加的密封蓋，用吸管、漏斗、塑料舀子等器具將電解液慢慢加入蓄電池中。注意，電解液面應(yīng)達(dá)到最高和最低水平標(biāo)注線中間附近。最后，根據(jù)要求，在蓄電池電解液的表面注入大約5mm厚的蓄電池電解液專用油(Cell Oil) 。 蓄電池電解液注液完畢后，用干布將電池表面(包括極板) 擦干凈。在充電之前，應(yīng)先將注液后的蓄電池靜置1～2h ，靜置期間，應(yīng)注意觀察電解液的液面，如果液面低于最低液面線，則需要再注入電解液達(dá)到液面要求。 3、蓄電池充放電試驗(yàn) （1）試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作：備齊充放電記錄表格，掌握記錄工作。檢查蓄電池接線正確，電池上無(wú)任何雜物，電池的電解液液位合適，

46、接線正確，接線柱、連接板、連接螺栓緊固。打開(kāi)所有電池的排氣孔。放電電阻的準(zhǔn)備:利用舊的空汽油桶制作一個(gè)水電阻作為吸收電池放電電能的負(fù)載，利用桶壁作為水電阻的一極，另一極用一塊8mm厚的鐵板，鐵板的寬度和高度視鐵桶的大小和操作空間大小而定。鐵板懸掛在鐵桶上，用固定在鐵桶上方支架上的倒鏈來(lái)調(diào)節(jié)鐵板插入鐵桶水中的深度，達(dá)到調(diào)節(jié)水電阻阻值的目的。充電器柜的各項(xiàng)試驗(yàn)都已經(jīng)完成，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均滿足技術(shù)要求。 （2）充電試驗(yàn) ：充電前測(cè)量并記錄蓄電池組的總電壓及單電池的電壓、電解液的比重和溫度。電解液溫度在35℃以后，即可對(duì)電池進(jìn)行充電試驗(yàn)。按照電池規(guī)定的充電電流進(jìn)行，記錄充電開(kāi)始時(shí)間。經(jīng)常監(jiān)視充電

47、電流指示，尤其是開(kāi)始的10min左右。發(fā)現(xiàn)電流變化，應(yīng)及時(shí)調(diào)整，維持充電電流恒定。 （3）放電試驗(yàn) ：放電回路敷設(shè)與接線。充電結(jié)束1h 左右，可以開(kāi)始對(duì)電池進(jìn)行放電試驗(yàn)。為方便測(cè)量電流和電壓，可以用兩塊萬(wàn)用表 ，一塊用于測(cè)量電池電壓(彎曲的曲線表示表筆的連線) ，另一塊表通過(guò)測(cè)量分流器兩端的直流電壓(mV 級(jí)) ，進(jìn)而換算成放電回路流過(guò)的電流值。比如根據(jù)分流器標(biāo)示（100A,75mV）,則端電壓為1mV 時(shí)流過(guò)的電流值等于10075 =1.33(A/mV) 當(dāng)放電線路電流為11.2A 時(shí)，分流器的端電壓為11.21.33=8.4(mV)。于是，放電的過(guò)程可以通過(guò)監(jiān)視兩塊萬(wàn)用

48、表的讀數(shù)來(lái)對(duì)水電阻的阻值加以調(diào)整。 圖3-2輸出電流 注意:對(duì)放電回路接線時(shí)，應(yīng)先接放電現(xiàn)場(chǎng)的線路，再接電池側(cè)的端子。放電過(guò)程 ： a.檢查接線無(wú)誤后合上在放電現(xiàn)場(chǎng)的斷路器開(kāi)關(guān)，開(kāi)始放電。 b.注意分流器毫伏電壓測(cè)試表的讀數(shù)，盡快通過(guò)倒鏈上下移動(dòng)水電阻的鐵板極，使電流迅速穩(wěn)定在11.2A(即8.4mV) 。 隨著放電的進(jìn)行，電池電壓的降低(從另一塊萬(wàn)用表的讀數(shù)可以觀察到) ，應(yīng)及時(shí)調(diào)整水電阻，維持電流恒定。注意記錄放電前電池的電壓和電解液的溫度。

49、 c.放電每隔1h 記錄一次數(shù)據(jù)。 d.放電5h 時(shí)，停止放電，檢測(cè)并記錄電池的電壓及溫度。如果在5h 之前，電池電壓在1V 左右，應(yīng)立即停止放電，說(shuō)明電池充電未達(dá)到額定容量，需要重新進(jìn)行充放電試驗(yàn)，直到滿足放電要求為止。 e.放電結(jié)束后，測(cè)量單電池電壓，應(yīng)在1V 及以上才算合格。 f.若經(jīng)過(guò)多次充放電循環(huán)，單電池容量仍不合格，則要調(diào)換備用的單元電池，再進(jìn)行充放電循環(huán)，直到合格為止。發(fā)生架線停電、或者兩臺(tái)APU 發(fā)生故障, K=3000.8/115.30=2.08(h).救援運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),K=3000.8/51.82=4.63(h).緊急待機(jī)時(shí),K=3000.8/

50、24.83=9.66(h). 4、蓄電池負(fù)荷限度時(shí)間 以容量換算時(shí)間K 以及蓄電池允許最低電壓（1組蓄電池=1.8V）為基準(zhǔn)，根 據(jù)蓄電池的特性曲線，在-5℃環(huán)境下的蓄電池負(fù)荷限度時(shí)間如下：發(fā)生架線停電、或者兩臺(tái)APU 發(fā)生故障時(shí),蓄電池負(fù)荷限度時(shí)間=60分鐘,救援運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),蓄電池負(fù)荷限度時(shí)間=175分鐘=2小時(shí)55分.緊急待機(jī)時(shí),蓄電池負(fù)荷限度時(shí)間=405分鐘=6小時(shí)45分 3.3 CRH2緊急停電時(shí)蓄電池的運(yùn)用 　　緊急狀態(tài)時(shí)，蓄電池連接運(yùn)用示意圖3-4: 圖3-3 蓄電池連接運(yùn)用示意圖 3.5 動(dòng)車(chē)蓄電池---維護(hù) 動(dòng)車(chē)蓄電池維護(hù)：蓄電池禁止虧電存放，若用完

51、了閑置幾天再充電，極板易出現(xiàn)硫酸鹽化，容量下降。定期檢查：定期測(cè)量單節(jié)電池的電壓，若其中有一塊電池的電壓低于10.5V，此時(shí)應(yīng)找維修站檢查或修理，以免損壞另外兩塊好電池。冬季電池容量隨氣溫的降低而下降這是正常現(xiàn)象，以20℃為標(biāo)準(zhǔn)，一般-10℃時(shí)容量為80%。長(zhǎng)期保持電池表面的清潔，存放車(chē)輛時(shí)禁止曝曬，應(yīng)將車(chē)輛停放在陰涼通風(fēng)干燥處。 　　電池需要長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)必須先充足電，一般每一個(gè)月補(bǔ)充一次。車(chē)輛在起步、上坡、超載、頂風(fēng)時(shí)加以助力，以免大電流放電。充電時(shí)要使用專用充電器，放置在陰涼通風(fēng)處、避免高溫和潮濕。請(qǐng)勿使用有機(jī)溶劑清洗蓄電池外殼。請(qǐng)勿將蓄電池正負(fù)極端短路，以免發(fā)生危險(xiǎn)。禁止過(guò)放電：當(dāng)儀

52、表盤(pán)紅色欠壓顯示燈發(fā)光時(shí)，表明電量進(jìn)入饑餓區(qū)，應(yīng)及時(shí)充電。禁止過(guò)充電：充電時(shí)間應(yīng)根據(jù)行駛里程長(zhǎng)短有所不同，里程越長(zhǎng)，充電時(shí)間就長(zhǎng)，反之則短。蓄電池組若發(fā)生故障，請(qǐng)將其送交廠家授權(quán)處或有關(guān)機(jī)構(gòu)妥善處理。請(qǐng)不要隨意丟棄以免造成環(huán)境污染。 第4章 輔助電源裝置(APU)的介紹 4.1 輔助電源裝置(APU)概述 輔助供電系統(tǒng)采用干線供電方式，電源系統(tǒng)貫穿全列車(chē)。每列車(chē)設(shè)置2臺(tái)輔助電源裝置（APU），安裝再1、8號(hào)車(chē)體底下，分別向4輛車(chē)提供輔助電源。當(dāng)一臺(tái)輔助電源裝置發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)另一臺(tái)輔助電源裝置向全列車(chē)提供輔助電源。動(dòng)車(chē)組在2、4、6號(hào)車(chē)上分別設(shè)有一個(gè)蓄電池箱。外部車(chē)體側(cè)面裝有連接

53、外部電源的插座（AC400V、單相、50Hz），M2車(chē)（2號(hào)車(chē)及6號(hào)車(chē)）上各有一處。車(chē)輛檢修基地設(shè)置有外部電源，可供輔助電路的工作。輔助電源裝置（APU）由APU輸入輔助整流器、PWM三相輸出逆變器、逆變器輸出變壓器、CVCF輸出變壓器、輔助變壓器等構(gòu)成。 4.2 牽引變壓器輔助供電繞組 CRH2動(dòng)車(chē)組輔助供電系統(tǒng)由牽引變壓器的輔助供電繞組提供電源。在CRH2動(dòng)車(chē)組中，輔助供電系統(tǒng)由牽引變壓器3次繞組的AC400V提供電源，AC25kV的高壓電輸入牽引變壓器，經(jīng)過(guò)降壓變成AC400V，再輸入輔助電源裝置，經(jīng)過(guò)處理后，從輔助電源裝置輸出4路交流和1路直流電源，為列車(chē)的各設(shè)備供電。 CR

54、H2車(chē)組輔助供電系統(tǒng)由牽引變壓器3次輔助繞組提供電源，采用干線供電方式，按各電源系統(tǒng)貫穿全列車(chē)。牽在引變壓器3次線圈直接連接的系統(tǒng)中，連接有空調(diào)裝置、換氣裝置以及ATP主控電源。輔助電源裝置（APU）的輸入為400V，該設(shè)備作為電源向以下五個(gè)系統(tǒng)提供電源：1、非穩(wěn)定單相AC100V系統(tǒng)；2、穩(wěn)定單相AC100V系統(tǒng)；3、穩(wěn)定單相AC220V系統(tǒng)；4、穩(wěn)定三相AC400V系統(tǒng)；5、穩(wěn)定DC100V系統(tǒng)。 非穩(wěn)壓?jiǎn)蜗郃C100V系統(tǒng)，由輔助變壓器（ATr）僅將牽引變壓器輔助繞組的AC400V電壓直接降壓至AC100V，向熱水器的加熱器等容許電壓變動(dòng)的負(fù)荷供電。穩(wěn)壓AC100V、AC220V系統(tǒng)和

55、穩(wěn)壓DC100V系統(tǒng)，使用輔助電源裝置與AC400V實(shí)現(xiàn)隔離，并且降壓和穩(wěn)壓。穩(wěn)壓三相AC400V與牽引系統(tǒng)相關(guān)的輔助設(shè)備（牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)用各送風(fēng)機(jī)等）連接。 穩(wěn)壓DC100V系統(tǒng)向車(chē)輛的控制電源、車(chē)廂照明、蓄電池等供電。 圖4-2 電源系統(tǒng) 4.3 輔助電源裝置(APU)的技術(shù)指標(biāo) 1、 輔助電源裝置形式：ＡＰＵ ＢＯＸ； 輔助整流器：ＡＲｆ ＢＯＸ。 2、實(shí)現(xiàn)方式 電路方式：?jiǎn)蜗鄻蚴剑桑牵拢悦}沖整流器＋三相橋式ＩＧＢＴ

56、逆變器方式； 控制方式：逆變器穩(wěn)壓控制方式； 冷卻方式：強(qiáng)制風(fēng)冷方式。 3、輸入額定值 額定電壓：ＡＣ４００Ｖ（５０Ｈｚ）單相； 電壓變動(dòng)范圍：＋２４％～－３１％（連續(xù)）， －３７％（１０分鐘）。 4、輸出額定值 額定容量：２２７ｋＶＡ； 負(fù)載程度：１００％連續(xù)，ＡＣ輸出１８０％１０秒，ＤＣ輸出１２０％２０秒； 負(fù)載功率因數(shù)：８５％（延遲）； 5、輸出種類 類別 交流3相 交流單相 直流 (輔助整流器箱） 內(nèi)置ATr (不穩(wěn)定）輸出 額定電壓 AC400V AC100V AC220V DC10

57、0V AC100V 額定輸出 123kVA 12kVA 12kVA 58kW 22kVA 電壓精度 +10%～-10% 同左 同左 +10%～-10% +26%～-41% 頻率 50Hz1% 同左 同左 — 50Hz 失真率 5%以下 — — — — AC輸出電壓瞬間變動(dòng)（ATr除外） +5%、-5%（AC400V輸出） （輸入電壓AC400V，負(fù)載變動(dòng)在70%～100%） 電壓瞬間變動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定時(shí)間 1個(gè)循環(huán)（20ms）以下 其他

58、 效率在90%以上 表4-3 電源輸出種類 6、使用條件 環(huán)境溫度：－２５～＋４０℃（外界溫度）；控制電源使用條件：額定電壓：ＤＣ１００Ｖ；電壓變動(dòng)范圍：ＤＣ７０～１１０Ｖ；所需容量：０．６ｋＷ，起動(dòng)時(shí)１．６ｋＷ １０毫秒。 7、溫度上升范圍 輸入交流電抗器（ＡＣＬ１，３）：１３５Ｋ（通風(fēng)溫度４５℃）＊；輸出交流電抗器（ＡＣＬ２）：１３５Ｋ（通風(fēng)溫度４５℃）＊；變壓器（ＴＲ２）：１３５Ｋ（通風(fēng)溫度４５℃）＊；變壓器（ＴＲ３）：１３５Ｋ（通風(fēng)溫度４５℃）＊；變壓器（ＴＲ４）：１３５Ｋ（通風(fēng)溫

59、度４５℃）＊；輔助變壓器（ＡＴr）：１３５Ｋ（通風(fēng)溫度４５℃）＊。 注＊的線圈絕緣部耐熱為２００℃時(shí)，容許上升溫度為１５５Ｋ。 8、耐電壓 主電路輸入：ＡＣ１８００Ｖ（額定電壓：ＡＣ４００Ｖ）； ＡＣ４００Ｖ輸出：ＡＣ１８００Ｖ（額定電壓：ＡＣ４００Ｖ）； ＡＣ２２０Ｖ輸出：ＡＣ１５００Ｖ（額定電壓：ＡＣ２２０Ｖ）； ＡＣ１００Ｖ輸出：ＡＣ１２００Ｖ（額定電壓：ＡＣ１００Ｖ）； ＤＣ１００Ｖ輸出：ＡＣ１２００Ｖ（額定電壓：ＤＣ１００Ｖ）； 控制電路：ＡＣ１２００Ｖ（額定電壓：ＤＣ１００Ｖ）。 4.4 輔助電源裝置(APU)的工作原理 本輔助電源裝置（APU）向輔助電路、

60、蓄電池、熒光燈等供電；輸出DC100V向插座、服務(wù)設(shè)備等供電；輸出AC100V和AC220V向牽引系統(tǒng)的相關(guān)通風(fēng)機(jī)輸出三相AC400V的電源裝置，安裝在車(chē)體地板下側(cè)。其內(nèi)還設(shè)有向電熱器等供電的AC100V電源用輔助變壓器（ATr）。 輔助電源由輔助電源裝置（APU）和輔助整流器（ARf）兩個(gè)裝置組成，圖中上方虛線框內(nèi)是輔助電源裝置的功能方塊圖，下方虛線框內(nèi)是輔助整流器的功能方塊圖。  圖4-4輸出電源裝置工作原理 4.5 輔助電源裝置(APU)的動(dòng)作說(shuō)明 啟動(dòng)條件：控制電源有DC100V.無(wú)重

61、故障,輕故障。脈沖整流器的輸入電壓在AC250V（50Hz）以上。耐壓試驗(yàn)連接器在運(yùn)轉(zhuǎn)的位置上。 圖4-5輔助電源裝置的動(dòng)作說(shuō)明 動(dòng)作說(shuō)明：供給控制電壓后1 秒鐘對(duì)CPU 進(jìn)行初始化(見(jiàn)②的脈沖)并接通ACK1。脈沖整流器輸入電壓在250V 以上時(shí)作為架線電壓確立、接通逆變器接觸器IVK2、通過(guò)充電電阻對(duì)濾波電容器進(jìn)行初期充電。接通IVK2，2 秒鐘后接通IVK1、不用充電電阻對(duì)濾波電容器進(jìn)行直接充電。接通IVK1，2 秒鐘后斷開(kāi)IVK2、接通脈沖整流器的閘控。

62、 逆變器的輸入電壓（＝脈沖整流器的輸出電壓）達(dá)到DC600V 時(shí)作為輸入電壓確立，1 秒鐘后接通逆變器的閘控。接通逆變器的閘控0.3 秒鐘后、逆變器的輸出電壓達(dá)到AC400V。 4.6 DC100V系統(tǒng)工作原理 輔助整流器箱使用整流器變壓器將APU的400V三相電壓輸出變壓后，通過(guò)三相全波整流器，輸出穩(wěn)壓DC100V，向車(chē)輛的控制電源、車(chē)廂照明、蓄電池、插座、服務(wù)設(shè)備等供電。 DC100V系統(tǒng)可由102、103線兩條線供電。通常是由103線供電，架線停電時(shí)，通過(guò)操作應(yīng)急燈切換接觸器，將電源由103線切換到102線的同時(shí)，即可向廣播裝置，應(yīng)急燈等最低限度所需的設(shè)備

63、供電。 圖4—6 DC110V系統(tǒng)說(shuō)明圖 由蓄電池提供的電源隨時(shí)成為接通的使用狀態(tài)，為輔助電動(dòng)空氣壓縮機(jī)、受電弓及真空斷路器（VCB）等與行車(chē)相關(guān)設(shè)備提供電源。 就列車(chē)編組的貫通而言，在VCB接通前，各車(chē)使用備用電源（蓄電池）。VCB接通后，輔助電源的輸出線101線（103線的場(chǎng)合是經(jīng)過(guò)輔助整流器接觸器（ArfK））提供電源。由于制動(dòng)設(shè)定器手柄接通，105線接通，M2車(chē)的制動(dòng)閥繼電器（BVR）動(dòng)作，通過(guò)BVR接點(diǎn)接通，蓄電池接觸器1（BAtK1）動(dòng)作，103線被接通。此外，即使斷開(kāi)制動(dòng)設(shè)

64、定器手柄，若VCB接通時(shí)，由于BatK1繼續(xù)動(dòng)作，103線仍處于接通狀態(tài)。 在由102線及103線兩者提供電源的電路中，通常是由103線供電。在接觸網(wǎng)停電時(shí)，進(jìn)行切換備用燈的操作，將備用電源接入，為兩頭車(chē)的標(biāo)志燈、回轉(zhuǎn)接觸電源、廣播設(shè)備、備用燈等提供電源。電池的充電電路確立后施加電壓。它以輔助電源裝置的直流輸出為重要條件。其過(guò)程是：用作輔助電源裝置的直流輸出的繼電器（ARfKR）動(dòng)作，114線接通→導(dǎo)致M2車(chē)的蓄電池接觸器2（BAtK2R）勵(lì)磁→通過(guò)BAtK2R的動(dòng)作，致使M2車(chē)的BAtK2R勵(lì)磁→通過(guò)來(lái)自103線的電源115線接通。它是用作客房燈、自動(dòng)門(mén)、空調(diào)及輔助旋轉(zhuǎn)機(jī)器控制等服務(wù)設(shè)施

65、的電源。  參考文獻(xiàn) [1] 郭世明．黃念慈． 《電力電子技術(shù)》． 西南交通大學(xué)出版社社. 2002年 [2] 劉風(fēng)君． 《正弦波逆變器》． 科學(xué)出版社. 2002年 [3] 劉風(fēng)君． 《現(xiàn)代逆變技術(shù)及應(yīng)用》． 電子工業(yè)出版社. 2006年 [4] 林渭勛． 《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》． 機(jī)械工業(yè)出版社. 2007年 [5] 陳道煉． 《DC-AC逆變技術(shù)及其應(yīng)用》． 機(jī)械工業(yè)出版社. 2003年 [6] 黃忠霖． 《控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真》． 國(guó)防工業(yè)出版社. 2009年