城铁列车牵引系统集成设计技术研究
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轨列 车设 计 中 的核 心课题 之 一 。
ＧＢ ／ Ｔ ７ ９ ２ ８ — ２ ０ ０ ３ 《 地铁 车辆通 用技术 条件 》 中规 定， 对 于 Ａ 型地铁 列车 ， 轴重≤１ ６ ｔ ， Ｂ型 地铁 列 车 轴 重
≤１ ４ ｔ 。
（ ２ ） 加 速性 能要求 起动加 速度 是 城轨 车 辆 各项 牵 引参 数 中重 要 参 数 之一 ， 对轴 功率 和旅行 速度都 有直 接 的影 响 。对动 拖 比
同。
牵 引集成 供应 商 根 据 车辆 采 购 合 同技 术 规格 书 的 要求， 规 划高 压配 电方 案 、 牵 引系 统整 体方 案 和功 能 ， 确 定 实现 途径 ， 分 析牵 引设 备 与其 他 子 系 统 的 信 号接 口， 设 计具 体控 制 电路 和 软件 逻 辑 ， 以全 面 准 确 、 安 全 可 靠
引 电机 的常 规 城 轨 列 车 的 牵 引 系 统 主 电 路 的 不 同 设 计 方 案 ， 重 点 研 究 了不 同 供 电制 式 下 采 用 第 三 轨 、 架空接 触 网
受 流 的高 压 母 线 电路 和 车 间 电源 电路 的设 计 ； 研究 了牵引 逆变器 、 牵 引电机 、 辅 助供 电 系 统 设 计 中 的关 键 技 术 问 题， 包括 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 元 件 的选 型 、 冷却 、 无速度传感器控制技术 、 标准化设计 、 辅 助供 电 系统 的结 构 、 容量等。
Ｇ Ｂ ／ Ｔ ７ ９ ２ ８ — ２ ０ ０ ３ 《 地 铁车 辆通用 技术条 件 》 中 规 定， 定员情况下 ， 在 平 直干 燥 轨 道 上 ， 车 轮 为半 磨 耗 状 态， 额定供 电电压 时 ， 如无 特殊要 求 ， 起 动 平 均加 速度 为 列 车从 ０加速 到 ４ Ｏ ｋ ｍ／ ｈ不 低 于 ０ ． ８ ３ ｍ／ ｓ 。 ； 列车从 ０ 加 速到 ８ ０ ｋ ｍ／ ｈ不 低 于 ０ ． ５ ｍ／ ｓ 。 。
地 实 现车辆 的牵 引功 能 。 本 文重 点研究 讨 论 了城 铁列 车 牵 引 系统 设 计 中 涉
及 的 电路结 构 、 高压 电路 设 计 、 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ选 型 、 电机 功 率 及 供 电方 式 、 辅 助供 电系统等 关键 部件 的选择 。
１ 牵 引 系统设 计流 程 城轨列 车 的牵 引单 元 配 置 、 动 拖 比配 置 、 变 流 器 配
固定 的车辆 ， 当恒 力矩 一恒 功 转 换 点 的 速 度 一 定 时 ， 起
动加 速度越 大 ， 则 轴功 率就越 大 ； 其 他 条件 相 同时 ， 起 动
加速 度增 大 ， 有 利 于车 辆 更 快地 达 到 规 定 的旅 行 速 度 、 缩 短运行 时 间 ， 但 大于 ０ ． ９ ｍ／ ｓ 后， 对 缩短 运行 时 间 的 影 响将减 弱 。为保证所 需 的旅行 速度 ， 城 轨交 通 车辆 的 起动 加速 度 比干 线列 车 大 得 多 。 目前 世 界 各 国的 城 市 轨道 交通 车辆 起动 加速 度 为 ０ ． ６ ９ ～１ ． ４ ３ ｍ／ ｓ ， 各 不 相
（ ３ ） 动 拖 比
置等 与整 车 的动 力输 出均 有 直 接 的影 响 。这 也 是 集 成
设 计城 轨列 车牵 引 系统 中的关键 内容 之一 。
城 铁列 车牵 引系 统设计 之前 ， 业 主将 先 确定 车辆 型 式（ Ａ 型车 或 Ｂ型 车 、 单轨车辆、 常 规 城 轨 车辆 、 直线 电
城铁 列车 牵 引 系统 集 成设 计 技术 研 究
郭 晓燕 ，张 波 ，黄 金
（ 中国铁 道 科学研 究院 机 ห้องสมุดไป่ตู้车辆 研 究所 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ １ ）
摘 要 探 讨 了城 铁 列 车 牵 引 系 统 的设 计 流 程 ， 给 出了 Ｄ Ｃ ７ ５ ０ Ｖ和 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ 两 种 供 电 制 式 下 采用 三相 异 步 牵
关 键 词 城 铁 列 车 ； 牵 引系统 ； 集 成 中 图分 类号 ：Ｕ２ ３ ９ ． ５ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ —７ ８ ４ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． １ ４
随着 电力 电子技 术 的进步 与发展 ， 现 代 化 的城 轨列 车 已经成 为一个 集 机 、 电 于一 体 的 复 杂 系统 ， 包 括 了牵 引系统 （ 辅 助 供 电 系 统 往 往 也 归 为牵 引 系 统 供 应 商 范 畴） 、 制 动 系统 、 网 络控 制 系 统 、 旅 客 信 息 系统 （含 空调 系统 、 门控 系统 ） 和车 辆 走 行 系统 等 。这 些 子 系 统 技 术 复杂， 且构成部件繁多 ， 同时， 这 些 子 系统 既 是 独 立 体 系， 又 相互关 联 。其 中， 牵 引 系统 的集 成 设 计 已成 为 城
第 ３ ３ 卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ６月
铁 道 机 车 车 辆
ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ Ｌ ０Ｃ ＯＭ ＯＴＩ ＶＥ ８ Ｌ Ｃ ＡＲ
Ｖ ０１ ．３ ３ ＮＯ． ３
Ｊ ｕ ｎ ．
２ ０ １ ３
文 章编 号 ： １ ０ ０ ８ ～７ ８ ４ ２【 ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ０ ５ ６ —０ ７
机车 辆 ） 、 编组及 动拖 比。
动拖 比 一 般 有 以 下 选 择 ： １：０（ 全 动车 ） ， １ ：１
（ ２ Ｍ２ Ｔ， ３ Ｍ３ Ｔ， ４ Ｍ４ Ｔ） ， ２ ： １ （ ４ Ｍ２ Ｔ） 和 ３ ： ｌ
（ ６ Ｍ２ Ｔ ） 。动拖 比对 黏 着 系 数 的影 响 较 大 。动 拖 比越 大， 达 到相 同加速 性 能 时所 需 的黏 着 系 数就 越 小 ； 同 时
ＧＢ ／ Ｔ ７ ９ ２ ８ — ２ ０ ０ ３ 《 地铁 车辆通 用技术 条件 》 中规 定， 对 于 Ａ 型地铁 列车 ， 轴重≤１ ６ ｔ ， Ｂ型 地铁 列 车 轴 重
≤１ ４ ｔ 。
（ ２ ） 加 速性 能要求 起动加 速度 是 城轨 车 辆 各项 牵 引参 数 中重 要 参 数 之一 ， 对轴 功率 和旅行 速度都 有直 接 的影 响 。对动 拖 比
同。
牵 引集成 供应 商 根 据 车辆 采 购 合 同技 术 规格 书 的 要求， 规 划高 压配 电方 案 、 牵 引系 统整 体方 案 和功 能 ， 确 定 实现 途径 ， 分 析牵 引设 备 与其 他 子 系 统 的 信 号接 口， 设 计具 体控 制 电路 和 软件 逻 辑 ， 以全 面 准 确 、 安 全 可 靠
引 电机 的常 规 城 轨 列 车 的 牵 引 系 统 主 电 路 的 不 同 设 计 方 案 ， 重 点 研 究 了不 同 供 电制 式 下 采 用 第 三 轨 、 架空接 触 网
受 流 的高 压 母 线 电路 和 车 间 电源 电路 的设 计 ； 研究 了牵引 逆变器 、 牵 引电机 、 辅 助供 电 系 统 设 计 中 的关 键 技 术 问 题， 包括 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 元 件 的选 型 、 冷却 、 无速度传感器控制技术 、 标准化设计 、 辅 助供 电 系统 的结 构 、 容量等。
Ｇ Ｂ ／ Ｔ ７ ９ ２ ８ — ２ ０ ０ ３ 《 地 铁车 辆通用 技术条 件 》 中 规 定， 定员情况下 ， 在 平 直干 燥 轨 道 上 ， 车 轮 为半 磨 耗 状 态， 额定供 电电压 时 ， 如无 特殊要 求 ， 起 动 平 均加 速度 为 列 车从 ０加速 到 ４ Ｏ ｋ ｍ／ ｈ不 低 于 ０ ． ８ ３ ｍ／ ｓ 。 ； 列车从 ０ 加 速到 ８ ０ ｋ ｍ／ ｈ不 低 于 ０ ． ５ ｍ／ ｓ 。 。
地 实 现车辆 的牵 引功 能 。 本 文重 点研究 讨 论 了城 铁列 车 牵 引 系统 设 计 中 涉
及 的 电路结 构 、 高压 电路 设 计 、 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ选 型 、 电机 功 率 及 供 电方 式 、 辅 助供 电系统等 关键 部件 的选择 。
１ 牵 引 系统设 计流 程 城轨列 车 的牵 引单 元 配 置 、 动 拖 比配 置 、 变 流 器 配
固定 的车辆 ， 当恒 力矩 一恒 功 转 换 点 的 速 度 一 定 时 ， 起
动加 速度越 大 ， 则 轴功 率就越 大 ； 其 他 条件 相 同时 ， 起 动
加速 度增 大 ， 有 利 于车 辆 更 快地 达 到 规 定 的旅 行 速 度 、 缩 短运行 时 间 ， 但 大于 ０ ． ９ ｍ／ ｓ 后， 对 缩短 运行 时 间 的 影 响将减 弱 。为保证所 需 的旅行 速度 ， 城 轨交 通 车辆 的 起动 加速 度 比干 线列 车 大 得 多 。 目前 世 界 各 国的 城 市 轨道 交通 车辆 起动 加速 度 为 ０ ． ６ ９ ～１ ． ４ ３ ｍ／ ｓ ， 各 不 相
（ ３ ） 动 拖 比
置等 与整 车 的动 力输 出均 有 直 接 的影 响 。这 也 是 集 成
设 计城 轨列 车牵 引 系统 中的关键 内容 之一 。
城 铁列 车牵 引系 统设计 之前 ， 业 主将 先 确定 车辆 型 式（ Ａ 型车 或 Ｂ型 车 、 单轨车辆、 常 规 城 轨 车辆 、 直线 电
城铁 列车 牵 引 系统 集 成设 计 技术 研 究
郭 晓燕 ，张 波 ，黄 金
（ 中国铁 道 科学研 究院 机 ห้องสมุดไป่ตู้车辆 研 究所 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ １ ）
摘 要 探 讨 了城 铁 列 车 牵 引 系 统 的设 计 流 程 ， 给 出了 Ｄ Ｃ ７ ５ ０ Ｖ和 Ｄ Ｃ １ ５ ０ ０ Ｖ 两 种 供 电 制 式 下 采用 三相 异 步 牵
关 键 词 城 铁 列 车 ； 牵 引系统 ； 集 成 中 图分 类号 ：Ｕ２ ３ ９ ． ５ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ —７ ８ ４ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． １ ４
随着 电力 电子技 术 的进步 与发展 ， 现 代 化 的城 轨列 车 已经成 为一个 集 机 、 电 于一 体 的 复 杂 系统 ， 包 括 了牵 引系统 （ 辅 助 供 电 系 统 往 往 也 归 为牵 引 系 统 供 应 商 范 畴） 、 制 动 系统 、 网 络控 制 系 统 、 旅 客 信 息 系统 （含 空调 系统 、 门控 系统 ） 和车 辆 走 行 系统 等 。这 些 子 系 统 技 术 复杂， 且构成部件繁多 ， 同时， 这 些 子 系统 既 是 独 立 体 系， 又 相互关 联 。其 中， 牵 引 系统 的集 成 设 计 已成 为 城
第 ３ ３ 卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ６月
铁 道 机 车 车 辆
ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ Ｌ ０Ｃ ＯＭ ＯＴＩ ＶＥ ８ Ｌ Ｃ ＡＲ
Ｖ ０１ ．３ ３ ＮＯ． ３
Ｊ ｕ ｎ ．
２ ０ １ ３
文 章编 号 ： １ ０ ０ ８ ～７ ８ ４ ２【 ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ０ ５ ６ —０ ７
机车 辆 ） 、 编组及 动拖 比。
动拖 比 一 般 有 以 下 选 择 ： １：０（ 全 动车 ） ， １ ：１
（ ２ Ｍ２ Ｔ， ３ Ｍ３ Ｔ， ４ Ｍ４ Ｔ） ， ２ ： １ （ ４ Ｍ２ Ｔ） 和 ３ ： ｌ
（ ６ Ｍ２ Ｔ ） 。动拖 比对 黏 着 系 数 的影 响 较 大 。动 拖 比越 大， 达 到相 同加速 性 能 时所 需 的黏 着 系 数就 越 小 ； 同 时