《城轨车辆控制系统》课件-项目1：电气控制系统基础

城轨车辆控制系统1.城轨车辆电气控制系统概述城轨车辆电气控制系统的组成以及控制原理

城轨车辆电气控制系统概述城市轨道交通车辆电气控制系统组成主牵引传动系

统车门控制系统牵引与制动

控制系统辅助供电系

统2026/1/14城市轨道交通主牵引传动系统是列车牵引动力和电制动力得以实现的载体。

城轨车辆电气控制系统概述2026/1/14辅助供电系统系统为城市轨道交通车

辆提供辅助供电。

城轨车辆电气控制系统概述为列车自动控制系统、通信及列车综合管理系统提供低压电源为空调系统提供中压电源和控制信号低压

电源为制动系统的空气压缩机提供中压电源和控制信号低压电源为主传动系统提供通风冷却中压电源和控

制信号低压电源为全列车提供客室正常照明、应急照明03

04050

1

022026/1/14牵引/制动控制系统是列车实现牵引和制动控制相关功能的控制电路系统，通过电气、器件的组合实现一定的逻辑功能。通过单

元模块的控制程序运算，在经过列车通信控制系统的实时响应，

最终实现对列车的有效控制。

城轨车辆电气控制系统概述2026/1/14城轨车辆电气控制系统概述城市轨道交通车辆控制原理接触网牵引变电所正

受电弓接触网受流器车辆牵引传动装置送至牵引电机编码器驾驶室控制装置辅助供电箱主牵引箱轮对、钢轨牵引变电所负动轮钢轨变电所2.城轨车辆牵引与制动控制系统概述牵引/制动指令是如何传输至牵引逆变器，以使牵引

逆变器控制列车牵引/制动?2026/1/14

城轨车辆牵引与制动控制系统概述学会识读城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统电路图

，会分析主传动

牵引、制动、保护控制

电路。1电动列车电气控制系统电路识读2电动列车激活控制3电动列车初始条件设置控制4电动列车牵引与制动控制

城轨车辆牵引与制动控制系统概述2026/1/14传统的继电器控制方式城轨车辆牵引与制动控制系统概述总线控制方式故障诊断随车诊断地面维护诊断车辆测控轴温控制

车门控制空调控制

噪声控制旅客信息公务电话

通讯服务

旅行引导

娱乐服务机车测控牵引控制

制动控制辅助控制

车速控制列车

运

行

控

制hardware继电器控制方式是通过一系列接触器、继电器等器件的“接通”和“断开”来传递控制与检测信号，从而实现列车级的控制。

城轨车辆牵引与制动控制系统概述A车这种控制方法技术成熟，应用也比较广泛。黑

围■甲曲2026/1/14配

LL例如上海地铁1、2号线和广州地铁1号线等电动列车控制采

用的都是传统的有接点电路控制

方式，驾驶室有各种控制按钮，

这些按钮通过列车线实现对列车

控

制

。城轨车辆牵引与制动控制系统概述2026/1/14

城轨车辆牵引与制动控制系统概述继电器控制线路是一种逻辑电路，属于低压直流小功率电器。紧急按钮指示灯

紧急制动

ATO启动

折返启动驾驶控制器低压电器、主电路与辅助电路中电器的电磁线圈及其联锁、开关等组成。2026/1/14

城轨车辆牵引与制动控制系统概述总线控制方法是基于计算机技术控制。列车

运

行

控

制列车总线WTB车辆多功能总线系统MVB总线控制时，列车所有的控制监测信号包

括车

门

控

制和监测信号、气制动检测信

号

等均通过总线进行传输，并由列车控制

系统通过软件实现启动联锁保护功能。故障诊断J随车诊断地面维护

诊断旅客信息公务电话通讯服务

旅行引导娱乐服务机车测控牵引控制

制动控制辅助控制

车速控制车辆测控轴温控制

车门控制空调控制

噪声控制2026/1/14化繁为简化难为易

城轨车辆牵引与制动控制系统概述2026/1/143.城轨车辆运行受力分析牵引：作用在列车上的力有机车牵引力F

和列车运行阻力W,

其合力为F-W,列车启动加速。惰行：作用在列车上的力只有列车运行阻力W,其合力为-W,列车惯性运行。制动：作用在列车上的力有机车制动力B

和列车运行阻力W,

其合力为(B+W),列车减速。城轨列车运行中若只考虑列车沿轨道前进方向的作用力，直接影响其运行的力有三种即：机车牵引力、列车运行阻力、列车制动力。UB+W

F城轨车辆运行受力分析列车运行的三种工况

城轨车辆运行受力分析牵引力机车牵引力是由传动装置引起的与列车运行方向相同的

外力，是使列车发生运动和

加速的力，驾驶员可以控制。●由钢轨沿列车运行方向加于动轮轮周上的切向外力

就是定义

列车的轮周牵引力，简称列车牵引力。牵引电动机

曲形联轴器

小齿轮力矩M'轮→钢轨力F

Fk(钢轨反作用轮对)v(前进速度)车轮

城轨车辆运行受力分析城轨车辆速度的形成齿轮传动箱牵引电机大齿轮力矩MM→F2026/1/14车轴城轨车辆运行受力分析阻力列车运行阻力是：列车运行中由于各种原因自然发生的与列车运行方向相反的外力。它是：阻止列车发生运动或是使列车自然减速。驾驶员不能控制。根据阻力引起的原因分为：基本阻力、附加阻力

城轨车辆运行受力分析制动力制动力：由制动装置引起的与列车运行方向相反的外力。作用：使列车产生较大的减速度降速或制停列车或防溜。驾驶员可以控制。地铁车辆有两套制动系统：

电制动(为主)空气制动(摩擦制动)停车和紧急制动时采用1

一

制动缸；2

—

基础制动装置；3

—

闸瓦；4

一

车轮；5

一

钢轨。2026/1/14城轨车辆运行受力分析制动力形成

.闸瓦压力K

作用使闸瓦和踏面间产生

滑动摩擦力，用力偶(B、B')

代替转

矩M₆,切向力B,

将引起钢轨对车轮的

静摩擦反作用力b,

车轮作用于钢轨的力b'钢轨与车轮间的摩擦引起向左的静摩擦力b₁

(制动力)

大小：b,=B,方向：相反制动力也是“粘着力”BbBibi2K·K2K0P₁O′UM制动

转矩闸瓦压力闸瓦城轨车辆运行受力分析制动力的调节制动力的调节：改变闸瓦压力，但不得大于粘着条件所允许的最大值。抱死——闸瓦压力大于粘着力，车轮会被抱死。滑行——车轮与钢轨间产生相对滑动，此时车轮的制动力将变为滑动摩擦力。滑行危害：

滑行时制动力大为降低，制动距离增加；擦伤车轮与钢轨的接触面。4.城轨车辆动轮与钢轨的相互作用城轨车辆动轮与钢轨的相互作用采用轮轨技术的城轨车辆其运行工况依赖于车轮和钢轨的相互作用力。齿轮传动

粘着作用牵引电动机

动轮

列车平动粘着与蠕滑理论钢轨与车轮间的摩擦引起向右的静摩擦力f;(轮周牵引力)

大

小

：f=F,方向：相反因正压力而保持轮轨接触处相

对静止的现象称为“

粘

着

”城轨车辆动轮与钢轨的相互作用正压力P

作用下，车轮和钢轨的接触部分

紧压在一起，切向力F

使车轮上的O′点向左

运动的趋势，车轮作用于钢轨的力fi'。牵引转矩

UMFi轴重fi个

0PiO′TFi粘

着2026/1/14在动轮正压力的作用下，轮轨接触处产生弹性变形，形成椭圆形的接触面。微观看两接触面粗糙不平。切向力的作用，动轮在钢轨上滚动时，车轮