1、系統用途與組成

HX_D2C型機車(chē)電傳動(dòng)系統為大功率交流電傳動(dòng)系統，采用AC-DC-AC（交-直-交）變流技術(shù)實(shí)現對機車(chē)的牽引特性和制動(dòng)特性控制，能夠滿(mǎn)足國內大功率交流傳動(dòng)電力機車(chē)性能要求，是具有異運行性能和顯著(zhù)節能效果的大功率交流電傳動(dòng)系統。HXD2C型機車(chē)電傳動(dòng)系統主要包括牽引系統、輔助系統及微機網(wǎng)絡(luò )控制系統（TCMS）等。

牽引系統是交流傳動(dòng)電力機車(chē)的重要組成部分，由受電弓、高壓電器、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機等構成，其核心就是牽引變流器和異步牽引電動(dòng)機。電力機車(chē)牽引系統的安全可靠工作直接決定了整個(gè)機車(chē)系統安全、可靠、正常的運行。牽引系統為大功率交流傳動(dòng)牽引系統，采用AC-DC-AC（交-直-交）變流技術(shù)實(shí)現對機車(chē)的牽引特性和制動(dòng)特性控制。

輔助系統主要由輔助變流器、輔助濾波器、充電機和輔助負載等構成。輔助系統從牽引變流器的中間直流回路取電，逆變成三相交流電經(jīng)過(guò)輔助變壓器和濾波器或通過(guò)先斬波再逆變?yōu)V波的方式向輔助設備供電。

微機網(wǎng)絡(luò )控制系統（TCMS）采用基于IEC61375-1標準的TCN總線(xiàn)，由列車(chē)總線(xiàn)WTB和車(chē)輛總線(xiàn)MVB二級總線(xiàn)組成，是實(shí)現機車(chē)的控制、監視和診斷的車(chē)載微機控制系統。TCMS網(wǎng)絡(luò )控制系統主要包括中央處理單元MPU、 WTB/MVB網(wǎng)關(guān)GW、遠程輸入輸出單元RIOM以及司機顯示單元DDU組成。

?

2、主要技術(shù)參數

系統等級	2800V中間電壓
額定網(wǎng)壓	25kV/50Hz，單相交流
網(wǎng)壓允許波動(dòng)范圍	17.5kV～ 31kV
機車(chē)功率發(fā)揮基本要求	見(jiàn)說(shuō)明書(shū)
機車(chē)輪周牽引功率（ 持續制）	≥ 7200 kW
機車(chē)輪周再生制動(dòng)功率（ 持續制）	≥ 7200 kW
機車(chē)最高運營(yíng)速度	120 km/h
最高試驗速度	132 km/h
機車(chē)起動(dòng)牽引力	23t 軸重時(shí) ≥ 520 kN 25t 軸重時(shí) ≥ 570 kN
機車(chē)持續制牽引力	23t 軸重時(shí) ≥ 370 kN 25t 軸重時(shí) ≥ 400 kN
恒功率速度范圍	牽引： 70～ 120 km/h（23t軸重） 65～ 120 km/h （25t軸重） 再生制動(dòng)： 70～ 120 km/h（23t軸重） 65～ 120 km/h （25t軸重）
最大再生制動(dòng)力	≥ 370 kN （23t軸重） ≥ 400 kN? （25t軸重）
等效干擾電流（ Jp）	≤ 2.5A
機車(chē)總效率	≥ 0.85
功率因數(λ)	≥ 0.98

?

系統等級	中間電壓DC2800V
應用項目	HXD2C
額定輸入電壓	1471V
額定輸入電流	1394A×2
中間電壓	DC2800V
輸出電壓	0-2150V/3p
額定輸出電流	390A
輸出頻率	0- 120Hz
四象限模塊IGBT	4.5kV /1200A
逆變模塊IGBT	4.5kV /900A

?

?

HXD2C型電力機車(chē)

?

牽引變流器（YGZN2Q234）

牽引變流器：

額定輸入電壓：1471V

額定輸入電流：1394A×2

輸出電壓：0-2150V/3p

輸出電流：390A

輔助變流器

額定輸入電壓：DC2800V

標稱(chēng)容量：230kVA

CVCF輸出電壓：三相四線(xiàn) AC 380V/50Hz

VVVF輸出電壓：三相四線(xiàn) AC0-380V

VVVF輸出頻率：0.2~50Hz

?

?

??????????????????????????

牽引-輔助變流器（YGZN2Q234）

?

?

牽引電機（YJ170A2）

額定功率：?????????????? 1250kW；

額定電壓：?????????????? 2150V；

額定電流：?????????????? 380A；

額定轉速：?????????????? 1499r/min；

額定頻率：?????????????? 50.6Hz；

安裝方式：?????????????? 滾抱結構

?

牽引電機（YJ170A2）

?

?

YQM26Q22牽引四象限功率模塊

IGBT電壓等級 ????????????????? ? 4500V

IGBT工作頻率?????????????? ???? 450Hz

額定輸入電壓??????????????? ???? AC 1471V

額定輸入電流??????????????? ???? AC 1420A

網(wǎng)壓22.5KV時(shí)輸入電流?????? ???? AC 1577A

限流值????????????????????? ???? AC 2900A

額定輸出電壓??????????????? ???? DC 2800V

每個(gè)橋臂IGBT并聯(lián)數???????? ???? 2

IGBT數量及冷卻方式???????? ???? 4個(gè)/水冷

正常工作環(huán)境溫度??????????? ???? -25℃～40℃

?

YQM26Q23牽引四象限+斬波功率模塊

IGBT電壓等級?????????????????? ? 4500V

IGBT工作頻率?????????????? ???? 450Hz

額定輸入電壓??????????????? ???? AC 1471V

額定輸入電流??????????????? ???? AC 1420A

網(wǎng)壓22.5KV時(shí)輸入電流?????? ???? AC 1577A

限流值????????????????????? ???? AC 2900A

額定輸出電壓??????????????? ???? DC 2800V

每個(gè)橋臂IGBT并聯(lián)數???????? ???? 2

IGBT數量及冷卻方式???????? ???? 5個(gè)/水冷

正常工作環(huán)境溫度??????????? ???? -25℃～40℃

?

YQM26Q24牽引逆變功率模塊

IGBT電壓等級?????????????????? ??? 4500V

IGBT工作頻率?????????????? ?????? 550Hz

額定輸入電壓??????????????? ?????? DC 2800V

額定輸出電壓??????????????? ?????? AC2150V

額定輸出電流??????????????? ?????? 390Arms

最大電流??????????????????? ?????? 520Arms

限流值????????????????????? ?????? AC 1000A

IGBT數量及冷卻方式??????????????? 6個(gè)/水冷

正常工作環(huán)境溫度??????????? ?????? -25℃～40℃

?

YQM26Q25輔助逆變功率模塊

IGBT電壓等級?????????????? 4500V

額定輸入電壓?????????????? DC2800V

額定輸出電壓?????????????? AC1295V/50Hz/3P

額定輸出電流?????????????? 105A(rms)

最大輸出電流?????????????? 200A(rms)

冷卻方式?????????????????? 強迫水冷

更換時(shí)間????????????????? 　≤30min

開(kāi)關(guān)頻率：　　　　　　　　　1000Hz

?

YQM26Q22A牽引四象限功率模塊

IGBT電壓等級?????????????????? ? 4500V

IGBT工作頻率?????????????? ???? 450Hz

額定輸入電壓??????????????? ???? AC 1471V

額定輸入電流??????????????? ???? AC 1420A

網(wǎng)壓22.5KV時(shí)輸入電流?????? ???? AC 1577A

限流值????????????????????? ???? AC 2900A

額定輸出電壓??????????????? ???? DC 2800V

每個(gè)橋臂IGBT并聯(lián)數???????? ???? 2

IGBT數量及冷卻方式???????? ???? 4個(gè)/水冷

正常工作環(huán)境溫度??????????? ???? -25℃～40℃

?

YQM26Q23A牽引四象限+斬波功率模塊

IGBT電壓等級?????????????????? ? 4500V

IGBT工作頻率?????????????? ???? 450Hz

額定輸入電壓??????????????? ???? AC 1471V

額定輸入電流??????????????? ???? AC 1420A

網(wǎng)壓22.5KV時(shí)輸入電流?????? ???? AC 1577A

限流值????????????????????? ???? AC 2900A

額定輸出電壓??????????????? ???? DC 2800V

每個(gè)橋臂IGBT并聯(lián)數???????? ???? 2

IGBT數量及冷卻方式???????? ???? 5個(gè)/水冷

正常工作環(huán)境溫度??????????? ???? -25℃～40℃

?

YQM26Q24A牽引逆變功率模塊

IGBT電壓等級?????????????????? ??? 4500V

IGBT工作頻率?????????????? ?????? 550Hz

額定輸入電壓??????????????? ?????? DC 2800V

額定輸出電壓??????????????? ?????? AC2150V

額定輸出電流??????????????? ?????? 390Arms

最大電流??????????????????? ?????? 520Arms

限流值????????????????????? ?????? AC 1000A

IGBT數量及冷卻方式??????????????? 6個(gè)/水冷

正常工作環(huán)境溫度??????????? ?????? -25℃～40℃

牽引功率模塊

?

微機網(wǎng)絡(luò )控制系統（TCMS）

機車(chē)WTB總線(xiàn)設備數目	2
機車(chē)MVB總線(xiàn)設備數目	18
WTB總線(xiàn)傳輸速率	1Mbps
WTB總線(xiàn)傳輸距離	最大860m
WTB基本周期	25ms
MVB總線(xiàn)傳輸速率	1.5Mbps
MVB總線(xiàn)傳輸距離	最大200m（無(wú)中繼情況）
MVB基本周期	1ms
WTB總線(xiàn)負載率	25%
MVB總線(xiàn)負載率	30%

?

微機網(wǎng)絡(luò )控制系統（TCMS）

?

3、主要技術(shù)特點(diǎn)

• 機車(chē)電傳動(dòng)系統及核心關(guān)鍵部件具有完全自主知識產(chǎn)權。
• ?牽引系統和輔助變流系統的研制充分考慮與既有HXD系列機車(chē)實(shí)現部件簡(jiǎn)統互換和核心關(guān)鍵部件完全自主化的要求，可實(shí)現主輔分體或一體化、冷卻系統獨立軸控水冷或架控水冷等方式的靈活組合，以滿(mǎn)足用戶(hù)和線(xiàn)路的各種工況的需求。
• ?牽引和輔助控制單元（TCU&ACU）的研制采用消化吸收和自主開(kāi)發(fā)相結合的方式。硬件系統在引進(jìn)的基礎上結合最新技術(shù)進(jìn)行了替換和升級，軟件系統完全自主研發(fā)，掌握了機車(chē)牽引和輔助變流控制關(guān)鍵核心技術(shù)?？刂菩阅芡ㄟ^(guò)了試驗和運用的驗證，部分性能指標達到同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平。
• 牽引變流器采用模塊化設計，功率模塊水路連接采用易于拆、裝的快速連
• 連接方式，有利于變流器的維護;
• 功率模塊采用雙面水冷散熱技術(shù)，具有較高的散熱效率。

微機網(wǎng)絡(luò )控制系統（TCMS）的研發(fā)采用國際標準，掌握核心軟件，自主開(kāi)發(fā)WTB/MVB網(wǎng)關(guān)，打破國外技術(shù)封鎖和壟斷。自主開(kāi)發(fā)MVB/HDLC網(wǎng)關(guān)，實(shí)現MVB和HDLC總線(xiàn)的協(xié)議轉換的自主化，此網(wǎng)關(guān)已應用于“”與東芝牽引裝置通信，并替代HXD3系列制動(dòng)單元與微機網(wǎng)絡(luò )通信進(jìn)口網(wǎng)關(guān)裝置。多種機車(chē)網(wǎng)絡(luò )控制總線(xiàn)應用，首次實(shí)現了南北車(chē)微機網(wǎng)絡(luò )控制系統的互聯(lián)互通。