辅助逆变器模块

HXD1D型电力机车

HXD1D型电力机车是六轴交流传动快速客运电力机车，由株机公司自主研制，持续功率7200kW，最高运营速度160km/h，最高试验速度可达176km/h。机车轴重21t，轴式Co-Co，通过最小曲线半径为125m。这是株机公司依据国家创新政策自主研制的产品，以满足我国干线铁路客运需求，采用多项先进技术，如大功率IGBT水冷牵引变流器、大功率异步牵引电机等。2012年下线，2013年完成所有试验，同年在武汉铁路局完成线路运用考核，开始批量生产。截至2016年12月，共生产交付机车614台，包括1898号命名为“周恩来”号机车及30台经过高原环境适应性改进的机车。

机车总体设计采用双司机室结构，机械间为中间贯穿走廊，设备斜对称布置，包含车顶设备、司机室设备、机械间设备、车外设备、辅助设备及机车布线等。机车顶盖上布置有受电弓、支撑绝缘子等设备，通过独立通风系统保证机车内部环境。司机室分为操纵台设备、前墙设备、后墙设备、侧墙设备、顶部设备等部分。机械间布置有牵引风机、牵引变流器、主冷却塔等设备，车外设备包括车端头灯、标志灯等。

牵引电传动系统采用双受电弓供电，六个独立的牵引绕组分别向两台牵引变流器的六个四象限变流器供电，实现单轴独立控制。网侧电路由两台受电弓、主断路器、避雷器、高压电压互感器等组成，进行了防污闪强化设计。牵引变压器为芯式变压器，安装于机械间，次边设有六个牵引绕组和两个列车供电绕组，提供电力给牵引电机和列车供电系统。牵引变流器采用基于3.3kVIGBT的模块化设计，每个变流器包含七个模块（三个整流模块、三个逆变模块、一个辅助逆变模块）、支撑电容器等部件，通过四象限变流器将单相交流电压转变为稳定的中间直流电压，最后转换为变压变频三相电源供异步牵引电机使用。

牵引电机采用三相鼠笼式异步电机，结构包括定子、转子、端盖、轴承等，采用强迫通风冷却，轴承采用油润滑或脂润滑，防止电蚀，使用迷宫式密封结构。电机采用架承式悬挂，与机车动单元的弹性悬挂方式结合，每个电机由两台牵引变流器供电，提供独立的动力输出。

轴助电气系统由轴助变流器和辅助设备组成，采用三相电源供电方式，两个辅助逆变器集成在牵引变流器柜内，通过中间直流电路供电。系统采用冗余设计，确保在单个部件故障时，仍能维持机车辅助系统运行。机车辅助电源系统具有自诊断和故障记录功能，便于故障分析和维修。

微机网络控制系统以TCN标准的分布式列车电子控制系统为基础，实现机车的通信、控制、诊断、保护和信息监视等功能。系统包括车辆控制模块、WTB/MVB网关模块、事件记录模块、数字量输输入/输出模块、模拟量输入输出模块、智能显示单元以及以太网交换机等，通过MVB与牵引控制单元、列车供电控制单元、制动控制单元等进行信息交换。

车体包括车体承载钢结构和车体附属部件。车体承载钢结构采用整体承载结构，由底架、司机室、侧墙组成双司机室框架式全钢焊接结构。车体附属部件包括顶盖、排障器、牵引缓冲装置、机车门、窗等。顶盖采用防污秽、防闪络的绝缘设计，车钩采用15号小间隙车钩，缓冲器为KC15型。

转向架由轮对驱动装置、牵引装置、构架、一系悬挂、二系悬挂、电机悬挂、基础制动和附属装置等组成。牵引电机顺置布置，驱动系统采用弹性架悬结构，空心轴六连杆传动装置，单侧圆柱直齿轮传动，承载式铸造铝合金齿轮箱，大齿轮传动轴承为圆柱滚子轴承，轴箱轴承为整体式免维护圆柱滚子轴承。采用整体车轮，踏面为JM3磨耗型。轮对采用单轴箱拉杆定位，牵引装置为推挽式低WTBB，基础制动采用轮盘制动。

制动系统包括风源及干燥系统、制动控制系统、基础制动系统和撒砂系统。采用CCBⅡ和DK-2两种制动控制系统，兼容功能。CCBⅡ制动机为电空制动机，由电子制动阀、中央处理模块、制动显示屏等组成。DK-2制动机为信息化功能的机车电空制动机，由制动控制器、制动显示屏、制动柜等组成。机车配备螺杆式压缩机，双塔式干燥器进行压缩空气干燥及净化处理。空气防滑系统采用单轴控制方式，主要部件包括防滑主机、测速齿轮、防滑速度传感器、防滑阀等。列车供电系统主要由牵引变压器供电绕组、列车供电柜等组成，向旅客列车提供稳定的DC600V电压。

HXD3电力机车的辅助电路和SS9G型电力机车辅助电路的相同点

SS9G型电力机车的辅助电路同样由辅助变流器供电电路、110 V充电电源模块电路、辅助加热装置电路和辅助电路的保护电路四部分组成。该辅助电路系统为机车的通风、冷却系统、压缩机及空调等提供保障，确保机车牵引和制动系统的正常运行。

1．辅助变流器供电电路

SS9G型电力机车采用两电平式的交-直-交流变流器，将单相交流电能变换为三相PWM电压输出。滤波装置通过平波整形作用，获得准三相正弦波电压，供给辅助电动机驱动辅助装置运转。该电路主要由辅助变流器、滤波装置和负载电路三部分组成。辅助变流器由四象限脉冲整流器、中间直流回路和两电平式PWM逆变器组成，变流元件采用IGBT元件。辅助变流器的脉冲整流器由主变压器二次侧供电，将单相交流电转换为恒定电压的直流电，供给逆变器单元将其转换为三相交流电，对辅助电动机分类供电。

2．110 V充电电源模块电路

110 V充电电源模块PSU含两组电源，故障发生时另一组电源将自动启动，为负载供电。PSU采用高频电源模块，其基本参数为输入电压DC 750 V，输出电压DC 110 V，输出电流55 A，输出功率6 050 W。控制电源的核心是PSU，高频电源模块输出的110 V控制电源要与蓄电池并联，共同向各负载回路供电。通过自动开关将110 V分别送到微机控制、机车控制、主变流器、辅助变流器、车内照明、车外照明等支路。

3．辅助加热装置电路

辅助加热回路的AC220 V交流电源由辅助变流器通过隔离变压器转换供电。辅助加热回路还设有低温预热回路，可以采用DC110 V低温预热，也可以采用AC110 V低温预热。低温预热开关QA72断开时，闭合自动开关QA56，接触器KM22闭合，将采用DC110 V低温预热方式，对主变流器、辅助变流器、110 V电源充电模块等进行加热。预热一定时间后，继电器KE11和接触器KM21闭合，将采用AC110 V低温预热方式，对主变流器、辅助变流器、110 V电源充电模块等进行加热。

4．辅助供电系统的保护电路

辅助供电系统的保护电路包括接地保护、过电流保护、中间直流环节电压保护、输入电压保护、110 V充电模块输入电源的短路过载保护等。这些保护措施确保了辅助系统的稳定运行，防止因电气故障导致的设备损坏。

辅助逆变器的作用

辅助逆变器的作用主要是将直流电转换为交流电，为各种车载辅助设备提供稳定的交流电源。

在详细解释之前，我们首先需要了解什么是逆变器。逆变器是一种将直流电转换成交流电的装置，通常用于那些主要电源是直流电，但需要交流电来运行某些设备的情况。在车辆中，主电池或电源通常提供直流电，而许多常见的电子设备、照明系统或空调系统等则需要交流电来运行。

辅助逆变器在这样的环境中起着至关重要的作用。它接收来自主电池的直流电，并将其转换成交流电，以供车载辅助设备使用。这些设备可能包括但不限于：空调和加热系统、照明、音响系统、信息系统、安全系统等。通过辅助逆变器，这些设备能够在车辆移动或静止时持续、稳定地运行，确保乘客的舒适性和车辆的安全性。

举个例子，在电动汽车中，辅助逆变器允许乘客在车内使用笔记本电脑或手机充电器等需要交流电的设备，而无需额外的外部电源。同时，它也确保了车辆的内部照明、导航系统和其他关键系统在行驶过程中不会因为电源类型的不匹配而受到影响。

总的来说，辅助逆变器是现代车辆电气系统中的一个重要组成部分，它实现了直流电和交流电之间的转换，为车载辅助设备提供了必要的电源支持，从而提升了乘客的乘车体验和车辆的整体性能。

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