项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成培训课件

城市轨道交通车辆电气课程的性质与作用《城市轨道交通车辆电气》是城市轨道交通车辆专业的一门重要的核心专业课，是本专业核心能力的支撑。通过本课程的全面学习，熟练掌握车辆电气控制系统构成，车辆牵引传动系统，车辆牵引与制动控制系统，辅助供电系统，车辆车门控制系统及电动列车管理服务系统；能够读懂车辆电气控制原理图，具有对常见电气故障进行分析、判断和处理的能力，为从事城轨交通车辆检修与驾驶、运用与管理工作打下坚实的基础，也是取得中级职业技能证书的主要支撑课程之一。1项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023课程特点以职业能力标准为依据整合课程内容

城市轨道交通车辆电气2项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023城轨电动列车驾驶员职业所需知识、技能、要求1.识图知识：电动列车车辆设备布置图、电动列车车辆综合线路图、电动列车辅助系统原理图、电动列车气路系统原理图2.电机知识3.电动列车车辆知识:车辆驾驶操作知识、车辆制动系统知识、车辆转向架知识、车辆电力电子器件知识、车辆电气机械控制知识、车辆故障判断及应急处理知识4.法律规章知识:《司机手册》、《电动列车驾驶员规范化作业标准》、相关电动列车检查、运行、调试、故障处理与安全生产等规程规范。3项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023课程内容

城市轨道交通车辆电气序号内容课时分配1城市轨道交通车辆电气控制系统构成152城市轨道交通车辆牵引传动系统153城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统104城市轨道交通车辆辅助供电系统105城市轨道交通车辆车门控制系统156城市轨道交通电动列车管理服务系统107机动课38复习课2总课时804项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023课程考核

城市轨道交通车辆电气

总评成绩：100%

平时成绩占60%（包括出勤情况、学习过程中的多次综合作业、实践练习等）期末考试成绩占40%（期末考试采用笔试闭卷的形式）5项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成

基本任务：介绍城市轨道交通车辆电气控制系统的组成及功能，系统主要电气部件的结构原理、技术参数、功能作用。

拓展任务：分析城市轨道交通车辆的运行工况、牵引力和制动力的形成。

学习目标：

①熟悉城市轨道交通车辆电气控制原理；②掌握城市轨道交通车辆电气控制系统的组成；

③会进行城市轨道车辆受力分析和列车运行工况分析；④会分析牵引力和制动力的形成；

⑤了解空转和滑行的形成，会进行车辆空转和滑行的保护处理；

⑥掌握牵引动力装置的结构和工作原理；

⑦掌握城市轨道交通车辆主要电器的结构原理。6项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023城市轨道交通车辆电气控制系统基础基本任务1城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能基本任务2项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成城市轨道交通车辆运行工况与受力分析拓展任务7项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023【项目描述】

项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成图1-1城市轨道交通车辆控制原理示意图8项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023项目描述（1）：城市轨道交通车辆最根本的任务：运输完成运输任务的关键：车辆的运行速度及其控制控制系统作用：根据运营系统给出的命令

对各功能子系统进行调控。控制系统类型:牵引控制、制动控制控制系统控制方法：数学模型化、传统的PID调节、

人工智能原理的各种控制方法

9项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023人机界面作用：驾驶员可随时了解整个列车的运行状态和各主要单元部件的工作状态，必要时人工干预。

人机界面组成：系统操作软件、微机控制系统、总线控制电气控制系统功能：实现列车自动驾驶系统ATO、列车自动控制系统ATC、列车自动保护系统ATP、列车自动监控系统ATS、

列车通信控制TCC等全自动控制电气控制系统组成：主牵引传动系统、辅助电源系统、

牵引/制动控制系统、车门控制系统

项目描述（2）：10项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023【项目描述】

项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成城市轨道交通车辆控制原理：图1-1城市轨道交通车辆控制原理示意图动力电源电流由变电所送到接触网，经受流器引流到车辆；电流经过车辆牵引传动控制系统送入牵引电动机，牵引电动机驱动车辆运行；驾驶员通过操纵驾驶控制器改变牵引电动机的运行速度和运行方式；电流经过车辆轮对、钢轨回到变电所，形成闭合回路。11项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述

1.组成框图

12项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述

2.功能

主牵引传动系统主电路系统，是列车牵引动力和电制动力得以实现的载体。13项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述

2.功能

辅助供电系统提供辅助供电。14项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述

2.功能

牵引/制动控制系统列车实现牵引和制动控制相关功能的控制电路系统。15项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述

2.功能

车门控制系统通过列车信息显示系统，告知和提醒驾驶员所有乘客车门的状态。16项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023二、城市轨道交通车辆总体控制

1.概念

在轨道交通运输中，采用电动机机械传动来满足车辆牵引的电气部分，称为电力牵引传动控制系统。2.特点

以牵引电动机作为控制对象，通过控制系统对电动机的速度和牵引力进行调节，以满足车辆牵引和制动特性的要求。

3.分类根据电动机形式的不同，控制系统分为两类：

直流牵引电动机的直流传动控制系统

交流牵引电动机的交流传动控制系统任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础17项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023二、城市轨道交通车辆总体控制任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础图1-4城市轨道交通车辆单元车的总体控制18项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

二、城市轨道交通车辆总体控制任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础图1-4城市轨道交通车辆单元车的总体控制电机的可逆性原理；①牵引工况：电动机；②电制动工况：发电机19项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

三、城市轨道交通车辆电气部件与设备任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础图1-5地铁车辆的主要设备配置PA箱（牵引和辅助逆变器箱）：整合辅助逆变器(DC/AC)的牵引箱，装在C车，箱内一半是辅逆，一半是VVVF牵引逆变器。PH箱（高压箱）：整合高压器的牵引箱，装在B车，箱内一半是HSCB（高速断路器）高速开关及高压传感器，一半是VVVF牵引逆变器。拖车(TC)动车（M’）

动车(M)20项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023三、城市轨道交通车辆电气部件与设备任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础21项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

列车编组：列车是不同类型的车辆通过两个相对的同型号车钩相联而组成的车组。

其中，B车和C车为固定搭配，若再与A车相联则称为一个单元。

例如：六节编组的列车编组形式为：

—A=B※C=B※C=A—八节编组的列车编组形式为：

—A=B※C=B※C=B※C=A—全自动车钩半永久车钩半自动车钩三、城市轨道交通车辆电气部件与设备任务一城市轨道交通车辆电气控制系统基础22项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/202323项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/202324项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023车底电器的悬挂25项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023城市轨道交通车辆电气控制系统基础基本任务1城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能基本任务2项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成城市轨道交通车辆运行工况与受力分析拓展任务城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能26项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能定义：牵引电器

特点：工作环境和条件恶劣

电器外形箱状27项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能受电弓高速断路器主接触器线路滤波器制动电阻器平波电抗器浪涌吸收器接地装置28项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（一）受电弓1.车辆的供电与受流国家标准：DC1500V——接触网DC750V——第三轨供电方式：

接触网供电——受电弓

接触轨供电——集电靴29项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023牵引网

由馈电线、接触网、轨道回路及回流线组成的供电网络称为牵引网从牵引变电所向接触网输送牵引电能的导线用以供牵引电流返回牵引变电所的导线列车行走时，利用走行轨作为牵引电流回流的电路为便于检修和缩小事故范围，将接触网分成若干段称为电分段经过电动列车的受电器向电动列车供给电能的导电网主变电站牵引变电站馈电线接触网钢轨

回流线电分段

接触网

馈电线主变电站回流线30项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/202331项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023侧摩式接触轨（第三轨）32项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

动车转向架侧面都有受流器，直接搭在三轨上边，中间扁六边形，就是与三轨接触的铜滑块。33项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（一）受电弓2.受电弓的结构组成安装位置：

车体几何中心点最近的车顶上部。类型：

气动弓和电动弓工作方式：

当受电弓升起时，弓与网接触滑行，从接触网受取电流，通过车顶母线传送到车辆内部。母线：用高导电率的铜、铝质材料制成，用以传输电能，具有汇集和分配电力能力的产品。34项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/202335项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023受电弓的结构组成图1-6单臂受电弓的结构组成基础框架1：

通过绝缘子3固定安装在车顶；

作为框架4、轴承、下部导杆等支承和安装。框架4：

包括下部支杆5、下部导杆6、上部支杆7和上部导杆8；

采用高强度冷拔无缝管制作。高度止挡2：

安装在下部导杆侧下方的基础框架上；

用以限制受电弓的最大升弓高度。弓头：

是弓与网相接触的部分；

由集流头9、接触带10、转轴、端角11和弹簧盒组成。升降弓装置12：

由传动风缸、拉伸弹簧及气路电磁阀组成。36项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（一）受电弓3.受电弓的工作原理图1-7升弓风路示意图（1）升弓过程37项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

空气过滤器节流阀先快后慢38项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（一）受电弓3.受电弓的工作原理图1-7降弓风路示意图（2）降弓过程快速降弓封路缓慢降弓封路39项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023快排阀快速降弓封路缓慢降弓封路先快后慢40项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（一）受电弓3.受电弓的工作原理（3）紧急操作当车辆有压缩空气，气压不足，可手动升弓。41项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（一）受电弓4.受电弓的主要技术参数受电弓主要技术参数有电气数据、机械参数及几何尺寸参数。

适用场合：某公司A型车受电弓，网压DCl500V，4M2T编组。额定电压/VDCl500电压范围/VDCl000～1800额定电流/ADCl050最大启动电流(30s)/ADCl600最大停车电流/ADC460标准静接触压力/N

120±10静压力调节范围/N100~140滑板单向运动在工作高度范围内压力差/N不大于10滑板在工作高度范围内同一高度上，升与降压力差/N不大于15运行速度（km／h）≤90传动装置压力/kPa额定550，最小/300，最大800主要尺寸（带绝缘子的高度）/mm300（折叠高度300+10）最小/大工作高度/mm175（463）/（1600）最大升起高度/mm1700碳滑板长度/mm800（1050）弓头宽度/mm1550升/降弓时间/s升弓≤8，降弓≤7绝缘性能交流50Hz，5.75kV干闪络电压1min；交流50Hz，4.75kV湿闪络电压1min机械寿命15×103次受电弓总重（绝缘子除外）/kg20042项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能受电弓高速断路器主接触器线路滤波器制动电阻器平波电抗器浪涌吸收器接地装置高速断路器43项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（二）高速断路器高速断路器：high-speedcircuitbreakerHSCB安装位置：安装在含有受流装置车辆的底部高压箱内。功能：正常状态下通断车辆主电路，在发生故障时执行保护指令，切断动力电源。44项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/202345项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023HSCB为主断路器，可在出现故障的情况下，断开牵引链与电源的连接；

防止牵引链免受内部或外部故障的影响。46项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（二）高速断路器1.HSCB的主要性能指标（1）机械响应时间图1-9高速断路器机械响应时间与电流增长速率关系

从通过断路器的电流达到动作值，到主触头打开的时间。电流增长率越大，机械响应时间越短。47项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（二）高速断路器1.HSCB的主要性能指标（2）分断能力图1-10高速断路器砍断过程的电流、电压波形48项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（二）高速断路器2.HSCB的主要特点（1）对地有很高的绝缘等级；（2）分断能力强，响应时间短；（3）不受气候条件的影响；（4）使用寿命长；（5）易于维护。49项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（二）高速断路器3.HSCB的结构图1-11高速断路器的结构外形50项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023高速开关主要构件有：（1）触头系统（2）灭弧机构

（3）传动机构（4）自由脱扣机构（5）最大电流释入器（6）最小电压释入器（7）辅助开关---采用串封闭式导弧角。-------

动、静触头（上海地铁车辆高速开关

是双极串联形式），触头的接触形式采用线接触——接触面大、磨损较小、制造方便，触头制成单独成零件，便于更换。---------用来操纵主触头闭合。

传动形式：手动传动

电磁机构传动--------位于传动机构与主触头之间，用来保证当电路发生短路时，传动机构还起作用，高速开关能够可靠地开断电路。-----即过载时通过拉杆作用于自由脱扣机构而开断；短路时直接撞击锁钩开断电路。

通过电磁机构作用，衔铁直接作用在锁钩上，使锁钩释放，

在开断弹簧作用下开断电路，正常操作电压DC110伏，最低电压77伏。------------用于联锁、指示、控制作用。任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能51项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023HB（高速断路器）箱52项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023HB（高速断路器）箱53项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（二）高速断路器4.HSCB的工作原理图1-12高速断路器的结构原理54项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023图1-11TSEl250-B-I型高速开关结构原理1-上接线端2-静触头3-动触头4-动触头臂5-弹性连接板6-下界限端7-过载跳闸（S）装置8-拉杆9-释放锁件10-转换机构11-转换轴12-短路快速跳闸（KS）衔铁13-撞击螺钉14-转换杆15-滚轴17-短路快速跳闸拉杆18、19-灭弧板任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能4.HSCB的工作原理55项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能5.HSCB的参数类型电磁控制自然冷却的单极直流断路器额定电压1500V+20%额定电流1250A短时允许电流1400A，2h；2000A，2min；3000A，20s；额定分断能力35kAKS—释放的分断时间di/dt≥3KA/ms5ms机械反应时间2ms机械寿命20000次控制电压DC110V电寿命1000次分断频率（1h）30次56项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023BHB（母线高速断路器）箱BusbarHigh-SpeedBreaker57项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023BHB（母线高速断路器）箱58项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023BHB（母线高速断路器）箱59项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023BHB（母线高速断路器）箱60项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023BHB（母线高速断路器）箱61项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023BHB（母线高速断路器）箱62项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能受电弓高速断路器主接触器线路滤波器制动电阻器平波电抗器浪涌吸收器接地装置主接触器63项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（三）主接触器

一种用来频繁接通和切断主电路的自动切换电器。能远距离自动控制，操作频率高，通断电流较大。64项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023牵引逆变器原理图K-IC：电源输入接触器K-CCC：预充电接触器65项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20232.电磁接触器工作原理a、接通过程：电磁圈未通电时，衔铁在反力弹簧作用下保持在释放位置。当电磁线圈得电后，铁芯在电磁力作用下带动驱动杆克服反力弹簧运动。动触头在驱动杆带动下，触头上部与静触头点接触，随着驱动杆继续运动，触头上压力不断增加，动触头在静触头上边滚动边滑动，进行研磨，一直到电磁力与反力弹簧力平衡止，接触点移到触头下部，完成触头闭合，主接触器进入工作状态。同时辅助触头依靠驱动凹轮，同步打开或闭合。任务2任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能66项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

断开的过程则相反，失电后，电磁力小时，反力弹簧起作用，主触头分断，同时辅助触头的状态也跟着变化。

主触头闭合的研磨过程，将其表面的氧化物或脏物擦掉，减小接触电阻。

出头断开的反力可使触头分断时所产生的电弧不致损坏正常接触点。反力主要由弹簧力产生，通常是园柱螺旋弹簧。

圆柱螺旋弹簧分为：拉伸弹簧、压缩弹簧

b、断开过程任务2任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能67项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20233.BMS.15.06型直流电磁接触器技术参数额定电压/VDC1500最大工作电压/VDC1800额定绝缘电压/VDC1500额定电流/A600小时电流/A630短时电流(5S)/A800最大整断电流(15ms)/A2400闭合时间/ms约l00开断时间/ms约75机械寿命3×106次电寿命104次触头压力/N54~72控制电源/VDC110控制功率/W30任务2任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能68项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能受电弓高速断路器主接触器线路滤波器制动电阻器平波电抗器浪涌吸收器接地装置线路滤波器69项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（四）线路滤波器

包括线路滤波电抗器和电容器。

安装于主电路牵引变流器中。功能：滤平输入电压抑制过电压抑制谐波电流限制故障电流70项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023FL（滤波电抗器）箱FilterReactor71项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023FL（滤波电抗器）箱72项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能受电弓高速断路器主接触器线路滤波器制动电阻器平波电抗器浪涌吸收器接地装置制动电阻器73项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（五）制动电阻器1.功能

吸收发动机能量

电能转换为热能

散逸至大气图1-13制动电阻器结构1-底面板2-电阻排3-绝缘板4-铜棒5-热量显示盒6-风道74项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023要求:良好的热容量、耐振动、防腐蚀，在高温下不生成氧化层，特别要注意在正常使用周期内不断裂。75项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023（五）制动电阻器任务2车底制动电阻箱作用:电阻制动时，制动电阻吸收未被消耗掉的电机发电能量，转换为热能散逸到大气中去。76项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能受电弓高速断路器主接触器线路滤波器制动电阻器平波电抗器浪涌吸收器接地装置平波电抗器77项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（六）平波电抗器

带铁心的大电感。

隔交通直

应用：

与牵引电动机支路串联，减小电流脉动。78项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能受电弓高速断路器主接触器线路滤波器制动电阻器平波电抗器浪涌吸收器接地装置浪涌吸收器79项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（七）浪涌电压吸收器（避雷器）作用：

防止来自车辆外部过电压（如雷击）对车辆电气设备的破坏。

与被保护物并联

出现过电压时放电其外壳用硅橡胶材料或其它抗紫外线、不分解的绝缘材料制成。80项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/202381项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20231．结构原理浪涌吸收器安装于B车车顶的受电弓侧。它包括一个火花间隙和一个非线性电阻，装配于一个陶瓷壳内。正常电压下火花间隙处于不通状态，出现大气过电压时击穿放电。将过电压限制在一定水平，保护设备。当过电压终止后，迅速恢复至正常状态。击穿电压的幅值同击穿时机的关系曲线称为伏秒特性。

要可靠保护用电设备，避雷器的伏秒特性应低于被保护绝缘的伏秒特性，即同一过电压下避雷器应先击穿。一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（七）浪涌电压吸收器（避雷器）82项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20232．浪涌吸收器主要技术参数（1）额定冲击释放电流、冲击电流、持续释放电流、短路电流；（2）阀座电压、冲击释放电压、直流放电电压；（3）爬电距离、放电距离；（4）特性曲线。标称电压/VDCl500最大电压/VDC2000额定冲击释放电流/kA10冲击电流/kA100短路电流/kA20阀座电压/kV7.1爬电距离/5mm163．浪涌吸收器主要技术参数举例（使用车型：A型车，网压DCl500V）任务283项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能受电弓高速断路器主接触器线路滤波器制动电阻器平波电抗器浪涌吸收器接地装置接地装置84项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

一、主电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（八）接地装置

为主电路提供回流通路，使电流经轮对到达钢轨，构成完整的回路；

防止电流通过轴承噪声轴承内润滑油层的电腐蚀；

提高轴承的使用寿命。85项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023安装位置：安装于转向架轴端，分别在A车转向架的第2轴的右侧和第3轴左侧轴端各安装了一个，分别在B车和C车的转向架第1、3轴的左侧轴端各安装了一个，在第2、4轴的右侧轴端各安装了一个。接地装置主要由接触盘、碳刷架、弹簧支撑组成。86项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

二、控制电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能驾驶控制器速度传感器继电器驾驶控制器驾驶控制器装置牵引控制系统电器列车自动控制系统电器等控制电路电器87项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023北京地铁运营有限公司列车司机--廖明88项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

二、控制电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（一）驾驶控制器城轨车辆司机控制器为凸轮触点式控制器。89项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023凸轮组

警惕开关转换开关组主控制手柄方式/方向手柄图1-14司机控制器结构任务2驾驶控制器结构90项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023驾驶控制器的结构：1.主控制手柄2.方式/方向手柄3.主控器钥匙4.警惕开关5.电位器6.转换开关组7.凸轮组

位于主控手柄的上端的两个半圆头开关。正常工作时，司机必须用大拇指将两个半圆合拢，只有停车时才放开。人工驾驶时只有按下警惕开关，操作主控器手柄，列车才能启动。若松开警惕开关3秒钟（在弹簧作用下两个半圆头分开），列车立即进入紧急制动状态。--------在主控手柄底部连接一电位器，当主控手柄由零位移向牵引或制动位时，输出0-20mA电流的司机指令，给控制电路。任务2（一）驾驶控制器91项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20231.主控制手柄主控手柄有零位、牵引、制动、快速制动四个位置。“0”位————机械零位。“牵引”位——向前推动手柄（远离司机），牵引给定值可无

级输入，最前端位置为“100%牵引位”。“制动”位——向内拉动手柄（拉向司机），制动给定值可无

级输入，在“100%制动位”有一阻滞，最里端

位置为“紧急（快速）制动位”，快速制动带

有限位凹槽。任务2（一）驾驶控制器92项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20232.方式/方向手柄方式方向手柄用于选择驾驶方向，有向前、0、后退三个位置。运行方向必须在车辆运行前选择，并且到下一站前保持有效。“ATC”列车自动控制位：通过系统操作或手动控制向前运行。

在制动位上通过操作主控器手柄，可摆脱“ATC”的指令进行制动。“0”位置：没有驾驶模式被激活。“后退”位置：人工倒车模式。方式/方向手柄与主控制手柄间存在机械连锁。

只有当主控器手柄在“0”位，方式/方向手柄才进行向前或向后位置转换。只有当选择好方向，即方式/方向手柄在非零位，主控器手柄才可进行牵引或制动操作。一旦方式/方向手柄在非允许情况下改变了方向手柄的位置，则系统自动启动紧急制动。任务2（一）驾驶控制器93项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20233.主控器钥匙

主控器钥匙用于激活司机台，有两个位置：“0”位置：关闭位置，只能在此位置取出或插入钥匙。

主控器钥匙零位时，主控器手柄和方式/方向手

柄被锁死，不能操作且都处于零位。“1”位置：激活司机台。司机可进一步操作其它开关激活车辆。

一旦主控器手柄和方式方向手柄处于非零位，则主控器钥匙被锁死不能回零位。只有当主控器手柄和方式/方向手柄双零位时，主控器钥匙开关才能从“1”位移回“0”位。任务2（一）驾驶控制器94项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

二、控制电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能（一）驾驶控制器95项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023司机室司机台96项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

二、控制电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能驾驶控制器速度传感器继电器速度传感器驾驶控制器装置牵引控制系统电器列车自动控制系统电器等控制电路电器97项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

二、控制电路电器

（二）速度传感器任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能速度传感器安装于车辆轮轴上，它提供控制系统信号的选取，转换和传输。装于城市轨道交通车辆上的速度传感器要求性能可靠、精度要高、抗干扰性强。98项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

二、控制电路电器

（二）速度传感器任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能GE——ATC系统速度传感器；GL——防滑速度传感器；E——接地装置。G——防空转防滑行速度传感器；E——接地装置。速度传感器防滑速度传感器接地装置防空转防滑速度传感器接地装置99项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023100项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

二、控制电路电器

（二）速度传感器任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能1．结构与工作原理作用：用于城市轨道交通列车的速度检测。结构：脉冲发生器、磁轮、密封件、外盖。工作原理：是磁电式传感器，利用电磁感应原理，不需要外加电源，

可将输入机械位移转换成线圈中的感应电势输出。

图1-19转速传感器原理图当齿轮随车轴旋转时，齿轮与软磁铁轭之间的气隙随之变化，从而导致气隙磁阻和穿过气隙的主磁通的变化，在线圈中感应出电动势。设每转一圈传感器发出110个脉冲，其频率为：

f=Nn/60Hz式中：n----转速（r／min）N----齿数（110）任务2101项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20232．技术参数工作电压(Ug)12V至20VDC信号输出电阻1KΩ轴出电压峰值≥UB–2.5V，低值≤0．6V负载电阻≥2．2KΩ静态输出电压7V±1V额定工作电压15VDC频率范围1HZ～5KHZ探头与磁轮间气隙0.90±5%mm工作环境温度–40℃～+80℃任务2（二）速度传感器102项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

二、控制电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能驾驶控制器速度传感器继电器继电器驾驶控制器装置牵引控制系统电器列车自动控制系统电器等控制电路电器103项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023二、控制电路电器

（三）继电器任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能一位端一位侧电气柜104项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023（三）继电器定义:是一种根据外界输入信号（电量或非电量）的变化，接通或断开小电流电路，以实现自动控制和保护功能的电器。作用：主要用来反映各种控制信号，其触点通常接在控制电路中，不直接控制主电路。特点：主要用来反映各种控制信号，其触点通常接在控制电路中，不直接控制主电路。图1-20电气设备柜中的继电器任务2105项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023继电器构成：测量机构、执行机构继电器分类：

按照工作原理分为:电磁继电器、感应继电器、

热继电器等

按输入信号性质分:电流继电器、电压继电器、压力继电器等

按输入信号性质分:有触电、无触点式任务2106项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20231．结构原理：电磁式继电器的电磁机构就是测量机构，当输入量达到其动作参数时，就将转变为衔铁的吸合动作。它的触点是执行结构，当输入量达到动作参数时，它由原来的开断状态转变成闭合状态，并接通被其控制的电路，从而得到一个输出电压。继电器的输入量与输出量的关系称为继电器的输出一输入特性。设输入量X，输出量为Y，当输入量X由零增加到动作参数X动作时，衔铁被吸合，使触点闭合，接通被控电路，在输出端有电压输出，即输出量Y由零跃变到最大值Ymax。衔铁吸合后，如果将输入量X减小到释放X释放，使反作用力大于电磁吸力，衔铁释放，触头开断，被控电路也断开，输出量由量大值Ymax下降到零。当输入量X由X释放继续减小时，输出量Y维持为零值。通常X动作远大于X释放。继电器输入量的释放参数与动作数之比称为返回系数K，即K为X释放／X动作的比值。任务2107项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/20232．技术参数继电器的主要特征参数有:额定电压、吸合电压、释放电压，吸合时间、释放时间，线圈消耗功率，触点接触电阻、绝缘电阻，触点负荷和寿命等。型号线圈电压

触点分配SH04.22E

DC110V二常开、二常闭SH04.40E

DC110V四常开SH8.44E

DC110V四常开、四常闭SH8.62E

DC110V六常开、二常闭SH8.80E

DC110V八常开SH8.53E

DC110V五常开、三常闭3．继电器举例上海地铁一号线车辆主要使用SH系列继电器。其命名为：任务2108项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/2023

三、辅助电路电器

任务二城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能主要包括：空气压缩机装置、照明和空调等。

城轨列车的每个单元，即A、B和C车车顶上都安装了两个相同的空调装置（A/C），该空调装置一般不能用来取暧。

空调装置把空气吸入到安装在车顶板上部的风道里，空气在风道里按整车长度均匀分配，并通过安装在车顶上的空气隔栅吹入客室。

A车除了有客室通风系统，还安装了单独的司机室通风单元，司机室通风单元与风道系统相连，由人工控制。

新鲜空气通过四个横向的隔栅（新风入口）进入A/C单元，与从客室来的循环空气混合。循环空气通过空调单元端部的返回入风口进入空调。混合空气经处理后，经空气分配风道强迫进入客室。109项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成9/12/