电力牵引传动控制系统
crh1型动车组牵引传动系统的工作原理
crh1型动车组牵引传动系统的工作原理CRH1型动车组的牵引传动系统是一种电力传动系统，由以下几个主要部分组成：1. 主变压器（Main Transformer）：将输入的高电压交流电能转换为适合驱动电机的低电压交流电能。
2. 三相异步牵引电动机（Three-phase Asynchronous Traction Motor）：采用交流电供电，通过电磁感应产生旋转力，将电能转换为机械能，驱动车辆前进。
3. 变频装置（Variable Frequency Drive）：控制电动机的转速和扭矩。
它将来自主变压器的低电压交流电能转换为可调频率、可调电压的交流电，以满足不同工况下的牵引需求。
4. 牵引变流器（Traction Inverter）：将变频装置输出的交流电能转换为直流电能，供给电动机使用。
5. 牵引控制器（Traction Controller）：负责控制和监测牵引传动系统的各个部分，包括电压、电流、转速等参数的调节与保护。
6. 齿轮箱（Gearbox）：连接电动机和车轮，通过齿轮传动将电动机的高速旋转转换为车轮的合适速度和扭矩。
7. 轮对（Wheelset）：将齿轮箱输出的扭矩传递给车轮，推动车辆前进。
整个系统的工作原理是：主变压器将输入的高电压交流电能转换为低电压交流电能，并通过变频装置调节输出电能的频率和电压。
牵引变流器将变频装置输出的交流电能转换为直流电能供给电动机使用。
牵引控制器对牵引传动系统进行监测和控制，调节电压、电流、转速等参数以满足不同的牵引需求。
电动机接受来自牵引变流器的电能，并通过电磁感应产生旋转力，将电能转换为机械能驱动车辆前进。
齿轮箱将电动机高速旋转的动力传递给车轮，推动车辆行驶。
总结起来，CRH1型动车组的牵引传动系统利用电能转换原理，通过主变压器、电动机、变频装置、牵引变流器和齿轮箱等部件实现电能到机械能的转换，从而推动车辆前进。
电力机车工作原理
电力机车工作原理电力机车是一种利用电力驱动的铁路机车，它通过电力传动系统实现牵引和制动功能。
本文将详细介绍电力机车的工作原理，包括电力供应系统、传动系统和控制系统。
一、电力供应系统电力机车的电力供应系统主要由电源、集电装置和电力传输装置组成。
电源可以是交流或直流电源，常见的是交流电源。
集电装置通常由集电弓和集电轮组成，用于接触电气化铁路的供电线路。
电力传输装置将电能从集电装置传输到机车的主电路中。
二、传动系统电力机车的传动系统主要由牵引电机、齿轮箱和传动轴组成。
牵引电机是电力机车的关键组件，它将电能转化为机械能，提供牵引力。
齿轮箱用于调节牵引电机输出的转矩和速度，以适应不同的牵引要求。
传动轴将齿轮箱输出的动力传输到车轮上，实现机车的牵引功能。
三、控制系统电力机车的控制系统主要包括牵引控制和制动控制。
牵引控制系统用于控制牵引电机的输出功率和转矩，以实现机车的加速、减速和恒速运行。
制动控制系统用于控制机车的制动力，包括电阻制动、再生制动和空气制动等。
在实际运行中，电力机车的工作原理如下：1. 电源供应电能给机车的集电装置，集电装置通过接触供电线路，将电能传输到机车的主电路中。
2. 主电路将电能传输到牵引电机，牵引电机将电能转化为机械能，提供牵引力。
3. 牵引控制系统通过调节牵引电机的输出功率和转矩，控制机车的运行速度和牵引力。
4. 传动系统将牵引电机输出的动力传输到车轮上，实现机车的牵引功能。
5. 制动控制系统通过控制机车的制动力，实现机车的减速和停车。
总结：电力机车的工作原理主要包括电力供应系统、传动系统和控制系统。
电力供应系统负责将电能供应给机车的主电路，传动系统将电能转化为机械能，提供牵引力，控制系统实现牵引和制动控制。
电力机车通过这些系统的协调工作，实现了高效、环保的铁路运输。
电力牵引传动系统
目录1. 概述 (1)1.1 电力牵引的特点 (1)2. 电力机车的传动方式 (2)2.1 直-直流传动 (2)2.2 交-直流传动 (3)2.3 直-交流传动 (3)2.4 交-直-交流传动 (4)3. 我国机车电传动技术的发展与现状 (4)3.1 交-直传动技术的发展 (4)3.2 交流传动技术的发展 (5)4. 动车组的牵引传动系统的现状 (6)5. 电力牵引传动系统网侧原理图 (8)1.概述1.1电力牵引的特点电力机车属非自带能源式机车，电力牵引具有一系列内燃牵引所不及的优越性，表现在以下几方面：1、电力机车的功率大内燃机车功率受到柴油机本身容量、尺寸和重量的限制，故机车功率不能过大。
而电力机车不受上述条件的限制，机车功率（或单位重量功率）要大得多，目前轴功率已达1000kW（若交流牵引电动机可达1600kW）。
一台电力机车的牵引能力相当于1.5台（或更多一些）内燃机车的牵引能力。
由于电力机车功率大、起动快、允许速度高，所以能够多拉快跑，极大地提高了线路的通过能力和输送能力。
2、电力机车的效率高由于电力牵引所需的电能是由发电厂（或电站）集中产生，因此燃料的利用率要比内燃牵引高得多。
由火电厂供电的电力牵引的效率高达35%，由水电站供电的电力牵引则更高，可达60%以上。
而内燃牵引的效率约为25%左右，而且柴油价格较贵，有燃烧排放污染。
3、电力机车的过载能力强机车在起动列车或牵引列车通过限制坡道时，其过载能力具有很大的意义。
由于电力机车的过载能力不会受到能源供给的限制，而牵引电动机的短时过载能力总是比较大。
因此，电力机车所需的起动加速时间一般约为内燃机车的1/2，从而能够提高列车速度。
4、电力机车的运营费用较低（1）功率大、起动快、运行速度高、过载能力强、可以多拉快跑；（2）整备距离长、适合于长交路，提高了机车的利用率；（3）检修周期长、日常维护保养工作量也小。
一般情况下，电力牵引的运营费用比内燃牵引要低15%左右。
电力牵引传动与控制
图1-5 内燃机车交-直电传动
3. 交-直-交电力传动系统
➢ 采用交流牵引电机，彻 底克服了直-直系统的不 足，重量轻，造价低， 可靠性及维修性好
2002年11月27日， 中华之星在秦(皇岛)沈(阳)客运专线上创 造了中国铁路试验速度的最高记录：312.5公里/小时！
出口乌兹别克斯坦电力机车
轴式 B0-B0-B0 电传动方式：交－直－交 用途：铁路干线客货通用 持续制功率 6000kW 持续速度 53 km/h 最高运行速度 120 km/h 起动牵引力 450kN 持续牵引力 410kN (半磨耗
中国： DF4A-4B 3300马力
DF4C 3600马力
DF4D 4000马力
DF5
4500马力
韶山系列电力机车单轴功率800-900KW
➢ 我国1958年大连厂试制成功2000马力直-直机车， 同年田心厂试制成功SS1型电力机车，64年DF型 批量生产，69年试制成功4000马力DF4和SS2， 78年SS3，85年SS4，…94年SS8，98年SS95400Kw
交流电，向数台交流牵引电动机供电的传动方式。
交-直-交电力机车传动系统
代表性车型：和谐型系列电力机车（HXD）
图1-6 b 电力机车 交-直-交电传动
第一章 电力牵引传动与控制系统概述
三、国内外机车（动车组）传动控制技术 发展历史与现状
1. 大功率（内然）机车电力传动与液力 传动两种主要传动方式的演变与发展
美国：1925年制造出第一台直流电传内燃机车，之 后几乎全部生产电传机车。
第3章电力牵引交流传动与控制ppt课件
定子铁心及冲片示意图
（a）铜排转子
（b）铸铝转子
笼形式转子绕组
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
定子三相绕组由三个彼 此独立的绕组组成，且每个 绕组又由若干线圈连接而成。 每个绕组即为一相，每相绕 组在空间相差120°电角度。 线圈由绝缘铜导线或绝缘铝 导线绕制。中、小型三相电 动机多采用圆漆包线，大、 中型三相电动机的定子线圈 则用较大截面的绝缘扁铜线 或扁铝线绕制后，再按一定 规律嵌入定子铁心槽内。定 子三相绕组的六个出线端都 引至接线盒上，一般首端分 别标为U1, V1, W1 ，末端分 别标为U2, V2, W2 。这六个 出线端在接线盒里的排列如 图所示。三相绕组可接成星 形或三角形。
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
三相笼型异步电动机结构图
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
功率场效应管（Power MOSFET） (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 压控器件，输入阻抗高，开关速度高，损耗小 目前水平：200A/1000V
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
日本 1975 直流 80%，交流 20% 1985 直流 20%，交流 80%
轨道交通车辆电力牵引传动系统及其控制概述
为了保证轨道交通的安全性和可靠性，车辆电力牵引传动 系统应运而生，该系统的出现和应用为乘客打造舒适、便捷的 乘车环境，提高乘客的乘坐体验发挥了重要作用。因此，如何 科学控制车辆电力牵引传动系统，促进轨道交通行业健康、可 持续发展是技术人员必须思考和解决的问题。
1 直流斩波调压调速控制 直流斩波调压调速控制作为车辆电力牵引43
2.1 VVVF调速 VVVF调速，又叫变压变频调速，在这一调速模式的应用 下，技术人员借助变频电源的使用优势，实现对系统内部电压 和电流的有效控制，确保系统运行的安全性和可靠性。通常情
况下，变频器主要包含多种类型，但是，最常用的是如图2所示 的PWM型逆变电路。PWM型逆变器内部含有一个逆变单元， 同时逆变单元主要由半导体元件组成[4]，通过利用IGBT管的使 用优势，可以实现对二极管内部线路的并联操作，极大地提高 电动机电流持续力，从而实现对系统的快速供电，以实现对系 统的智能化控制，为进一步提高系统的应用价值和应用前景发 挥出重要作用。
用的控制方法，需要技术人员将轨道交通接触网电压设置为 1500V，在此基础上，采用车辆直流输出的方式，为电动机的 运行提供持续的电能[1]，以满足车辆的电动牵引运行需求。直 流斩波调压调速原理图如图1所示，其中，“VD”表示续流二 极管，“Ld” 表示平波电抗器，通过利用这两种设备可以提高 电流的连续性，减小电机电流和转矩的脉动分量。斩波器采用 自关断开关器件GTO，从而极大地提高了斩波频率，并且省去 了换向电路。此外，在斩波器的应用背景下，通过采用改变直 流电压平均值的方式，可以实现对系统电压平均值的自动化控 制，然后，利用强迫关断控制法[2]，可以实现对直流电源的周 期性控制，以提高系统负载能力。同时，在微电子技术的不断 发展和应用下，直流传功车辆在具体的行驶中，通过利用斩波 器，可以实现对车辆电力牵引传动系统的智能化控制，确保系 统主电路控制的有效性、可靠性和安全性。
电力牵引与传动控制 教学大纲
电力牵引与传动控制一、课程说明课程编号：090409Z10课程名称：电力牵引与传动控制/Electric Traction and Drive Control课程类别：专业课学时/学分：48（10）/3先修课程：模拟、数字电子技术、电机学、电力电子技术、自动控制原理、微机原理应用适用专业：电气工程及其自动化、电气工程卓越工程师、自动化、测控技术教材、教学参考书：1.《电力牵引系统及其故障诊断技术》，主编，中南大学出版社，20012.《韶山8型电力机车》，刘友梅主编，中国铁道出版社，20013.《HXD－1型电力机车》，张曙光主编，中国铁道出版社，2008二、课程设置的目的意义“电力牵引与传动控制”是高等学校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业教学计划中一门专业课程，它的主要任务是使学生了解各种电力牵引与传动控制系统的基本概念和原理，掌握各种电力牵引调速、控制方法，并介绍当今世界各国电力牵引技术发展的现状和方向。
三、课程的基本要求知识：电力牵引与传动控制将强弱电结合，以弱电控制强电，既有电机调速控制，又有电力电子变流装置控制。
是一门为电类专业大学本科学生所开设的专业课。
能力：通过该课程的学习，力图提高学生综合运用所学过的知识，能够分析具体的传动控制系统的组成、工作原理并达到能够设计出一个简单的控制系统的水平。
对电力机车，特别是其中的调速器、变流器的控制以及具体的控制电路有一个比较深入的理解。
对电力机车及其传动控制的最新发展有所了解。
素质：轨道交通产业是现代自动控制系统的集成平台，其发展速度和发展规模仅次于航天与军工产业。
学生通过了解掌握这些最先进的知识，可以强化电气、电力设备设计的实践能力，培养其发现问题、分析问题、解决问题的能力和素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求注: 参观登乘铁路机车，了解牵引传动系统总体结构；参观实验室，了解牵引传动诊断系统。
力争参观、乘坐磁悬浮列车并了解其最新进展。
电力牵引传动控制系统
电力牵引传动控制系统：核心技术与应用优势一、电力牵引传动控制系统概述电力牵引传动控制系统，作为现代轨道交通领域的关键技术，以其高效、环保、低噪音等优势，逐渐成为我国铁路、城市轨道交通等领域的主流驱动方式。
该系统主要包括电力变换、电机控制、传动装置及监控系统等部分，通过先进的控制策略，实现列车牵引与制动的高效运行。
二、电力牵引传动控制系统的核心技术1. 电力变换技术电力变换技术是电力牵引传动控制系统的核心，主要包括整流、逆变和滤波等环节。
通过对输入的电能进行高效转换，为电机提供稳定、可靠的电源供应，确保列车在各种工况下都能实现优异的牵引性能。
2. 电机控制技术电机控制技术主要针对牵引电机进行精确控制，包括速度、转矩和位置控制等。
采用矢量控制、直接转矩控制等先进控制策略，实现电机的高效、稳定运行，降低能耗，提高列车运行品质。
3. 传动装置技术传动装置技术主要包括齿轮箱、联轴器等部件，将电机输出的动力传递到车轮，实现列车的牵引和制动。
通过优化传动装置的设计，降低噪音、提高传动效率，确保列车运行的安全性和舒适性。
4. 监控系统技术监控系统技术负责对整个电力牵引传动控制系统进行实时监控，包括故障诊断、保护、数据处理等功能。
通过集成化、智能化的监控手段，提高系统的可靠性和运行稳定性。
三、电力牵引传动控制系统的应用优势1. 节能环保电力牵引传动控制系统采用电能作为动力来源，相较于传统燃油驱动方式，具有显著的节能环保优势。
同时，系统的高效运行有助于降低能源消耗，减少污染物排放。
2. 运行速度快电力牵引传动控制系统具有较高的功率密度，能够实现列车的快速启动、加速和制动，提高运行速度，缩短运行时间。
3. 维护成本低相较于传统传动系统，电力牵引传动控制系统结构简单，故障率低，维护方便。
通过智能化监控手段，可实现故障预警和远程诊断，降低维护成本。
4. 噪音低、舒适性高电力牵引传动控制系统采用交流电机驱动，相较于直流电机，噪音更低，振动更小，提高了乘客的舒适度。
简述动车组的基本组成
简述动车组的基本组成动车组是现代高速铁路运输的主要车辆，它具有快速、安全、舒适等特点。
它由机车和车厢组成，采用电力驱动，可以在高速铁路上以较高的速度行驶。
动车组的基本组成主要包括机车、动力车和拖车。
机车是动车组的动力来源，通常安装在列车的前部。
机车使用电力驱动，通过电力传动系统将电能转化为机械能，推动列车行驶。
动力车是机车的延伸，它也安装有电力传动系统，但没有独立的驾驶室。
动力车通常安装在列车的前后部分，起到增加列车牵引力的作用。
拖车是动车组的车厢部分，用于载客或运输货物。
动车组的机车部分主要包括电力系统、传动系统和控制系统。
电力系统由集电装置、电源装置和牵引变流装置组成。
集电装置负责从高架线或第三轨导线上获取电能，电源装置将电能转化为动车组所需的各种电压和频率，牵引变流装置将电能转化为机械能，推动列车行驶。
传动系统由电机、齿轮和传动轴组成，它将电能转化为机械能，并将动力传递到车轮上。
控制系统负责控制动车组的运行状态，包括速度、制动、加速度等。
动车组的车厢部分通常分为头车、中间车和尾车。
头车通常设置有驾驶室，驾驶员通过驾驶室内的控制装置控制列车的运行。
中间车是动车组的主要载客部分，具有舒适的座椅、空调系统、卫生间等设施，以满足乘客的需求。
尾车通常没有驾驶室，但也具备乘客服务功能。
动车组还配备有各种辅助设备，如盘车机、厕所处理装置、供电装置等。
盘车机用于将动车组从轨道上转移到车辆段或停车线上进行维修和保养。
厕所处理装置负责对车厢内的污水进行处理，确保列车的环境卫生。
供电装置为动车组提供所需的电能，保证列车正常运行。
动车组是现代高速铁路运输的重要组成部分，它的基本组成包括机车、动力车和拖车。
机车部分由电力系统、传动系统和控制系统组成，负责提供动力和控制列车的运行状态。
车厢部分分为头车、中间车和尾车，提供乘客服务和货物运输功能。
动车组还配备有各种辅助设备，确保列车的正常运行和乘客的舒适体验。
动车组的出现极大地提高了铁路运输的效率和舒适度，成为现代化城市间交通的重要选择。
城市轨道交通车辆--电力牵引传动系统 ppt课件
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牵引工况 电能
机械能
牵
受
引
电
网
弓
逆 变 器
牵引 电动机
电能
城轨车辆：
制动工况
机械能
电气牵引时，DC750V或DC1500V直流电压，然后经三
相逆变器变为交流三相电压，给牵引电机供电，实现电能到
机械能的转换。
电气制动时，牵引电机机械能转换为电能，经三相逆变
器变为直流电压反馈到电网，实现机械能到电能的转换，也
• 从主(降压)变电站及其以后的部分统称为“牵引供电系 统”。
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牵引变电所
• 牵引变电所的任务就是将电力系统提供的三相工频交流电 通过变压或变流转变为本线电动车辆可用的电源。
• 根据电流制的不同，牵引变电所又分为直流牵引变电所和 交流牵引变电所。
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• 城市轨道交通采用直流供电制式是因为城市轨道交通运输 的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，因 此供电电压不需要太高，还由于直流制比交流制的电压损 失小（同样电压等级下）。
称为再生制动；或通过制动电阻，将机械能转化为热能。
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电能
牵
受
引
电
网
弓
牵引工况
牵引 变压器
变流器
整
逆
流
变
器
器
机械能
牵引 电动机
电能
制动工况
机械能
干线铁路车辆： 电气牵引时，25kV交流电经变压器降压后，经四象限变
流器变为直流电压，然后经三相逆变器变为交流三相电压， 给牵引电机供电，实现电能到机械能的转换。
➢ 根据牵引电机可分为：
电力牵引传动与控制技术的现状与发展
电力牵引传动与控制技术的现状与发展电力牵引系统是指在铁路运输中通过电力传动和控制机械的运动。
电力牵引系统是铁路运输中的一种重要的机械传动系统。
近年来，随着铁路交通的高速化、绿色化和智能化的发展，电力牵引技术迎来了新的发展机遇。
本文将介绍电力牵引传动与控制技术的现状与发展。
一、电力牵引传动技术的现状电力牵引传动是铁路运输中必备的技术，其主要作用是将电能转换为机械能，实现列车运动。
目前，中国的电力牵引传动技术具有较高的水平，已经实现了直流电力牵引技术、交流电力牵引技术和混合动力牵引技术三种形式的电力牵引传动技术。
直流电力牵引技术是传统的电力牵引技术，在国内外均得到广泛应用。
直流电力牵引系统由车辆直流电源、逆变器、电机和磁控制器等组成，能够实现电能的高效转换和调节。
交流电力牵引技术是目前铁路运输中应用最为广泛的一种电力牵引技术，主要依靠交流电机的牵引效应实现列车的运动。
交流电力牵引系统由车辆交流电源、逆变器、电机和控制器等组成，其优点是能够实现无级变速调节和电能回馈。
混合动力牵引技术是近年来快速发展的一种牵引技术，其主要特点是将各种牵引系统进行组合，提高列车的牵引效率、降低能耗和减少污染排放。
二、电力牵引控制技术的现状电力牵引控制技术是电力牵引系统的重要组成部分。
现代电力牵引系统的控制技术主要分为两种方式，一种是非智能化的集中控制方式，另一种是智能化的分散控制方式。
非智能化的集中控制方式主要依靠人工控制集中控制室中的观察仪表和按钮进行车辆的控制。
这种控制方式功能较单一，且控制效率较低，但是由于成本低廉，仍然在一定范围内适用。
智能化的分散控制方式是近年来的一种新兴技术，通过集成智能芯片、传感器和计算机技术等实现集控与分控的平衡，使电力牵引控制系统可以实现更加精准、灵活的控制。
三、电力牵引传动与控制技术的未来发展随着铁路交通不断高速化、绿色化和智能化的发展，电力牵引传动与控制技术也不断向高效、可靠、节能、环保和智能化方向发展。
电力牵引系统的组成
电力牵引系统的组成
电力牵引系统是指电力机车或电动车辆的动力源，它将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
电力牵引系统通常由以下几个部分组成：
1. 电源：电力牵引系统的电源可以是来自于电网的交流电，也可以是由发电机产生的直流电。
电源的电压和频率需要与牵引电机的要求相匹配。
2. 变压器：变压器将电源的电压升高或降低到适合牵引电机工作的电压等级。
变压器还可以用于将交流电转换为直流电。
3. 牵引电机：牵引电机是电力牵引系统的核心部件，它将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
牵引电机的类型和参数根据车辆的类型和用途而定。
4. 控制系统：控制系统用于控制牵引电机的运行，包括电机的启动、停止、调速和转向等。
控制系统还可以监测电机的运行状态，确保其安全可靠地运行。
5. 传动系统：传动系统将牵引电机的转矩传递到车轮上，驱动车辆行驶。
传动系统包括齿轮箱、传动轴、联轴节等部件。
6. 制动系统：制动系统用于控制车辆的速度和停止，它可以是机械制动、电气制动或两者的组合。
制动系统需要与控制系统协调工作，确保车辆安全可靠地制动。
7. 辅助系统：电力牵引系统还包括一些辅助系统，如冷却系统、通风系统、照明系统等，它们为车辆的正常运行提供必要的支持。
总之，电力牵引系统是电力机车或电动车辆的核心部分，它由电源、变压器、牵引电机、控制系统、传动系统、制动系统和辅助系统等组成，协同工作，为车辆的安全、可靠、高效运行提供保障。
HXD1型电力机车牵引电传动系统分析
HXD1型电力机车牵引电传动系统分析HXD1型电力机车是目前中国国内主要采用的交流传动电力机车之一、该型号机车采用了牵引电传动系统，由电机、变压器、整流器、逆变器和控制装置等组成。
本文将对HXD1型机车的牵引电传动系统进行分析，包括其工作原理、特点以及存在的问题等方面。
首先，HXD1型机车的牵引电传动系统主要由交流牵引电机驱动，电机与车轮通过齿轮减速器、驱动轴传递动力。
在牵引过程中，电机接收来自整流器输出的直流电能，通过电机的转子与零部件之间的相对运动，将电能转化为机械能，驱动车轮产生牵引力。
同时，在制动过程中，电机作为电动制动器，将机械能转化为电能，并通过逆变器将电能转化为热能散发。
其次，HXD1型机车牵引电传动系统的特点有以下几点。
首先是动力性能稳定可靠。
该型机车采用了电机传动，相比于传统的机械传动方式，具有动力传递效率高、响应速度快等特点，能够提供稳定可靠的动力输出。
其次是能源利用效率高。
传统的机车通过牵引发动机与传动系统实现牵引力，但在过程中会有功率损耗，而电力机车通过直接利用电能驱动电传动系统，能够更高效地利用能源，提高能源的利用效率。
再次是环境友好。
电力机车不需要燃料燃烧，减少了尾气排放，对环境的污染较小，有利于环境保护。
然而，HXD1型机车的牵引电传动系统还存在一些问题。
首先是系统的复杂性。
电力机车的牵引电传动系统涉及到多种电力、电子设备，需要较高的技术水平和维修保养能力。
其次是电力系统的稳定性。
机车的电力系统在工作过程中需要经常进行调整和优化，以确保系统的稳定性和安全性。
再次是能源供给的问题。
电力机车需要外部供电，如果供电系统不稳定或故障，会影响机车的正常运行和维护。
综上所述，HXD1型电力机车的牵引电传动系统具备稳定可靠、能源利用效率高、环境友好等特点。
然而，还需要进一步解决系统复杂性、电力系统稳定性和能源供给等问题，以提高机车的性能和可靠性。
电力牵引控制系统整理完整版
掌握电流型、电压型变流器中间回路储能其所用的器件（电感L、电容C）并知道各自所接电动机的电压、电流波形的形状。
电流型变流器：电容器C用作中间回路的储能器，电压型变流器：电抗器L作为中间回路的储能器,电流：正弦波，方波掌握列车制动的方法（3种）摩擦制动电气制动电磁制动电力牵引交流传动控制系统的硬件配置（3个部分组成）车顶高压设备车内变流设备以及相关的附加设备转向架中的机电能量变换装置直流电机的调速方式:恒转矩：1、保持磁通φ不变,改变电枢端电压调速恒功率：2、保持电枢电压不变,减弱磁通φ调速三相异步电动机基频以下和基频以上调速的特点以及所对应的恒转矩或恒功率调速基频以下：横转矩调速基频以上：横功率调速ＳＰＷＭ控制模式３重算法: 自然采样法规则采样法指定谐波消除法Ｐ２８ＩＧＢＴ栅极驱动电路基本要求（１－５点）1提供适当的正向和反向输出电压，使IGBT能可靠的开通和关断；2提供足够大的瞬时功率或瞬时电流，使IGBT能及时迅速建立栅控电场而导通；3输入、输出延迟时间尽可能小，以提高工作频率；4输入、输出电气隔离性能足够高，使信号电路与栅极驱动电路绝缘；5具有灵敏的过流保护能力。
Ｐ１０４直流电动机ＰＷＭ调速的３种方法及优点1定宽调频法。
2调宽调频法 3定频调宽法优点：需要的滤波装置很小甚至只利用电枢电感已经足够，不需要外加滤波装置；电动机的损耗和发热较小，动态响应快，开关频率高，控制线路简单。
Ｐ１６９－Ｐ１７０感应电动机矢量控制原理，绘图说明把感应电动机经坐标变换为等效成直流机，然后，仿照直流机的控制方法，求得直流电动机的控制。
在经过相应的反变换，就可以控制交流机了。
Ｐ１３８－１４０交流转动电力机车三级控制的特点及作用列车级控制特点：特性控制，速度控制，目标控制，运行状态选择显示，列车安全防护诊断。
作用：严格保持列车的运行速度，避免加速或减速时出现的冲击，并且在目标制动时，能够迅速、准确的停靠在站台上。
电力牵引传动系统(1)
第三节 电力牵引交-直流传动 1、可控整流电路的一般结构
可控整流电路是一种应用广泛的电能变换电路，它主要 依据晶闸管等可控器件的两种特性： （1）单相导电性：使电路输出不再具有交变的性质； （2）可控性：使电路的输出功率可依从给定信号变化。
交流 电源 整流 主电路
滤波器
负载
控制 电路
25
第三节 电力牵引交-直流传动 2、单相桥式全控整流电路
13
第二节 电力牵引供电系统 （一）牵引供电系统的组成
14
第二节 电力牵引供电系统 （一）牵引供电系统的组成
当前世界各国电力牵引使用的主要制式有直流制、低频 单相交流制和工频单相交流制。 工频单向交流制由于采用了工业频率，无须专用设备， 因而系统结构可以大为简化；又由于采用交流电，电压水平 可以大幅度提高，从而可以减小导线面积，减少电压损失， 使接触网结构简化，供电距离延长，减少变电所的数量，节 省投资，因此这种制式具有更大的发展前景。 我国干线电气化区段采用的是工频单相 25千伏的制式。
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第三节 电力牵引交-直流传动 四、辅助电路
除机车主电路以外，机车辅助电路是保证机车正常运行 不可缺少的部分： 主电路中的各种大功率电器设备的通风冷却和各种气动 机械装置的压缩机风源，都要用三相异步电动机来驱动。 为了将车上的单相电源转换成三相，在机车辅助电路内 设有旋转式的异步劈相机或静止式三相逆变装置。
28
第三节 电力牵引交-直流传动 （2）基本电量计算
（a）整流输出电压的平均值计算
Ud = 1 1 + cos α 2U 2 sin ωtdωt = 0.9U 2 2
π
∫α
π
当a=0 °，晶闸管全导通，此时输出电压为最大值Ud0为： Ud0＝0．9U2 当a=180°时， Ud0＝0 ，故移相范围为0°～180°。
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安全性、实用性、可靠性、 灵活性、舒适性越高越好； 费用越低越好。 地域规范、供电制式、空间、体 积、重量、技术水平、工艺水平 的限制等 单位体积重量的功率大、可靠性 好、易维护等 电力电子技术、微电子技术、新材 料、新工艺等 满足运输的需求 充分利用新技术 利用新材料 采用新工艺
3、机车牵引中异步电机的运行特性
（1） 恒力矩起动
①采用恒压频比控制 低频时适当提高电压， 低频时适当提高电压，抵消 定子绕组内阻的影响。 定子绕组内阻的影响。 ②采用恒磁通控制
U1 ∝ f1 (低频U1 ↑) E1 ∝ f1 M = const ( f sl = const ) M max = const I1 = const
2
恒压频比时最大转矩和起动转矩与频率的关系曲线
（3） 用 E1、f1、f sl 表示的力矩公式
M
=
pm 2π
E1 f1
2
f sl r 2′ ′2 ′ r 2 + ( 2 π f sl L 2 )
M pm E 1 = 2π f1
2
2
PT4 (1,5kV & 3kV SNCB) PT3 (3kV FS) PT2 (15kV DB) PT1 (25kV & 15kV CFF) SF1-FI DJ(C) H(O-C) H(O-M) TFI-50 DJ(M) Palpage avec éclateur 7,2 mH H2-FI SF2-FI 7,2 mH C(PC)FI-50 C(IS)FI-50 R(PC)FI-50 50 ? Option "Filtre 50Hz" R(DC)CAP-FI-50 TFI-QL(M) SF-FI-50 10 mH CAP-FI-50 1 mF CC-FI-50 H(O-15) H3-FI
PM: pont mixte
PC: pont complet
HAC: hacheur
4 Q: pont 4 quadrants
西班牙AVE AVE机车主电路 法国 TGV 、西班牙AVE机车主电路 同步电机） （同步电机）
励磁
TGV机车主电路 同步电机） 机车主电路（ 韩国 TGV机车主电路（同步电机）
Essieu 4 Essieu 3 Essieu 2
H1-FI
PF(C)
E-TFP
CVS-AUX sur essieux 1 et 3
CA2(I)PMCF CA1(I)-OND
PF(M)
H-INV-CONT R(DC)CAP-OND OND 3 x 1 mF SF1-HACH 2,835 mH C(IS)E(C) H-INV-15 SF2-HACH 2,835 mH CAP-2F 3 x 1,33 mF H-15 H-CONT
二、交流传动机车的主要组成
– 电机 • 同步电机、异步电机 同步电机、 –牵引变频器 牵引变频器 • 逆变器 (电流源型、电压源型、PMW) 电流源型、电压源型、 – 设备与功率器件
辅助变频器
主变频器及电机驱动模块 动力制动模块 通讯模块 空气系统模块
电子设备
交流传动系统主电路
25000V
1107kW
交流电机（异步） 交流电机（异步）的矩速特性
60 f1 (1 − s ) n= p M = CM Φ m I 2 cos ϕ 2 ′
关键问题：
?
1、异步电机变频调速特性分析
（1） 变频调速时异步电机参数变化为：
X X X ∝ ∝ ∝ f1 f1 f1
1σ 2σ m
r1 、 r 2, = const
交流传动机车主电路
三、交流传动机车的技术分类 交流传动机车的技术分类
ห้องสมุดไป่ตู้核心层技术 辅助层技术 相关层技术
牵引变频器技术、交流驱动电机技 术、牵引变压器技术、变频控制及 其网络技术
三、交流传动机车的技术分类 交流传动机车的技术分类
核心层技术 辅助层技术 相关层技术
牵引变频器技术、交流驱动电机技 术、牵引变压器技术、变频控制及 其网络技术 冷却与通风技术、辅助变流器技术 控制电源技术、保护技术、电磁兼 容与布线技术
电机各参数与频率的关系： 电机各参数与频率的关系：
(2) 恒功率运行
M mp ′ = E 1 I 2 cos ϕ 2π f1
′ I2 =
2
cos ϕ 2 =
r 2′ / s ′ ( r 2′ / s ) 2 + x 2
2
mp ′ M = E1I 2 2π f 1
′ I2 = E f sE 1 = 1 sl r 2′ r 2′ f
三、交流传动机车的技术分类 交流传动机车的技术分类
核心层技术 辅助层技术 相关层技术
牵引变频器技术、交流驱动电机技 术、牵引变压器技术、变频控制及 其网络技术 冷却与通风技术、辅助变流器技术 控制电源技术、保护技术、电磁兼 容与布线技术 司机台操纵技术、车体轻量化技术 转向架技术、空气制动技术 高压测检测技术
一、交流传动机车发展综述
运输的需求 各种限制 交流电机的特点 科学技术的发展 交流传动机车发展
安全性、实用性、可靠性、 灵活性、舒适性越高越好； 费用越低越好。 地域规范、供电制式、空间、体 积、重量、技术水平、工艺水平 的限制等 单位体积重量的功率大、可靠性 好、易维护等
一、交流传动机车发展综述
整流器 0,98
1085kW
逆变器 0,99
1074kW
异步电机 0,95
1020kW
牵引变压器 0,94
变速箱 0,98 1000kW
交直与交流传动机车主电路比较 交直与交流传动机车主电路比较
25000V 励磁绕组 整流器 牵引变压器 滤波电抗器
直流 电机
变速箱
交直传动机车主电路
25000V 异步电机 整流器 牵引变压器 1085kW 逆变器 变速箱
（2）用 U 1、f1、f sl 表示的力矩公式M
2 f sl x m / r2′ pm U 1 M = • 2 2π f 1 f sl 2 ( x m − x 11 x 22 ) + r1 + f 1 r2′ 2
f sl r1 x 22 x 11 + f 1 r2′
PM
OND Tension Asynchrone
EuroStar MAS Taiwan Push-Pull PC
Les convertisseurs d'entr閑
PM
HAC
OND Courant Synchrone
MS
Loc BB26000
HAC
4Q PC HAC OND Courant Asynchrone MAS EMU Z2N EMU UT450 EMU MI2N
C(PC)PMCF
R(PC)PMCF 50 ?
CA1(I)TFP
CA2(I)TFP
x3
Nota sur les pantographes pour le fonctionnement sous 3kV : - Sur le démonstrateur, en configuration 3 pantographes, on utilisera uniquement le pantographe 3 (PT3) avec un archet adapté aux essais réalisés
CA(I)RH
C(PC)E(C) R(PC)E(C) 50 ?
R(DC)CAP-2F
CAP-OND
3,7 ?
M1
CA2(I)-OND OND-RH OND
CA1(I)PMCF
PMCF CA(I)DIFF C(IS)PMCF1 C(IS)PMCF2 CA(U)EC CA(U)PMCF
RH
Options non représentées : - Chauffage
恒功率1：
U 1 = const s = const
第一种恒功率的特点：最小逆变器，最大电机
恒功率2：
U1 = const f1 s = const
第二种恒功的特点：最大逆变器，最小电机
五、典型交流传动机车主电路工作
PM ou PC Ond Courant Synchrone MS TGV-A TGV-R/2N AVE PBKA TGV-Cor閑 PM
励磁
异步电机) 电流型逆变器 (异步电机)
电压型逆变器( GTO 电压型逆变器(欧洲之星 TGV )
典型的地铁牵引变频器
每一个动车一台逆变器，同时为4台异步电机供电 MAC
MAC
MAC
MAC
适用于4 适用于4种电压供电的机车牵引变频器
(~25Kv/15kV, (~25Kv/15kV, = 3kV/1,5kV)
fm
r 2′ = ′ 2π L 2
m
1 ′ 4π L 2
M 2 = M m ( f sl / f m ) + ( f m / f sl )
结论：当 E 1 = const
f1
M = f ( f sl ) M max = const f max = const
f sl = const , M = const
运输的需求 各种限制 交流电机的特点 科学技术的发展 交流传动机车发展
安全性、实用性、可靠性、 灵活性、舒适性越高越好； 费用越低越好。 地域规范、供电制式、空间、体 积、重量、技术水平、工艺水平 的限制等 单位体积重量的功率大、可靠性 好、易维护等 电力电子技术、微电子技术、新材 料、新工艺等
一、交流传动机车发展综述
电力牵引传动控制系统