图4-14 牵引变流器实物图
主要技术参数如下： 1．方式
（1）脉冲整流器：单相电压3点式PWM脉冲整流器 （2）逆变器：3相电压3点式PWM逆变器 2．额定
（1）输入：单相ＡＣ１５００Ｖ，８５７Ａ，５０Ｈｚ （2）中间直流电路 ：ＤＣ３０００Ｖ，４３２Ａ
（3）输出：三相ＡＣ２３００Ｖ，４２４Ａ，０～２２０Ｈｚ ＭＴ２０５型牵引电机（2000V，106A）× ４台，并联 （4）效率
脉冲整流器：９７.５％以上（牵引电机额定） 逆变器：９8.5％以上（同上） （三）牵引电机 1、概述
CRH2动车组采用MT205型三相鼠笼异步电机，每辆动车配置4台牵引电机（并联连接），一个基本动力单元共8台，全列共计16台。电机额定功率为300kW，最高运行速度为6120r/min，最高试验速度达7040r/min。
牵引电机由定子、转子、轴承、通风系统等组成，绝缘等级为200级。牵引电机采用转向架架悬方式，机械通风方式冷却，平行齿轮弯曲轴万向接头方式驱动。外形如图4-15。所有牵引电机的外形尺寸、安装尺寸和电气特性相同，各动车的牵引电机可以实现完全互换。牵引电机在车体转向架上的安装位置见图4-16。
图4-15 牵引电机外形图 图4-16 牵引电机安装位置图
同直流电机相比，三相异步电机有着显著的优越性能和经济指标，其持续功率大而体积小、重量轻。具体地说有以下优点：
（1）功率大、体积小、重量轻。由于没有换向器和电刷装置，可以充分利用空间，同时在高速范围内因不受换向器电机中电抗电势及片间电压等换向条件的限制，可输出较大的功率，再生制动时也能输出较大的电功率，这对于发展高速运输是十分重要的。
（2）结构简单、牢固，维修工作量少。三相交流牵引电机没有换向器和电刷装置，无需检查换向器和更换电刷，电机的故障大大降低。特别是鼠笼形异步电机，转子无绝缘，除去轴承的润滑外，几乎不需要经常进行维护。
（3）良好的牵引特性。由于其机械特性较硬，有自然防空转的性能，使粘着利用率提高。另外，三相交流异步电机对瞬时过电压和过电流不敏感（不存在换向器的环火问题），它在起动时能在更长的时间内发出更大的起动力矩。合理设计三相交流牵引电机的调频、调压特性，可以实现大范围的平滑调速，充分满足动车组运行需要。
（4）功率因数，谐波干扰小。其电源侧可采用四象限变流器，可以在较广范围内保持动车组电网侧的功率因数接近于1，电流波形接近于正弦波，在再生制动时也是如此，从而减小电网的谐波电流，这对改善电网的供电条件、减小通信信号干扰、改善电网电压质量和延长牵引变电站之间的距离十分有利。
CRH2采用的牵引电机除具有上述传统异步电机的优点外，还有以下特点：
电机整体机械强度很高，高速运行时能承受很大的轮轨冲击力；采用耐电晕、低介质损耗的绝缘系统以适应变频电源供电；为了防止电机轴承的电蚀，电机前后端采用绝缘轴承；电机转子导条采用低电阻、温度系数高的铜合金材料，保证传动系统的控制精度；为了减轻电机自重，电机采用轻质高强度材料；采用经过验证的轴承和轴承润滑结构，从而减少电机的维护，保证电机轴承更可靠工作；在输出一定功率的情况下，为减少体积，采用强迫通风和优化的通风结构，充分散热，以降低电机的温升，提高材料的利用率；电机的非传动轴端安装了2个速度传感器，用以给传动控制系统提供速度信号，便于逆变器控制和制动控制。
2．主要技术参数
型号 MT205
方式 三相鼠笼异步电机 极数 4极 相数 3相 额定值
输出功率 300kW 电压 2000V 电流 106A 频率 140Hz
转差率 1.4%
转速 4140r/min 效率 94.0% 功率因数 87.0% 绝缘类别 等级200
温度上升极限 200Ｋ（定子绕组；电阻法） 冷却方式 强制风冷方式（20m3/min） 动力传送方式 平行齿轮弯曲轴万向接头方式 最高使用转速 6120r/min 最高试验转速 7040r/min 轴承润滑脂 unimaxR NO.2
轴承 驱动侧 ＮＵ２１４Ｃ４Ｐ６（绝缘轴承 滚子导向保持器方式） 反驱动侧 ６３１１Ｃ４Ｐ６（绝缘轴承） 质量 440Kg
附额定参数说明：由于干线动车组载荷变化范围小，仅为整车自重的10%，所以电机额定点的考核一般是在动车组最苛刻条件下电机的稳定运行点。
其他相关参数见表4-3
表4-3 牵引电机参数表 方 式 型 号 极 数 相 数 类 别 输出功率（kW） 电 压（V） 额定值 电 流（A） 频 率（Hz） 转差率（%） 转 速（r/min） 效 率（%） 功率因数（%） 冷 却 方 式 绝 缘 类 别 温度上升极限 最高使用转速 最高试验转速 计 划 质 量 定子铁芯 外径－内径 叠层厚度 切槽数量 切槽尺寸（*1） 材质?板厚 鼠笼异步电机 MT205 4 3 连续 300 2000 106 140 1.4 4140 94.0 87.0 强制风冷方式（20m3/min） 等级200 200K（定子绕组?电阻法） 6120r/min 7040r/min 440Kg φ480－φ310mm 170mm 36 13.5*35.0mm 相当于50A800?0.5mm 最大V/f 电路常数 （115℃?140Hz）（*3） 转 子 导 体 端环 杠杆 转 子 铁 芯 定 子 线 圈 连接方式 线 圈 间 距 导体数／切槽 串联导体数／相 导 体 尺 寸 导线束绝缘 电 流 密 度 外径－内径 叠 层 厚 度 切 槽 数 量 切槽尺寸（*2） 风口数－直径 材质?板厚 尺 寸 材 质 电流密度 尺 寸 材 质 电流密度 牵 引 再 生 Rs：0.144Ω/相 Rr：0.146Ω/相 Rm：527.7Ω/相 Ｙ接 ＃１～＃８＝７ 16 192 2-1.5*5.5mm 聚酰亚胺电线 6.67A/ mm2 φ306－φ80mm 170mm 46 7.4*25.6mm φ24mm－16个（堵塞8 处风口） 相当于50A800?0.5mm 7.3*23.0mm 赤黄铜 6.33A/ mm2 27*34mm 纯铜 4.23A/ mm2 2300V/116Hz 2300V/130Hz Xs：1.246Ω/相 Xr：1.138Ω/相 Xm：28.88Ω/相
第三节 辅助供电系统
一、辅助电源装置概述
辅助供电系统采用干线供电方式，电源系统贯穿全列车。每列车设置3台辅助电源装置（APU），安装在1、5、8号车体底下。1、8号车的APU是分别向1-4和5-8号车的牵引变流器通风机（4、5号车除外）、牵引变压器通风机（4号车除外）、压缩机等提供电力的三相交流输出，给辅助电路、监视装置、制动装置、关门装置、牵引变流器控制等提供电力的单相直流输出，给空调控制、显示器、水泵装置、辅助制动等提供电力的单相交流输出的电源装置。5号车的APU3是给4号车的牵引变流器通风机、牵引电机通风机和牵引变压器通风机提供电力的，同时也给5号车的牵引变流器通风机和牵引电机的通风机提供电力。
辅助电源装置从电路结构上分成两个单元，一个为辅助电源单元（APU），另一个为辅助整流器单元（ARf）。
1．APU由输入变压器（TR1，400V/470V）、输入滤波电容器（ACFC）、输入滤波电抗器（ACL1）、辅助变流器（单相脉冲整流器+中间直流环节+2点式PWM逆变器）、输出滤波电抗器（ACL2）、输出滤波电容器（ACC）、辅助变压器（ATr）等构成。由辅助变流器输出稳定三相AC400V/50Hz电源（恒压恒频），由辅助变压器ATr输出非稳定单相ACl00V/50Hz电源。
APU各环节的主要作用是：
（1）输入滤波回路：输入滤波回路降低从电网输入到脉冲整流器?逆变器的高频电流。 （2）IGBT脉冲整流器：脉冲整流器将牵引变压器输入的单相交流电压变换成恒定直流电压。控制方式采用脉冲宽调制方式。
（3）DC中间回路：滤波电容器将稳定的直流电压供给后段的逆变器。APU 停止时，滤波电容的放电由DCHK和DCHKR完成。
（4）IGBT逆变器：逆变器将直流电压变换成为恒频恒压（CVCF）的3相交流电压。 （5）输出LC滤波回路：LC滤波回路降低逆变器输出电压中由于切换所产生的高频电压，使其输出畸变很小的正弦波。
（6）输出接触器：输出接触器3phMK担负接通和切断负荷的作用。
ARf主要由三相变压器（TR2，400V/78V）和三相二极管整流模块、单相变压器（TR3）、单相变压器（TR4）组成。辅助整流器ARf是对APU1/APU2的输出AC400V、3相交流电进行整流，提供DC100V电源的装置。由TR2和三相二极管整流模块输出稳定DCl00V电源，TR3输出稳定单相ACl00V/50Hz电源，TR4输出稳定单相AC220V/50Hz电源。
辅助电源装置（APU3）是向4、5号车的牵引变流器等的各种通风机提供AC400V、3相、50Hz电源的装置，额定容量70KVA，安装在编组中的5号车的车底下。APU3没有辅助变压器（ATr）和辅助整流器ARf。
二、容余设计
在动车组上安装3台牵引变压器，分别安装在2、4、6号车。2、6号车的牵引变压器辅助绕组输出的AC400V电压分别供电给4节车厢。正常情况下，每台主变压器的辅助绕组输出的AC400V电压分别供电给4节车厢。当一台牵引变压器故障时，另一台正常运转的牵引变压器能够通过辅助绕组向8节车厢供电（设有切换电路）。此时，应使空调装置半功率运行。
4号车的牵引变压器辅助绕组输出的AC400V电压单独给5号车的辅助电源装置APU3提供电源。在动车组1、8号车各安装1台辅助电源装置APU，一台辅助电源装置供给4节车厢所需辅助用电。当一台辅助电源装置发生故障时，另一台正常运转的辅助电源装置能够向8节车厢供电（设置了用于切换的扩展供电回路）。辅助电源装置的输出容量的设计能够在故障时用一台正常运转的辅助电源装置向整列车供电。因此，当一台辅助电源装置故障时无需减少
负荷。
在5号车上另外安装了一台辅助电源装置APU3，APU3单独给4、5号车的牵引设备通风机供电。当APU3出现故障时，可由8号车的APU给APU3进行扩展供电。
三、辅助供电系统工作原理
辅助电源装置（APU）由APU输入辅助整流器、PWM三相输出逆变器、逆变器输出变压器、CVCF输出变压器、辅助变压器等构成。 1.辅助供电系统输出
CRH2C型动车组辅助供电系统由牵引变压器3次辅助绕组提供电源，采用干线供电方式，按各电源系统贯穿全列车。和牵引变压器3次线圈直接连接的系统中，连接有空调装置、换气装置以及ATP主控电源。辅助电源装置向以下五个系统提供电源：
非稳压单相AC100V系统； 稳压单相AC100V系统； 稳压单相AC220V系统； 稳压三相AC400V系统； 稳压DC100V系统。
表4-4 输出电压种类 类别 额定电压 额定功率 电压精度 频率 畸变系数 担当负荷 交流3相 AC400V 123KVA +10%～-10% 50Hz±1% 5%以下 100%连续 180%、10秒连续 交流单相 AC100V 12 KVA 同左 - - AC220V 12 KVA 同左 - - - - 100%连续 120%、20秒连续 直流 (辅助整流器箱) DC100V 58KW +10%～-10% Atr(非稳压)输出 AC100V 22 KVA +26%～-41% 50Hz - - 同左 同左 CRH2动车组辅助供电系统工作示意图
图4-17 CRH2动车组辅助供电系统工作示意图