CRH380CL型高速動車組牽引冷卻系統

[摘 要]本文介紹了CRH380CL型高速動車組牽引冷卻系統的基本組成和主要技術參數，闡述了牽引冷卻系統的設計和控制方法，最后通過試驗對牽引冷卻系統進行了驗證。

[關鍵詞]CRH380CL型高速動車組；牽引變流器；牽引冷卻系統

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.24.054

[中圖分類號]U26 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）24-00-02

0 引 言

CRH380CL型高速動車組是為我國時速300 km/h等級的高速鐵路設計的車型。該動車組以CRH380BL型高速動車組為基礎，在保持編組及車體結構基本不變的前提下，最高設計運營時速由350 km/h提高到380 km/h，牽引系統的容量增大，牽引冷卻系統的相應容量也應增大。CRH380CL型高速動車組車下部件的結構及吊裝與CRH380BL型高速動車組保持基本一致，而且車外噪聲限值也要保持一致，這對牽引冷卻系統的設計提出了更高的要求。

1 牽引冷卻系統設計

1.1 牽引冷卻系統組成

牽引系統冷卻系統主要包括牽引變流器冷卻系統和牽引電機冷卻系統。

1.1.1 牽引變流器冷卻系統

CRH380CL型動車組為16輛編組，由8個動車和8個拖車組成，8個動車各裝有一個牽引變流器。牽引變流器冷卻系統采用沸騰冷卻強迫通風的方式，功率模塊（IGBT）采用沸騰式冷卻，并通過冷卻風扇對散熱片進行通風冷卻。如圖1所示。

每個牽引變流器配置了3個交流440 V冷卻風機，其中2個冷卻風機對牽引變流器的整流器進行冷卻，1個冷卻風機對逆變器進行冷卻，參數見表1。

1.1.2 牽引電動機冷卻系統

牽引電機由冷卻風機進行強迫通風，冷卻風機的電機為雙速電機，以適應牽引電機在不同情況下對冷卻風量的需求。一個冷卻風機對每個轉向架上的兩臺牽引電機進行冷卻，參數見表2。

牽引電機冷卻風機帶有配套的空氣過濾器，安裝在動車組車下區域的裙板內，冷卻風機從側裙板吸入必要的冷卻空氣并把這些冷卻空氣傳送到安裝在車體地板的風道，空氣通過此風道再經軟風道傳到牽引電機非驅動端，最后從電機驅動端排出。

1.2 牽引冷卻系統控制

1.2.1 牽引變流器冷卻風機控制

牽引變流器冷卻風機由牽引變流器和列車網絡控制系統共同控制。牽引變流器通過安裝在內部的若干個溫度傳感器監測變流器內部的功率模塊的溫度，變流器的控制單元通過判斷功率模塊的溫度、列車速度及變流器工作模式等條件向列車網絡控制系統發出開啟冷卻風機的指令；列車網絡系統在無故障的情況下，根據牽引變流器發出的冷卻風機啟動指令，并對中壓供電及負載管理信號、冷卻風機空開和接觸器狀態等條件進行邏輯判斷，最終發出牽引變流器冷卻風機啟動指令；在列車網絡發生通訊故障時，在特定條件下，單車的網絡控制器將會發出冷卻風機強制啟動的信號。

1.2.2 牽引電機冷卻風機控制

牽引電機冷卻風機有兩種工作模式：高速和低速。在保證牽引電機冷卻的前提下，根據不同的情況，牽引電機冷卻風機進行高低速的切換，以滿足在動車組各種運行條件下的噪聲及冷卻要求。牽引電機冷卻風機在對牽引電機進行冷卻時，除了要提供冷卻所需的風量，還要考慮動車組的運行狀態。在列車進站或停車時為了降低動車組的噪聲，牽引電機在滿足溫度限制的條件下需要進入低速模式，以降低噪聲。

牽引電機冷卻風機也由牽引變流器和列車網絡控制系統共同控制。列車網絡系統在無故障的情況下，根據牽引變流器發出的逆變器工作信號，對牽引電機溫度、列車速度、中壓供電及負載管理信號、冷卻風機空開和接觸器狀態等條件進行邏輯判斷，最終發出牽引電機冷卻風機啟動指令；在列車網絡發生通訊故障時，在特定條件下，單車的網絡控制器將會發出牽引冷卻風機高速強制啟動的信號。

2 牽引冷卻系統試驗

牽引變流器裝配完成后進行了試驗。列車在高速時列車表面負壓增大，在進行牽引變流器的地面溫升試驗時，為模擬列車在高速時的進風量，堵塞了60%的濾網，其試驗結果能夠滿足設計的要求。

牽引電機冷卻風機完成技術規范規定的試驗項目并合格后，與實際動車組使用的風道組合進行地面組合試驗，其試驗結果滿足動車組運用的需求。圖2為牽引電機冷卻系統地面試驗系統圖。

3 結 語

本文主要介紹了CRH380CL型高速動車組的牽引冷卻系統的設計及試驗。2011年5月到2011年12月，CRH380CL型高速動車組在鐵道科學研究院的環形鐵道線進行了整車試驗。期間，在夏季的高溫環境下，進行了200 km/h以下速度等級的整車試驗。目前，CRH380CL型高速動車組已經完成了30萬千米的運營考核試驗，試驗過程中，牽引冷卻系統性能良好，列車從未發生因牽引冷卻系統引起的故障，試驗結果表明，牽引冷卻系統完全滿足了設計的要求。

主要參考文獻

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