城市轨道交通概论07动力装置与传动控制

项目二城市轨道交通车辆与车辆基地任务四了解车辆的动力装置与传动控制方式【任务目标】1.知识目标（1）了解城市轨道交通车辆所用牵引电机的类型（2）了解城市轨道交通车辆所用传动控制方式（3）掌握变压变频控制的含义2.能力目标（1）会用专业知识，通过专业书籍，多媒体课件和图片资料获得帮助信息（2）会口头表达出本次任务的知识要点及学习成果3.素质目标（1）具有良好的职业意识

（2）能自主学习新知识、新技能（3）具有高度的职业责任心和正确的学习态度（4）具有较强信息搜集能力，会查找轨道交通领域的新知识和新的发展动向（5）具有团队协作能力和吃苦耐劳的精神

任务四了解车辆的动力装置与传动控制方式一、车辆的动力装置

牵引电动机是城市轨道交通车辆得以实现牵引及电制动的动力装置。牵引电动机悬挂在车辆转向架或车轴上，并借助传动装置驱动车辆前进。目前世界各国采用的牵引电动机有两大类，即旋转电动机和直线电动机。（一）旋转电动机

旋转牵引电动机又可分为直流牵引电动机和交流牵引电动机。直流牵引电动机早期在城轨电动车辆上得到了广泛应用，随着电气和电子技术的发展，我国当今电动车辆几乎都采用交流牵1、直流电动机直流牵引电动机主要由静止的定子和旋转的转子两大部分组成。

定子的作用是产生磁路和作为电动机的机械支撑。转子是实现能量转换的主要部件。任务四了解车辆的动力装置与传动控制方式2、交流电动机城市轨道交通车辆的交流电机通常采用异步电动机，三相异步牵引电动机主要由固定部分的定子和旋转部分的转子组成。定于和转子之间有很小的间隙，称为气隙。异步电动机的气隙很小。气隙的大小对异步电动机性能有较大影响。一方面，为了降低电动机的空载电流和提高电动机功率因数，气隙应尽可能小;另一方面，为装配方便和运行可靠，以及削弱磁场脉振所引起的附加损耗等，气隙又应稍大点才更有利。交流电动机没有换向器，构造简单，运行可靠，效率较高，维护很少，价格低廉;转子坚固，定子绕组沿圆周均匀分布，电动机体积小，能获得较大的单位质量功率;其机械特性较硬，具有较好的防空转性能，使黏着利用提高;且微电子技术的发展使异步电动机的调压变频调速得以顺利实现。直流牵引电动机交流牵引电动机任务四了解车辆的动力装置与传动控制方式（二）直线电动机（线性电动机）1、直线电动机的构成直线感应电动机类似于传统的旋转感应电动机。直线电动机可以视为一台旋转电动机沿半径方向切开而展平的感应电动机，即将旋转感应电动机静止的定子(铁芯和绕组)安装在车辆的转向架上，将旋转的转子(感应板)安装在轨道中间的感应轨上，当直线电动机的定子绕组通过交流电流时,两部分产生的磁场相互作用，直接推动车辆前进;反之则产生斥力，可使车辆制动。改变交流电的电压及频率，就可以控制磁场的变化，从而完成列车的起动和制动。任务四了解车辆的动力装置与传动控制方式2、直线电机的特点

采用直线电动机的车辆，取消了传统的旋转电动机从旋转运动转换成直线运动所必不可少的一系列机械减速传动机构，从而能达到降低噪声，减轻重量的效果。直线电动机的应用使电动车辆转向架的结构变得十分简单，可降低城轨交通系统土建工程的造价，此外，直线电机的爬坡性能也非常好。

直线电机牵引系统的缺点是需铺设一条与线路等长的感应轨，工艺要求高、投资较大、控制技术复杂。目前采用直线电动机牵引的车辆已在日本、加拿大、美国一些轨道交通线路上应用。广州地铁4号线是我国首次运用直线牵引电动机作为车辆牵引动力的车辆。广州地铁5号线、6号线，北京快速轨道机场线也采用直线电动机牵引车辆的方式。任务四了解车辆的动力装置与传动控制方式二、传动控制方式（一）变阻控制（已淘汰）（二）斩波调压控制斩波调压控制是通过接在电网与牵引电动机之间的斩波器的的导通和关断来改变直流牵引电动机的端电压，实现调速。这种方法广泛用于直流牵引电动机作动力的电动车辆上，可实现无级调整，并容易实现再生制动。（三）变压变频控制（VariableVoltageVariableFrequency）变压变频控制（简称VVVF）是近30年来最先进的交流牵引电动机传动控制方式。它在牵引工况时利用逆变器将直流变为电压和频率均可调节的交流，以电压和频率的变化控制交流牵引电动机。在调速性能和节能方面均有优越性，被公认为近代调速系统中性能最好的一种。变压变频控制适合旋转交流电动机和直线交流电动机。任务四了解车辆的动力装置与传动控制方式【任务小结】

本任务介绍了城市轨道交通车辆的动力装置与传动控制方式，通过本任务的学习，学生需了解城市轨道交通车辆采用的牵引电机的类型与特点，了解其传动控制方式，特别要熟知变压变频控制的含义及当今城市