《城市轨道交通车辆电气控制》课件全套第1-6章城市轨道交通车辆电气控制系统-城市轨道交通车辆辅助供电系统

第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统项目描述（1）：城市轨道交通车辆电气控制21:26:4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第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统人机界面作用：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）：城市轨道交通车辆电气控制21:26:4第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统第一节 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电气设备（高压电器，低压电器）主电路系统辅助电路系统电子与控制电路系统车辆电气学习任务城市轨道交通车辆电气控制21:26:5第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统图1-1城市轨道交通车辆控制原理图城市轨道交通车辆电气控制21:26:5第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统二、城市轨道交通车辆总体控制城市轨道交通车辆电气控制21:26:5电力牵引传动控制系统：定义：在轨道交通运输中，采用电动机传动来满足车辆牵引的电气部分。控制对象：牵引电机作用：对电动机的速度和牵引力进行调节分类：直流传动控制系统、交流传动控制系统第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统图地铁单元车辆的总体控制城市轨道交通车辆电气控制21:26:5第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统三、城市轨道交通车辆电器部件与设备图1庞巴迪公司与长客生产的地铁车辆的主要设备配置拖车(TC)

动车（M’）

动车(M)城市轨道交通车辆电气控制21:26:5第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统第二节 城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能城市轨道交通车辆控制系统部件一般称为牵引电器。城市轨道交通车辆电气控制21:26:5定义：对城市轨道交通车辆以及其它的牵引设备进行切换、检测、控制、保护和调节的电器及装置。构成：主电路电器、控制电路电器、辅助电路电器特点：外型呈平整的箱状，且宽度小，安装时尽可能成列布置；结构方面要便于更换触头、弹簧和其它被磨损零件。操作次数频繁，零件的机械与电气强度方面，要求有较大的安全系数，同时必须保证有最大的可靠性。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:5牵引电器结构特点：螺钉连接应有弹簧垫圈和紧锁螺帽，接触器等运动的重心落在支撑点上；计算绕组、选择绝缘材料、润滑油要考虑温度变化；用电镀涂压的办法来防止零件表面的锈蚀；选择漏电间隙和绝缘距离时，应从可能最坏的表面工作情况出发，保证牵引电器之间的绝缘可靠。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统一、主电路电器城市轨道交通车辆电气控制21:26:5主要包括：受电弓、高速断路器、主接触器和牵引变流装置等。（一）受电弓城轨交通车辆的供电与受流地铁和轻轨速度不高，常采用直流供电。

电压制式：发展趋向是IEC标准中600伏、750伏、1500伏中国国家标准《地铁直流供电系统》的规定是:直流750伏（波动范围500～900伏）和直流1500伏（波动范围1000～1800伏）。供电形式：接触网供电、接触轨供电受流形式：接触网受流、第三轨受流第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统牵引网由馈电线、接触网、轨道回路及回流线组成的供电网络称为牵引网用以供牵引电流返回牵引变电所的导线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从牵引变电所向接触网输送牵引电能的导线城市轨道交通车辆电气控制牵引变电站馈电线接触网列车行走时，利用走行轨作为牵引电流回流的电路回流线钢轨接触网馈电线

电分段主变电站回流线第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统2.受电弓的结构组成受电弓:城市轨道交通车辆的受流装置根据驱动动力分为:气动弓和电动弓1-基础框架2-高度止挡3-绝缘子4-框架5-下部支杆6-下部导杆7-上部支杆8-上部导杆9-集流头10-接触带11-端角12-升高和降低装置13-电流传送装置14-吊钩闭锁器图1-5单臂受电弓结构组成城市轨道交通车辆电气控制21:26:6第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:63．受电弓工作原理受电弓靠滑动接触受流，是移动设备与固定供电装置之间的连接环节。受电弓受流性能的基本要求是：集流头与接触网接触可靠，磨耗小；升降弓时对车顶设备不产生有害冲击；运行中受电弓动作轻巧，动态稳定性能好。受电弓的提升依靠升弓弹簧完成；降弓是通过传动风缸内部的降弓弹簧来实现；压缩空气在传动风缸的充气及排气决定了受电弓的升与降。（1）升弓过程：在列车及司机台激活的情况下，按下副司机台受电弓升弓按钮，相应的升弓电路工作，升弓电磁阀得电动作，打开风源至传动风缸的通路，传动风缸充气，将内部的降弓弹簧压缩，在升弓弹簧的作用下克服自身重力升起。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统图1-6城市轨道交通车辆电气控制21:26:6升弓风路示意图风路系统第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（2）降弓过程a)

快速降弓风路

b)

缓慢降弓风路图1-7

降弓风路示意图城市轨道交通车辆电气控制21:26:6第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（3）紧急操作城市轨道交通车辆电气控制21:26:6当车辆有压缩空气，但气压不足(低于

3bar)时，受电弓也可以手动升弓。使用B车车厢设备柜中的脚踏泵，同时手动或电动控制电磁阀开通风路，人工踩压脚踏泵打风，至风压足以升起受电弓为止。气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统额定电压/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/N120±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城市轨道交通车绝辆缘性电能交流50Hz，5.75kV干闪络电压1min；交流50Hz，4.75kV湿闪络电压1min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。4．受电弓主要技术参数21:26:6第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（二）高速断路器（HSCB）作用：在车辆发生故障时执行保护指令，切断动力电源。1．HSCB的主要性能指标及特点主要性能指标有两个：机械响应时间、分断能力（1）断路器的机械响应时间（Tm）：指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，机械响应时间越长。高速断路器机械响应时间与电流增长速率关系城市轨道交通车辆电气控制21:26:6第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（2）分断能力在相同的短路稳态电流情况下：电流增长率di／dt越大，则开断电流ίd越大，限制时间TL越短，总开关时间Ttot越短，I2d积分越大。图高速断路器开断过程电流、电压波形城市轨道交通车辆电气控制21:26:6第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统2.HSCB的主要特点:对地有很高的绝缘等级。分断能力强，响应时间短。不受气候条件的影响。长使用寿命。易于维护。城市轨道交通车辆电气控制21:26:6第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统3．HSCB结构上海地铁1号线用

AEG公司产TSEl250-B-I型高速开关，安装于B车上。主要包括：基架、短路快速跳闸装置（KS）、过载跳闸装置（S型）、合闸装置、灭弧栅。城市轨道交通车辆电气控制21:26:6图高速开关结构外形第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统高速开关主要构件有：城市轨道交通车辆电气控制21:26:7（6）最小电压释入器触头系统-------动、静触头（上海地铁车辆高速开关灭弧机构---采用是双串双串极封串闭联形式式导），弧触角头的。接触形式采用线接触——接触面大、磨损传动机构---------较用小来、操制造纵方主便触，头触头闭制合成。单独成--------位于传动机构与主触头之间，用来保（5）最大电流释入器-----即证过当载电时路通发过生拉短杆路作时用，于传自动由机脱构还扣起机作构用而，开高断速；开短关路能时够直可接靠撞地开断击电锁路钩。开断电路。（4）自由脱扣机构传动零件形，式便：通于过手更电换动磁。传机动构作用，电磁衔机铁构直传接动作用在锁钩上，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，----（7）辅助开关--------用于联锁、指示、控制作用。最低电压77伏。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统4.HSCB的工作原理城市轨道交通车辆电气控制21:26:7图TSEl250-B-I型高速开关结构原理上接线端静触头动触头动触头臂弹性连接板下界限端过载跳闸（S）装置拉杆释放锁件转换机构转换轴短路快速跳闸（KS）衔铁撞击螺钉转换杆滚轴17-短路快速跳闸拉杆18、19-灭弧板第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统分断频城率（市1h轨）道交通车辆电气控制30次21:26:75.高速断路器参数举例表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/ms

5ms机械反应时间2ms机械寿命20000次控制电压DC110V电寿命1000次第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:7（三）主接触器作用：用来频繁地接通和切断主电路的自动切换电器。特点：能进行远距离自动控制，操作频率较高，通断 电流较大。分类：按通断电路电流种类：直流接触器、交流接触器按主触头数目：单极接触器、多极接触器按主触头数目：电空接触器，电磁接触器第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:71.电磁接触器结构组成电磁机构：包括铁芯、带驱动杆的螺旋线圈、盖板。主触头：用来通断电路，触头为球面镀银。灭弧装置：包括吹弧线圈、带电离栅的灭弧罩辅助触头支架固定装置➢电离栅：将进入的电弧分割成一系列短弧，然后使电弧加速冷却，吹弧线圈确保快速和有效的灭弧。直流接触器设计为模块结构，外壳材料阻燃、无毒、无环境污染。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:72.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。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:7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、断开过程第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统3.BMS.15.06型直流电磁接触器技术参数额定电压/V

DC1500最大工作电压/V

DC1800额定绝缘电压/V

DC1500额定电流/A

600小时电流/A

630短时电流(5S)/A

800最大整断电流(15ms)/A

2400闭合时间/ms 约l00开断时间/ms 约75机械寿命

3×10

6次电寿命

10

4次触头压力/N

54~72控制电源/V

DC110城市轨道交通车辆电气控制控制功率/W21:3206:7第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:7（四）线路滤波器线路滤波器：包括线路滤波电抗器和线路滤波电容器；位于主电路牵引变流器中。线路滤波器的作用：滤平输入电压。抑制电网侧发生的过电压减少其对逆变器的影响。例如：变电所的操作过电压、雷击过电压等。抑制逆变器因换流引起的尖峰过电压。抑制电网侧传输到逆变器直流环节的谐波电流，抑制逆变器产生的谐波电流对电网的影响。限制变流器的故障电流。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:72．线路滤波电抗器：作用：保证电感在任何电流值时均恒定。要求：采用空心线圈结构。电抗器的电感量须与线路电容器的电容量相匹配。谐振频率与信号系统的调制频率有一定的差值。

网压DCl500V的城轨车辆，逆变器容量在1000kVA以上的系统，电感量一般为5～8mH。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统3．线路滤波电容器最大电流Imax最高达600A额定电压UN最高达6kV自感Lself≤40nH额定能量WN最高达18kJ介质损耗因数tanδ02×10最大峰值电流最高达10kA最大浪涌电流最高达100kA端子间直流试验电压UTT1.5UN,10s端子对外壳

交流试验电压UTC2Ui

+1000V,50Hz,10s（Ui为绝缘电压）自放电时间常数Ris·C≥10000s国外某公司支撑电容器系列产品主要参数举例表：从功能上，由于它用于逆变系统的直流环节（

DCLink），因此称作“支撑电容器”。从性质上，由于要求它能承受很大的谐波电流，因此称作“直流脉冲电容器”。城市轨道交通车辆电气控制21:26:8第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（五）制动电阻器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。城市轨道交通车辆电气控制21:26:8第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统制动电阻器要求: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。图制动电阻器结构1-底面板2-电阻排3-绝缘板4-铜棒5-热量显示盒6-风道城市轨道交通车辆电气控制21:26:8第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:81．制动电阻器的主要技术指标电阻值：20℃时的阻值与热态时的阻值。电阻材料：材质及温度系数。功率：等效持续功率与短时最大功率。最高工作温度：一般600℃左右冷却：多数采用强迫风冷，少数采用自然风冷(列车走行风)保护：过热、过流、失风(若用强迫风冷)保护、IP等级（电阻 箱外观保护等级）第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统2．制动电阻器主要技术参数举例某公司A型车，网压DCl500V，4M2T编组。20℃时的电阻值2×3.0Ω热态电阻2×3.5Ω材料AISI310S（不锈钢）短时功率2×750kW等效持续功率2×220kW冷却方法强迫风冷风量1.2m

／s风压300Pa风机功率1.2kW、AC380V、50Hz城最高市工轨作道温度交通车辆电600气℃控（电制阻带处）21:26:8第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（六）平波电抗器平波电抗器是一个带铁心的大电感。城市轨道交通车辆电气控制21:26:8第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（六）平波电抗器）阻动电流流过时，平波电抗器产生自感电势（止电流的变化。作用：减小、敷平电流脉动。选择：在一定的整流电压下，先规定好整流电流的脉动系数，然后计算出不同负载下对应的电感值，再选用合适的平波电抗器。平波电抗器是一个带铁心的大电感。工作原理：利用电感元件隔交通直的性质和电路的楞次定律，在牵引电机支路串联平波电抗器后，当整流器输出的脉城市轨道交通车辆电气控制21:26:8第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统电感Ld与整流电流Id的关系Ld＝f（Id）应为一双曲函数（如图1-20所示曲线

1）；城市轨道交通车辆电气控制21:26:8平波电抗器特性曲线：试验表明具有铁芯的电抗器可使IdLd的乘积近似常数，这样便使电流脉动系数近似不变（其特性曲线如1-20中曲线2）。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:8（七）接地装置功能：为主电路提供回流通路，使电流经轮对到达钢轨，构成1500V完整的电路。同时防止电流通过轴承造成电腐蚀，提高轴承的使用寿命。安装：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。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统3．接地装置的外形与结构接地装置主要由接触盘、碳刷架、弹簧支撑组成。城市轨道交通车辆电气控制21:26:9图

接地装置内部结构城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统二、控制电路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主要包括下面分别介绍：驾驶控制器、速度传感器、继电器、浪涌吸收器第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（一）驾驶控制器城轨车辆司机控制器为凸轮触点式控制器。司机控制器及其相关位置城市轨道交通车辆电气控制21:26:9第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统警惕开关方式/方向手柄主控制手柄转换开关组城市轨道交通车辆电气控制21:26:9凸轮组图

司机控制器结构驾驶控制器结构第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统驾驶控制器的结构：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--------在主控手柄底部连接一电位器，当主控手城市轨道交通车辆电气控制21:26:10柄由零位移向牵引或制动位时，输出0-20mA电流的司机指令，给控制电车立即进入紧急制动状态。路。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:101.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。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:102.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。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:103.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。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（二）速度传感器图

车辆速度传感器布置速度传感器防滑速度传感器接地装置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。防空转防滑速度传感器接地装置城市轨道交通车辆电气控制21:26:10第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统1．速度传感器的结构与工作原理。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。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）图

转速传感器原理图城市轨道交通车辆电气控制21:26:10第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:102．技术参数工作电压(Ug)12V至20V

DC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℃第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统（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

电气设备柜中的继电器城市轨道交通车辆电气控制21:26:10第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:10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:有触点、无触点第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统2．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SH04.22ESH04.40ESH

8.44ESH

8.62ESH

8.80ESH

8.53E线圈电压 触点分配DC110V

二常开、二常闭DC110V

四常开DC110V

四常开、四常闭DC110V

六常开、二常闭DC110V

八常开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：城市轨道交通车辆电气控制21:26:10第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统作用：浪涌吸收器用于防止来自城市轨道交通车辆外部的过电压（如雷击等）对车辆电气设备的破坏。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。（四）浪涌吸收器（避雷器）图

浪涌吸收器城市轨道交通车辆电气控制城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统21:26:101．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。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统21:26:102．浪涌吸收器主要技术参数标称电压/VDC

l500最大电压/VDC

2000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城市爬轨电距道距道离交/5m通m

车辆电气控制

16额定冲击释放电流、冲击电流、持续释放电流、短路电流；阀座电压、冲击释放电压、直流放电电压；爬电距离、放电距离；特性曲线。3．浪涌吸收器主要技术参数举例（使用车型：A型车，网压DCl500V）第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统三、辅助电路电器主要包括：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。城市轨道交通车辆电气控制城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统图

车辆空调系统21:26:11第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统客室空调送回风口分布图客室空调风道出口城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统空调机组的主要部件及其分布见下图所示：城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统客室空调控制器客室空调控制柜空调压缩机空调蒸发风机冷凝风机城市轨道交通车辆电气控制21:26:11蒸发器作用：确保车内有一个舒适的环境温度和湿度，即使室外的温度和湿度很高，空调装置也能够给旅客提供充足的新鲜空气。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制21:26:111.空调系统结构组成➢2个冷凝盘管、2个轴流风扇电机（即室外热交换机）作用：将室外风机吸入的新鲜空气经过盘管，实现内部制冷剂的冷凝；➢2个涡旋式压缩机：吸入低温的制冷剂将其压缩为高温高压的制冷剂后送出；➢2个干燥过滤器：用以吸收制冷剂中的水分，同时过滤制冷剂中的杂质，避免制冷系统出现脏堵；➢1套蒸发器包括：1个带有两个热力膨胀阀的蒸发器盘管、1套风扇及其驱动电机、1个压力开关、1个供风温度传感器、1个空气过滤器作用：将制冷剂与混合空气进行热交换。➢1个基于微处理器的温度控制器➢控制板：通过数字输入/输出和MVB总线与车辆信息系统连接，用来报告故障，启动命令，启动授权和自检测结果。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统2.空调系统的运行模式⑴通风（无制冷）⑵预制冷（只有循环空气）⑶制冷--一般新鲜空气模式⑷制冷--减少新鲜空气模式来自客室的循环空气和吸入的新鲜空气混合后，通过相应的空气调节风门进入蒸发器模块，被风扇强迫吹过蒸发器盘管，利用制冷剂，可以在每辆使车温的度控下制降板后上即选冷择却。空空调系统一启动气，送就入开客始室系。列试验，检查系统的正常工作。⑹试验模式-------------车载供电系统故障时，-----例空例空:调:调通如系果常统车启的载动3时80，V

A预C供电制系冷统模故三式障种自，动空启调动无法使用。，为一了直保保持持向到客发室出内供应新驾鲜驶空指气令，，地在板这下期的一个静间止没逆有变新器风启被动送，入由蓄电池客供室电。，供风风扇工作，同时循环空气盖被关闭，只允许外部空气供向车内。⑸紧急通风（只有新鲜空气）--空气热量被翅片吸收，城市轨道交通车辆电气2控1:2制6:11（三）空调单元制冷循环制冷循环：列车制冷就是利用制冷剂由液体状态汽化为蒸汽状态过程中吸收热量，使得被冷却介质失去热量而降低温度，达到制冷的目的。制冷循环可以分成四个过程：即压缩过程、冷凝过程、节流过程和蒸发过程。城市轨道交通车辆电气控制空调系统（三）空调单元制冷循环压缩过程：压缩机可同时对该单元的两台蒸发器供液。空调在制冷运行时，低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体送到冷凝器。制冷循环城市轨道交通车辆电气控制空调系统（三）空调单元制冷循环冷凝过程：高温高压的制冷剂气体由压缩机送到冷凝器。在冷凝器里面，高温高压的气体冷却成中温高压的液体，以便在蒸发过程中吸热。制冷循环城市轨道交通车辆电气控制空调系统（三）空调单元制冷循环冷凝过程：制冷剂气体特点

是在容积和压力高到一定值

后变成液体。在制冷剂气体

液化时放出的热量通过翅片

管传给冷凝风机吸入的空气，空气受热后向上排出，使得

冷凝过程可以持续。两个冷

凝风机是同时启动的。制冷循环城市轨道交通车辆电气控制空调系统（三）空调单元制冷循环节流过程：中温高压的制冷剂液体经干燥过滤器过滤干燥后输送给热力控制阀进入节流过程。干燥过滤器除去水分和杂质，防止系统管路和阀被污堵或腐蚀，液管上装有带含湿量指示器的视液镜。制冷剂液体流经干燥过滤器后进入热力控制阀。制冷循环城市轨道交通车辆电气控制空调系统（三）空调单元制冷循环节流过程：中温高压的制冷剂液体经干燥过滤器过滤干燥后输送给热力控制阀进入节流过程。制冷循环城市轨道交通车辆电气控制空调系统（三）空调单元制冷循环节流过程：制冷剂通过阀门时流动截面突然收缩，流体流速加快，压力下降，压力下降的大小取决于流动截面收缩的比例，控制好比例就能控制压力下降值。热力控制阀降低制冷剂压力后，使得该压力下的蒸发温度低于环境温度，并且通过控制流量控制制冷效果。制冷循环城市轨道交通车辆电气控制空调系统（三）空调单元制冷循环，蒸发过程：中温高压的制冷剂液体经节流装置后进入蒸发器通过蒸发器时充分吸热并汽化从而到达降低周围空气温度的目的，同时中温高压的制冷剂液体汽化成低温低压的气体。冷空气经鼓风机吹入风道；低温低压的制冷剂气体进入热力膨胀阀回流至空气压缩机重复制冷过程。制冷循环城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制项目小结城轨交通控制系统构成： 主、辅、控、门控系统车辆运行传动控制原理：能量转换与力的传递车辆电气主要部件的结构原理：主电路电器、控制电路电器、辅助电路电器第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统城市轨道交通车辆电气控制思考题简述城市轨道交通车辆电气控制系统的组成。以A型车为例，列表说明城市轨道交通车辆电气设备布置。分析线路滤波器在城市轨道交通车辆控制系统中的作用。分析高速断路器的结构组成和工作原理。说明受流器的种类和作用。区分接触器和继电器的相同点和不同点。牵引电器一般分为哪三大部分?请详细说明受电弓受流性能的基本要求。衡量HSCB性能的主要指标有哪两个?继电器的主要技术参数有哪些?第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第一章城市轨道交通车辆电气控制系统Thank

You

!城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统第一节车辆电气牵引系统车辆牵引系统的基本组成如图所示。在系统的基本结构中主要有6部分设备，即：受流器；高压电器单元；牵引变压器；变流设备，主要是整流器或变流器；驱动设备，即牵引电动机和控制设备；转向架及车辆。城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统1.受流器受流器的功能是将电源引入车内。我国大部分城市的轨道交通车辆的受流器都采用受电弓，只有部分城市的地铁车辆采用第三轨受流器。另外，中低速磁悬浮列车也采用第三轨受流器。城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统2.高压电器单元高压电器单元将受流器从接触线路采集的电能引入车内，为牵引设备和其他设施提供动力并进行高压系统的控制、检测和保护。高压电器单元主要包括主断路器、避雷器、接地开关和检测保护装置等。城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制第二节直流牵引传动系统电力牵引控制定义：在轨道交通车辆中，用电动机驱动实现车辆牵引的传动控制方式（电传动系统）。作用：它是以牵引电机作为控制对象，通过控制系统对电动机的速度和牵引力进行调节，满足车辆牵引和制动特性的要求。类型：直流传动系统：采用直流（脉流）牵引电动机。交流传动系统：采用交流（同步、异步）牵引电动机。电传动系统主电路定义：一般是指一个车辆单元的牵引动力电路。组成：受流器、牵引箱（PA）、牵引电机、制动电阻箱、电抗器、电气开关等。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统一．直流牵引电机的原理1．直流牵引电机的结构与原理图2-2城市轨道交通车辆电气控制直流电动机结构第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统（二）直流传动控制系统组成与控制原理•••城市轨道交通车辆直流主传动结构组成城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制直流传动调速控制基本形式：变阻控制斩波调压控制1．变阻控制——通过调节串入电机回路的电阻，改变直流牵引电动机端电压，实现调速目的。调阻方法：凸轮调阻、斩波调阻。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统凸轮调阻控制城市轨道交通车辆电气控制（1）凸轮调阻控制的原理第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统（2）斩波调阻控制斩波调阻控制城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统2.斩波调压控制（电枢斩波控制）利用接在电网与牵引电动机之间的斩波器，通过控制斩波器的导通与关断时间来改变牵引电动机的端电压。斩波调压控制结论：斩波调速是一种经济的调速手段。城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制3．直流传动系统的电气制动原理：电气制动是利用电机的可逆性原理。分类：电阻制动（能耗制动）：电气制动时牵引电机所产 生的电能，利用电阻使之转化为热能耗散掉。再生制动（反馈制动）：电气制动时牵引电机所产 生的电能重新反馈回电网中去加以利用。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统（1）电阻制动（能耗制动）（a）他励(b)串励电阻制动原理（2）再生制动（反馈制动）采用GTO斩波装置，可以比较方便地实现再生制动。再生制动原理城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统（四）直流斩波控制方式主电路实例分析以某地铁车辆主电路为例分析其工作原理。该主电路的原理接线图包括两部分:主传动输入滤波电路、牵引/制动电路。1．主传动输入滤波电路 组成：网侧电路滤波电路启动限流环节保护电路由单臂由受波电电弓容1Q1C（1及安固装定在放B车电电阻R1和二次上）、放避电雷接器触1器F

1、K1高7与速电断阻路1器R21、Q3电感1L1组成。组成。作作用用是作是为用将了是接克限触服制网浪主电涌电压电路引压启入及动车网电内压流。波过动大，，同时构成:由差动电流继电器1U1、1Q2/1R4固定接地城市轨道交通车辆电气控制装置、避雷器1F1构成。作用：1U1和1Q2/1R4固定接地装置接在主电路

的将输建直入立流与稳斩接定波地的器端馈产之电生间电的，压谐用。波以限对制主在电主路电进路行内过。电流及接地保护，F1对主电路大气过电压进行保护。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统⑴牵引电路地铁车辆动车调速以调压调速为主、磁削调速为辅，即第一、二电机支路第三、四电机支路磁场削弱电路牵引时四台牵引电机两串两并，磁电绕流组路1M径1→（第向二前牵时引）电为机：励磁绕组机电枢绕组1M3A1B2→第四牵引电机电枢绕组1M4B2A1→1K6→电流互感器1U4→当速度达到36km/h，斩波器调节达城市轨道交通车辆电气控制到0.95时，闭合磁削接触器1K13，磁削采用直流斩波调压调速，通过主电极阻磁1R通3-削R4磁并扩入展第一调一调、速二范电围机。的励磁绕组馈支电路正；端闭→合1磁K9削→接第触一器牵1引K1电4，机磁励削电阻1馈R电3-正R6端并→入1K第9→三1K、5→四第电三机牵的引励电磁绕组1支M2路→，电实流现互磁感场器削1U弱3→级1调K1速→，第磁一场牵削弱引系电数机为15M01%A。1B注2→意第：二电牵机引励电磁机绕电组枢上并第绕联三组的牵1引电M2电阻B机21AR励R励13→磁-R绕波绕波3组、组、器11MRA331→1→-7第R、5四为6→牵固引馈定电电分

路机负电励端阻磁→绕，接组用地1以M4装→改置1善K11牵0101→K引2平→电波1机电K1的抗0→器换1平1平向L3波，电其固→抗定斩器磁波1器削L31率→A1为7斩、9电63→%枢。馈绕电组负Q端8→-1接Q1地1装→置车轴1→Q8-钢-钢1Q轨11回→流车轴。→钢轨回流。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统1Q3—高速断路器城市轨道交通车辆电气控制主传动输入滤波电路1F1—避雷器

1L1—滤波电感

1C1/R1—滤波电容

1R1—启动限流电阻

1R2—二次放电电1Q1—受电弓阻1F2—快速熔断器1V1—防迂回二极管1K17—二次放电接触器

1U1—差动电流继电器

1U2—电压互感器

1Q2—接地端子1R4—接地电阻

1Q4～1Q11—接地装置第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制主传动牵引--制动电路1K1～1K14—接触器1U3～1U4—电流互感器1M1～1M4—牵引电动机1A2—预励磁装置1L3—平波电抗器1R3/R3、R6—磁削电1R3/R4～R5—固定分路电阻1R3/R7～R9—制动电阻1A1—斩波器（V1～V2—GTO主晶闸管，V3～V4—制动晶闸管，V7～V8—制动电阻调节晶闸管，V9—串联制动二极管，V5—续流二极管，V11—短路保护晶闸管）2．主传动牵引—制动电路第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统⑵电制动电路负端城市轨道交通车辆电气控制接地装置→V5→受电弓→其他车辆→1L3→1K11V7

→1R3-R9→V3、V4→V8

→→→1R3-R7→1R3-R8→V9→V1//V2路制动时电流路径为:1U4→1K6→1M4电枢A1B2→1M3电枢B2A1→1K5→1M1励磁→1M2励磁→1U31R3-R3、R4→1M3励磁→1M4励磁→1K2→1M2电枢A1B2→1M1电枢B2A1→1K11R3-R5、R6第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制3．主要设备（1）牵引电机（2）斩波器（1）牵引电机：地铁车辆选用直流串励牵引电机特点：起动力矩大，过载能力强，调速平滑且范围广，控制简单。型号

工作制额定功率额定电压额定电流额定转速最大转速绝缘等级通风量磁场削弱系数齿轮传动比CUCS

5668h持续制207kW750V305A1470r／min3140r／minH级自通风量0.28m3／sβ0／βmin：93％／50％5.95：1主要技术参数第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制（2）斩波器斩波器原理：

地铁车辆斩波器控制方法：①启动牵引前期采用频率调制，设定很小的脉宽（即定ton），频率从60Hz起调至400Hz，之后转入脉宽调制（即调ton），对导通比α在0.05～

0.95之间进行控制。②电制动时，V1、V2可关断晶闸管调节再生制动电流，V3、V4电阻制动晶闸管调节电阻制动电流，V7、V8配上

电阻（1R3-R7、-R8、-R9）构成分级电阻制动调节电路。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统两相一重相位差180°工作频率500HzGTO导通角0.05<

α<0.95型号最大可控制关断电流最大截止电压

GTO正向正压降最大不重复冲击电流触发电流可重复最大反向电压电流增长率城市轨道交通车环辆境辆境温电度气范围控制CSG2003—012000A4500V(2000A,125?):<3.5V(10ms)：13kA(25?)：<2.54500V400A／μs–

40～125?斩波器主要技术参数：GTO主要技术参数：第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统斩波器冷却图2-25

斩波器箱通风冷却示意图斩波器箱内的热量一部分通过箱体表面散热，一部分通过热交换器排大气。由于箱内空气只在箱内循环，不与外部空气接触，因此能保持很高的清洁度。城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统（一）交流牵引电机的原理分析交流电动机的优点：没有换向器、结构简单、成本低、工作可靠、寿命长、维修与运行费用低、防控转性能好。目前城轨交通车辆普遍用交流异步牵引电动机。第三节交流牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统1．三相异步电动机的转差率和转速式中：ƒ1—定子频率，Hz；

p—电动机极对数；

s—转差率。城市轨道交通车辆电气控制三相异步电动机最基本的工作原理之一是在气隙中建立旋转和正弦分布的磁场。旋转磁场的同步转速ns与电动机转子转速n之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率s：异步电动机的转速为第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统2．等效电路异步电动机本质:可看成一个具有旋转和短路的次级绕组的三相变压器。二次电流I2为：交流异步电动机等效回路城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统3．特性根据每相等效电路，可求感应电机的各项特性。（1）电流一次负载电流：一次电流I1：式中：I0—励磁电流，A。城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统（2）功率由定子向转子输入的电磁功率P2：转子铜损PCu2：转子输出的机械功率P0：城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统（3）转矩当频率和电源电压恒定时，式T是转差率s的函数。电动机的输出机械功率：转差率为s的异步电动机输出转矩T：城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统4．转矩-转速曲线：转差率由1到0时，异步电动机的力矩、负载电流和一次电流的变化。异步电动机的力矩、电流和转差率关系曲线城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统电源的频率、电压变化时，电动机的电流和力矩相应变化曲线:城市轨道交通车辆电气控制异步电动机基本特性曲线的变化（c）：不同定子电压下的转矩-转速曲线。（b）：若增加定子频率而电压保持恒定，转矩-转速曲线。（d）：电压/频率=常数时转矩-转速曲线。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统电源电压与频率之比保持恒定时改变频率，电动机的电流和力矩相应变化曲线:V/f恒定时异步电动机基本特性曲线的变化结论：稳定状态下的转速要比最大力矩转速稍大。异步电动机的力矩近似表示式：城市轨道交通车辆电气控制第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统城市轨道交通车辆电气控制（二）交流异步电动机的转速控制交流调速理论的重大突破：矢量控制理论矢量控制定义：交流电机模拟成直流电机来控制，通过坐标变换来实现电机定子电流的励磁分量和转矩分量的解藕，然后分别独立调节，从而获得高性能的转矩和转速响应特性。矢量控制方式：磁场定向矢量控制/转差频率矢量控制矢量控制关键：转子磁链的准确检测。一般地，转子磁链检测可以采用直接法或间接法来实现。第第三三章章城城市市轨轨道道交交通通车车辆辆牵牵引引与与制制动动控控制制系系统统第二章城市轨道交通车辆牵引传动系统1．异步电动机的转速控制方法①V／ƒ恒定控制②恒功率控制③恒电压控制④恒转差频率控制S电压恒定、转差率与电源频率成正比、输入电流基本恒定。弱ƒ的磁最平场大方控值成制后正。，比仅地仅增改加变。逆变电路输出转可差以率在(ƒ较–大ƒ的)／速ƒ度为范恒围定内。输电出源城市轨道交通车辆电气控制恒定力矩。特性与直流串励电动机保持V这恒电这种定