城市轨道交通车辆构造-单元8电力牵引装置教学课件

单元8电力率引装置教学月标掌握城市轨道交通车辆电力牵引系统的功能2.掌握城市轨道交通车辆电力牵引系统的组成3.掌握受流装置的结构4.掌握单个集电靴受流器的隔离方法5.了解牵引逆变器的工作原理6.掌握主电路的类型及控制对象7.掌握辅助电路的功能了解控制电路的功能8.1电力引系統概蜷一、电力牵引系统的功能城市轨道交通电动列车牵引供电来源于国家城市电网,经过直流牵引变电所的降压、整流,将高压交流电变成Dc750V(或Dc1500V),然后通过馈电线缆将电能传递给接触网(接触轨式接触网或架空式接触网)列车通过受流装置(受电靴或受电弓)与接触网接触摩擦取电,电动列车作为牵引电路中的用电设备,电能再通过钢轨和回流线回到牵引变电所的负极,形成一个完整的牵引回路。电动车辆通过受流器从接触网接受电能后,通过车载的变流装置给安装在转向架上的牵引电机供电,将电能转换为机械能,通过齿轮传动箱和轮对,驱动地铁列车运行。城市轨道交通电力牵引系统原理图如图8-1所示。、电力阜引系鴕的动能电力系统(发电厂)电力网牵引变电所电力牵引系统馈电线接触网回流线电动列车冈轨、地图8-1城市轨道交通电力牵引系统原理图、电力阜引系鴕的动能列车电力牵引系统主要有两个工况:牵引工况和制动工况。牵引工况下,列车牵引系统为列车提供牵引动力,将地铁电网上的电能转换为列车在轨道上运行的动能。制动工况可以分为再生制动工况和电阻制动工况。牵引系统再生制动就是在列车进行制动时,把列车的动能转换为电能反馈到电网可供其他列车使用或其他车站设备使用,这极大地降低了列车的实际能量损耗。若列车制动时牵引系统反馈的电能是电网电压超过了限值(如第三轨电压高于1000V,或架空接触线电压达到1800V),此时列车电制动产生的电能将会消耗在制动电阻上,列车动能转换为热能散逸到大气中,这种通过制动电阻消耗电能来实现电制动的工况叫电阻制动工况。当电制动不足或失效时,由空气制动补足。电制动与空气制动能平滑转换。8.1电力引系統概蜷二、电力牵引系统的特点1.牵引功率大;2.传动效率高3.能源利用率高4.污染很少5.容易实现自动化控制8.1电力引系統概蜷电力牵引系统的分类为了能够获得最好的牵引和电制动性能,城市轨道交通车辆的牵引系统都是分散地配置在列车上的动车上。牵引系统功率配置的前提条件是能够满足列车在所运营线路上的设计速度及为乘客提供舒适的乘车环境以及个别动车故障时的运行需要。根据牵引系统的发展和特点,牵引系统可以从以下几个方面分类1.根据城轨车辆牵引电机的种类分类根据城轨车辆牵引电机的种类分类,城轨车辆有直流传动方式和交流传动方式。直流传动方式从控制方式不同又经历了直流调阻方式到直流斩波方式的发展。随着大功率逆变技术和自动控制技术的发展,交流电机通过变频变压技术(WvF)已成功广泛地应用到城轨车辆牵引系统中。三、电力引系鴕的分樊交流传动系统和直流传动系统相比有以下优点驱动电动机的大马力化,同时可实现高性能的轻便化、小型化的电动机车主电路无触点化,电机无换向器和电刷,提高了运行可靠性,减少了维修再生制动可从高速持续到8km/h以下,安全平稳、节省电能;交流电机结构简单、寿命长,可延长检修周期等目前城轨车辆以交流传动方式为主,国内近年来开通的新线路基本上均为交流传动方式,一些釆用直流传动的老线路也通过车辆改造、淘汰旧车等方式逐渐转变为交流传动列车。本文主要介绍交流传动技术。根据交流传动技术中牵引电机形式不同,又可以分为旋转电机系统和直线电机系统。旋转电机系统中,城轨车辆把从电网获得的直流电通过牵引逆变器转换为变频变压的交流电,通过安装在轴上的电机把电能转化为动能,电机再通过联轴节——齿轮箱—轮对的传递途径把动能传递到列车的轴上,最终实现列车的牵引功能。直线电机系统的电机不需要传动装置,可以通过安装在车辆上和安装在轨道上的电机部分之间的电磁作用力直接实现牵引和电制动。城轨车辆的电力传动与控制方式如图82所示、电引系鴕的分樊牵引电机旋转电机删线性电机直流电机交流电机凸轮变阻斩波调阻变阻控制斩波调压控制变压变频控制图82牵引电机及控制方式三、电力廊引系貌的分类2.根据列车动力配置数量分类动力配置数量即在列车编组中的“动拖比”,此配置也是受多种元素影响的,如车型、传动方式、线路的客流量、线路的站间距、线路设计的运行速度等等,动力数量的选择主要根据线路的实际客流量,考虑冗余需要。目前比较常见的城轨列车为A型车和B型车,六节编组A型车般都是四动两拖的编组方式,六节编组的B型车一般采用三动三拖的编组方式,随着客流量的不断攀升,有些新线路采用四动两拖编组的B型车。从牵引控制角度,牵引系统有1c4M(一个逆变器向四个电机供电)和1c2M(一个逆变器向两个电机供电)两种形式议一议:总结你所熟悉的线路的列车,讨论列车的车型、编组形式和动拖比例,根据线路的实际客流状况,思考列车编组形式、动力配置数量与客流量之间的关系。、电力阜引系統的分类3.根据控制单元控制类型的不同分类牵引系统是通过司机(或信号系统)给出的指令,综合考虑列车的状态信息、牵引系统自身反馈的信息等,通过牵引系统控制单元的计算,最终得出功率部件的开关指令。简单地讲,就是通过各个环节的计算最终算出逆变器单元应该如何开通功率部件,以便把750V(或1500V)直流电压源逆变为满足要求的三相交流电压供电机使用,再通过牵引电机驱动列车。这个复杂的计算过程需要建立相应的数学模型来完成,数学模型建立的越精确,越接近整个系统的实际情况,最终计算结果就越准确,列车的牵引制动就越接近理想状态,越能提供更舒适的乘车环境和更精确的停车精度在人