城轨车辆牵引传动系统的设计
牵引系统--第2讲
逆变单元由IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）绝缘栅 双极型晶体管模块组成，能够实现将输入的直流电逆变为交流 电并变压变频输出，从而控制交流感应电机的转速，实现列车 速度在很宽泛的范围内平稳调节。
主回路系统构成
主回路系统构成
在列牵车引顶逆部变安器装分受别电给弓两，台用转于向将架电上流的从四电台网牵引引入电列机车供。电， 在压电源受和流转电置电操由换流到弓作受和最轨的过电作终道旁电弓为通形边压引高过成安，入速接电装保到断地流避护高路碳回雷主压器刷路器电隔前，。，系离的经主统开隔由要。关离车用，接体于隔地、防离。转止开向雷关架击用轴过于端电车接间地电装
• 牵引控制单元
对牵引电机进行矢量控制； 将车辆控制单元通过总线传输的给定值和控制指令转换成VVVF逆变器用的控制信号 对VVVF逆变器和牵引电机进行保护； 对电制动进行调整保护，以及逆变器脉冲模式的产生。
主回路的功能概述及构成
• 定义：是牵引电机工作回路，通过指令对牵引电机进行控制； 为了保证直流供电电压的品质，采用
三相桥式逆变电路： 牵引时：工作在逆变状态，将直流电逆变成三相交流电输出。 电制动时：工作在整流状态，将交流电整流成直流电输出
放电电路：主回路在非工作状态时操作主回路设备。
检测电路：用来检测牵引主回路工作时各状态量，起监控和保护 主回路的作用。
城市轨道交通车辆牵引传动系统
主回路工况
• 牵引电机可以工作在牵引工况或制动工况； • 两个工作状态由主逆变器来管理。 • 牵引时：主逆变器工作在逆变状态，将直流逆变为交流；
直流滤波电路：与滤波电容构成滤波器，对逆变器的直 流侧双向滤波。 抑制电网侧发生的过电压，减少其对逆变器的影响。 抑制逆变器因换流引起的尖峰过电压。 抑制逆变器产生的谐波电流对电网的影响。 限制逆变器的故障电流。
浅谈西安地铁3号线车辆牵引系统组成及功能
环球市场理论探讨/-99-浅谈西安地铁3号线车辆牵引系统组成及功能侯向阳西安市地下铁道有限责任公司运营分公司 摘要：地铁车辆牵引系统是地铁列车的核心部分，牵引系统为列车提供牵引动力，同时在制动时提供电制动力。
目前城轨车辆均使用电力传动系统，电力传动系统一般分为直流传动和交流传动。
主要功能包括牵引和制动指令的产生、牵引使能、高速断路器的控制、电空混合制动的控制、牵引设备的通风方式、牵引设备的监视和故障报警及处理方法等。
随着科学技术的快速发展，地铁车辆研究的不断深入，地铁车辆的速度大大得到提升，但是车辆建设中因为要考虑到的安全因素也随之增加，其内部结构也变得越复杂，因此地铁车辆故障出现频率增加。
文章重点论述了地铁车辆牵引系统的主要设备及基本原理。
关键词：地铁车辆；牵引系统；牵引电机；高速断路器 1引言西安地铁三号线车辆采用ALSTOM 的OPTONIX 牵引系统，使用1500A IGBT 的牵引功率模块和200kW(持续制)牵引电机，提供了更优异的牵引和电制动性能。
其中电气牵引系统为变频变压(VVVF)逆变器控制的交流传动系统。
该系统采用矢量控制，具有优异的防空转/滑行控制功能。
列车制动优先使用电力再生制动，在低速时启动制动过渡电阻，实行电制动与空气制动平滑转换。
2 地铁牵引系统介绍牵引系统为列车提供所需动力及制动力，用于控制列车电机工作，由高速开关、主电路、变流设备及其控制单元、制动电阻等部件组成。
在整个地铁牵引系统中，直线电机由逆变器控制，为车辆运行提供动力，具体来说，地铁车辆驱动，牵引系统中逆变器接收到牵引命令，关闭霍尔电流传感器，此时为其并联电路上的滤波电容器充电，其两端的电压不断升高，达到一个固定值，接着关闭三极管并打开传感器，牵引系统正式发挥作用。
在此过程中，滤波电容器两端的电压不断上升，每控制到一个固定值时，三极管自动打开，地铁牵引系统出现故障，无法正常工作。
3 系统特点牵引及其控制采用为每台牵引逆变器有一台TCU 控制单元控制并驱动4台交流牵引电机；交流牵引电机的转矩采用带速度传感器的矢量控制，速度传感器不能长期用于调节过程，只有在低速区(转子频率低于5Hz)及出现空转/打滑的情况下才使用：列车制动采用优先使用电力再生制动，当电网不能吸收此能量，投入空气制动。
轨道交通 牵引电传动系统 第2部分 机车、动车组-编制说明
国家标准《轨道交通牵引电传动系统第2部分机车、动车组》（征求意见稿）编制说明1工作简况1.1 编制依据根据国家标准委项目计划第20192326-T-347项目的要求，由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会归口，并由株洲中车时代电气股份有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所、中车株洲电力机车有限公司、中车大连机车车辆有限公司、中车大同电力机车有限公司、中车戚墅堰机车有限公司、中车株洲电机有限公司、中车永济电机公司、中车青岛四方车辆研究所有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司共同起草。
本标准为首次制定。
1.2 制修订本标准的必要性牵引电传动系统是实现轨道交通车辆牵引与电制动功能、进行电能和动能转换的一种电力驱动系统。
现代化高速列车和重载机车无一例外都采用了交流传动技术，牵引电传动系统作为轨道交通高端装备核心系统，主要由牵引变压器、牵引变流器、牵引控制单元、线路电抗器、制动电阻和牵引电机等关键部件组成，是轨道交通机车、动车组的核心部件，目前有针对系统组成设备的国家标准，比如针对牵引变流器的GB/T 25122.3、GB/T 25122.4标准，针对牵引变压器及电抗器的GB/T 25120标准，针对电子装置的GB 25119标准等，此类标准一般只是覆盖牵引电传动系统中的某一个部件、某一领域或某一类试验，无针对牵引电传动系统的国际或国家标准，因此本标准为首次制定。
目前城轨领域已经完成了国家标准《轨道交通牵引电传动系统第1部分城轨车辆》的报批稿。
机车、动车组牵引电传动系统作为轨道交通高端装备核心系统，经过不断的发展与完善，产品性能指标达到国际先进水平，掌握了一批核心技术，拥有了一批知识产权，形成了完善的、具有自主创新的系统产品平台和技术体系，为了推进牵引电传动技术和产业的健康发展，有必要制定相应的国家进行统一规范，具有十分重要的意义。
通过制定本国家标准对其使用条件、系统构成、技术要求、检验方法、检验规则等做出规定，以保障系统的规范性和质量。
城轨车电传动系统技术方案设计
的详 细资料 、 具配 置 资 料 、 景 配置 图 、 作 平 面 等 灯 场 工 照 度 曲线 图表及 ３ Ｄ空 间场 景 图等 。
ＤＩ ｕ Ａｌｘ文 本输 出采 用 Ｐ ＤＦ格 式 ， 存 和 打 印 电 保 子文 本 十分方 便 ， ６ 示 为上 述设 计 的报 表 输 出 。 图 所
铁 道 车 辆 第 ４ 卷 第 ６ ２ ０ ６ 期 ０８年 ６月
２ １ 网 侧 电 路 ．
表 ６ 辅 助 逆 变 器 主 要 技 术 参 数
额定 输 入 电压 额定 交 流输 出 电压 额 定 输 出频 率 ／ Ｈｚ 额 定 交 流 输 出 容量 ／ ＶＡ ｋ ７ Ｏ ｌ０ ０ ５ ～ ０ 额定输出电压 Ｉ ７０Ｖ Ｘ； ５ ３ ０ ２０Ｖ ＡＣ４ ０Ｖ／ ３ ５ ０ １ ４ Ｄ ７ ６Ｖ Ｃ ２ ．
环境 都 较理 想 ， 因此 本文 中灯具 维护 系数 设 置 为 １ 。 设 置完 参数 后 ， 作 “ 表 ” 操 报 菜单 的子 菜 单“ 开始 计 算 ” 即可 以进行 照 明计 算 。 图 ５是 地铁 车辆 内部照 明 ， 的照度计 算 结 果 。
●． ∞ Ｉ． ３３ ３． Ｏｒ ＾ ｏ． ７ ５ ７ ｌ ７； Ｏ． ｌ ．４ ２ ３ ｌ ４ ｌ ５． ３ ７ ｌ １ ∞ ｌ ０ －
供 给本 车 ２台并 联 的异 步牵 引 电动机 。列 车 电气 制动 采用 再 生制 动 ， 电 网不 能 吸 收时转 为 电阻制 动 。 当
编组 。供 电 电 压 为 ＤＣ ７ ０ Ｖ， 高 运 行 速 度 为 ７ ５ 最 Ｏ
ｋ ｈ ｍ／ 。
每辆 动车上 装 有 １台 牵 引 逆 变 器 、 １个 制 动 电阻
网侧 电路 主 要 由受 电弓 、 快速 熔 断器 、 浪涌 吸收 器
城轨车牵引系统设计研究
常用 制 动 ： ≥１ ． ｉ ｍ ／ ｓ ； 快速 制 动 ： ≥１ ． ２ ｍ ／ ｓ 。 紧 急制 动平 均减 速度 ：≥１ ． ２ ｍ ／ ｓ 。
２ ． ３ 列 车的 阻力性 能
２ 车 辆概 述
列 车 的基本 配置 为 ６ 辆 车 编 组 ，整 列 车 采 用 ４ 动２ 拖 的动 力 编 组型 式 ：＝ Ｔ ｃ 术 Ｍ ｐ 术 Ｍ Ｍ ｐ 术 Ｔ ｃ ＝（ 其 中 ：Ｔ ｃ ：有 司机 室 的拖 车 ，Ｍ ：无 司 机 室 的动 车 ，Ｍ ｐ ：无 司 机 室带 受 电 弓的动 车 ） 。列车 由两 个牵 引单元 组成 ，每个 牵 引 单 元 由１ 辆拖车和２ 辆 动 车 组 成 ，列 车 编 组 示 意 图见 图 卜ｌ 所 示 。Ｔ ｃ 车 、Ｍ ｐ 车 和Ｍ 车 组成 一 个动 力单 元 ；另 一个 动 力 单元 与之 完全 对称 。列车编 组 如 图１ 所示。
式 中： Ｍ 一 列 车 总质 量 ｖ — — 列车速 度
坡 道 阻力 ：列 车运 行 基 本 阻力 ＋ 由列车 重 力 产 生 的
二 三 ］
图１ 列 车编 组 示意 图 ２ ． １ 车 辆基 本技 术 条件 本 文研 究 的列 车 为 四动 两拖 的车辆 编 组形 式 ，每 辆
２ ０ １ ４ 年第８ 期 （ 总 第 ２ ８ Nhomakorabea７ 期 ）
悯离
（ Ｃ ｕ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ Ｎ ｙ Ｎ Ｏ Ｏ ． ８ ． ２ ０ １ ４ ２ ８ ７）
．
城轨 车牵 弓 Ｉ 系统设 计研究
张 萌
（ 辽宁装备 制造职 业技术 学院 ，辽宁 沈 阳 １ １ ０ １ ６ １ ）
沿 坡道 斜 面分 力 。
城轨车辆车底设备布置方案
城轨车辆车底设备布置方案随着城市化进程的加快，城轨交通已经成为城市重要的交通工具。
城轨车辆不仅要在车厢内提供舒适的乘车环境，也需要在车底布置具有高效、安全、可靠性的设备。
城轨车辆车底设备布置方案是车辆设计的重要组成部分，本文将从几个方面来讨论城轨车辆车底设备的布置方案。
车底设备概览城轨车辆主要的车底设备可以分为以下几类：1.牵引装置牵引装置是城轨车辆的动力来源，它由电机、传动装置、制动、辅助装置等部分组成。
其中电机和传动装置是牵引装置的核心，也是车底布置中重点考虑的因素。
2.车架与悬挂装置车架是城轨车辆承载车厢、隔离中心、传动装置等部分的重要结构部分，扮演着骨架的作用。
与车架相连的悬挂装置被用来减震和吸收道路不平度的冲击，同时还可以调节车厢的高度和实现侧向稳定。
3.空气压缩机装置空气压缩机是城轨车辆车载空压系统的关键部分，用来为制动、增压和管路等系统提供压缩空气。
4.减震器城轨车辆行驶时需要承受道路不规则性的冲击，减震器可以减小冲击力对乘客和设备的威胁。
5.其他设备其他车底设备还包括冷却装置、防火、安全装置等，这些设备的布置也同样需要考虑。
布置方案城轨车辆车底设备布置方案需要考虑不同设备之间的关系，保证整个布置与车辆的结构紧密合理，以最大限度地提高车辆的性能和安全性，同时降低成本。
牵引装置布置牵引装置是城轨车辆车底最主要的组成部分，合理布置有利于车辆的动力性能。
在布置牵引装置时，需要考虑布置的位置、空间、连接和隔离等因素。
1.位置：市区轨道交通一般采用电力牵引方式，电机通常布置于车厢之间或两端，有时需要增加牵引装置数量以满足车辆的动力性能要求。
2.空间：牵引装置通常占据较大的空间，为了布置牵引装置，车体要相应地加长，以便安置电缆、牵引电机等元件。
3.连接：在牵引装置的布置中，还需要考虑连接方式，防止电缆在车内运动时对车体产生悬挂和垂直荷载。
4.隔离：车轮与牵引装置之间有悬挂装置的相互隔离以及隔离车辆意外情况都需要考虑。
上海城轨车辆电力牵引传动系统及其控制
一
１ 概
述
体 的变频 调速产 品 。交 流变频 调速装 置 一 出现
就 以其优 秀 的调速 性 能及 明显 的节 电效 果 迅猛 发 展， 并逐 步取 代 过 去 的变 阻控 制 调速 和斩 波 调 压 调 速等装 置 。 ２ 纪 ８ ０世 ０年 代 后 ， 展 起 来 的 使 用 Ｖ Ｖ 发 Ｖ Ｆ （ ａｉ ｌ Ｖ ｌ ｇ ａｉ ｌ Ｆｅｕ ｎｙ 变 压 变频 控 Ｖ ｒ ｂｅ ｏ ａｅＶ ｒ ｂｅ ｒｑ ｅｃ ） ａ ｔ ａ
ＩＢ Ｇ Ｔ逆 变器 和 微 机 获 得 一个 频 率 和 电压 可 控 制 的三相交 流 电 源 ， 使交 流 异 步 牵 引 电 动机 的转 速
可 以平 滑调 节 。 由于 采 用 了微 机 控 制 ， 可使 系 统
随着 科技 进步 ， 尤其 是 电力 电子 器 件 与 功 能强 大 的微 处 理 器
维普资讯
洛 做 饥 孝辆 电 辛 引 伤 劲 善饶 殷 舆 利
上 海 市公 用 事业 学校 阎 国强
摘 要 简述 了城 市轨 道 车辆 电力 牵 引传 动 系统及 其 控 制技 术 的发展 过 程 ， 绍 了 目前 介 上海城 轨 车辆 采 用的 两大 类 电力 牵引传动 系统 及 其控 制 方 法 ， 出采 用先 进 的 交流 传动 系统 指 是 电力 电子技 术 、 计算机 技 术及异 步 电机控 制理 论发 展 的必 然趋 势 。 关 键词 ：城 轨车辆 电力牵 引传 动 直流传 动 交流传 动 控制 方法
安 全 的考 虑 ， ２ 纪 ８ 在 ０世 ０年代 以后 ， 轨 车辆 一 城
般 采用 Ｄ ７ ０ Ｃ ５ Ｖ或 Ｄ １ ０ Ｖ供 电方式 ， Ｃ ０ ５ 可见 电网 制 式也是 在不 断发 展 的。
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：
城轨车辆牵引与电制动
第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一． 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国ADtranz 公司提供，是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。
整个系统由受电弓、高速断路器HSCB 、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS （牵引控制单元）、牵引电机，制动电阻等组成，如图1所示。
图1：牵引系统组成示意图列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将1500VDC 送入VVVF 牵引逆变器。
VVVF 牵引逆变器采用PWM 脉宽调制模式，将1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能，其半导体变流元件采用4500V/3000A 的GTO ，最大斩波频率为450 Hz 。
VVV 输出电压的频率调节范围为0 ~ 112 Hz ，幅值调节范围为0 ~ 1147 VAC 。
二． 牵引系统基本参数牵引逆变器VVVF ：线电压 U N = 1000 ~ 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流（牵引） I NDMAX = 692 A最大线电流（制动） I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 ~ 1050 V输出频率 f A = 0 ~ 112 Hz\GTO 最大开关频率 f P = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机（1 TB 2010 – 0GA02）：连续定额 小时定额输出功率 P M 190 210 kW额定电压 U N 1050 1050 V额定电流 I N 132 （1800 min -1） 144 （1800 min -1） A额定转矩 M N 1008 1114 Nm最大转速 n MAX 3510 3510 rpm三． 基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。
地铁、城轨交流牵引电气传动实验室机械平台系统中等效惯性的计算分析
地铁、城轨交流牵引电气传动实验室机械平台系统中等效惯性的计算分析在地铁、城轨交流牵引电气传动实验室中，机械平台系统是必不可少的一部分。
机械平台系统的运转靠的是传动系统，而其中一个重要指标就是等效惯性。
本文将对机械平台系统中的等效惯性进行计算分析，来为系统优化提供理论依据。
首先，我们需要了解什么是等效惯性。
等效惯性是指在机械平台系统中，传动系统所引起的惯性效应可以用一个质量等效物来代替，这个质量等效物就被称为等效惯性。
等效惯性是结构和动力学分析的重要参数，它与传动系统的动态响应密切相关。
因此，正确计算等效惯性对于系统的稳定性和工作效率有着重要的影响。
其次，在计算等效惯性时，要考虑到传动系统中的各个部件对惯性的影响。
主要有驱动电机、减速机、联轴器、传动轴、惯性轮等组成。
这些部件的长度、直径、质量、转动惯量等参数都会影响传动系统的惯性响应。
所以，在计算等效惯性时，需要分别计算这些部件的惯性，最后将各部件惯性相加得到系统的等效惯性。
其中，惯性轮的惯性对于等效惯性的计算具有重要的影响。
惯性轮是一种加重式惯性部件，它能够通过增加转子转动的转动惯量来增大系统的等效惯性。
在传动系统中，惯性轮的惯性往往是比较大的。
因此，在系统运转中，惯性轮的惯性往往是决定等效惯性的关键。
最后，对于机械平台系统中的等效惯性，我们需要实际运行进行测试验证。
在测试中，需要将机械平台系统连接到相应的电机系统，进行实际的运行测试。
通过运行测试，我们可以获取到实际的等效惯性值，再与计算值进行对比，来验证计算的准确性。
若实际测试值和计算值相差不大，则说明计算的等效惯性准确可靠，可以为系统优化提供理论依据。
综上所述，机械平台系统中的等效惯性是影响系统稳定性和工作效率的重要参数。
在计算等效惯性时，需要考虑到传动系统中各个部件对惯性的影响，并对其进行相应的计算。
对于惯性轮的影响，需要特别关注。
最后，需要进行实际测试来验证计算的准确性，为系统优化提供理论依据。
牵引传动系统
牵引传动系统城轨车辆的电能牵引传动系统是指将电能经过传输和转换后，提供给牵引电机，转换成机械能驱动列车运行的系统。
牵引传动系统一旦发生故障，会影响列车牵引、制动控制的性能，造成列车控制不稳定、停车不准确、列车晚点、下线等，严重的情况还会造成列车完全丧失牵引力。
城轨车辆牵引供电来源于城市电网，牵引变电所经过降压、整流，将高压交流电变成DC 1 500 V（或DC 750 V），然后通过馈电线将电能传递给接触网，城轨车辆通过受流装置取电，由钢轨和回流线流回到牵引变电所形成回流。
牵引传动系统的特点是：牵线功率大；传动效率高；能源利用率高；环保绿色，产生的污染很少；容易实现自动化控制。
牵引传动系统有两个工况：牵引工况和制动工况。
（1）牵引工况。
在牵引工况下，列车牵引传动系统为列车提供牵引动力，将供电接触网上的电能转换为列车在轨道上运行的动能。
（2）制动工况。
制动工况可以分为再生制动工况和电阻制动工况。
牵引传动系统再生制动就是将列车的动能转换成电能反馈到电网，再供给其他列车或车站设备使用，它能最大幅度地降低电能的损耗。
若列车制动时牵引系统反馈的电能超过了接触网上限值（达到DC 1 800 V），此时列车电制动产生的电能将会消耗在制动电阻上，通过电阻发热而消耗到大气中去，这种通过制动电阻消耗电能的电制动工况则称为电阻制动工况。
电机在城轨车辆中按用途可以分为牵引电机和辅助电机。
牵引电机为车辆运动提供动力，辅助电机主要使用在各通风冷却系统及供气系统中。
牵引电机有直流牵引电机、交流异步牵引电机、交流同步牵引电机等。
城轨车辆动车主要使用直流牵引电机和交流异步牵引电机。
交流电机与直流电机相比较没有换向器，结构简单，可靠性高，维护量少，电机重量显著减小，并能获得较大的单位重量功率，具有良好的牵引性能。
如果合理设计三相交流牵引电机的调频、调压特性，可以实现大范围的平滑调速，充分满足机车牵引运行的需要，三相交流牵引电机还有防空转的性能，使黏着利用率提高。
浅析城轨车辆牵引系统原理及故障处理
浅析城轨车辆牵引系统原理及故障处理摘要本文简要介绍了牵引系统组成及特点，针对运营过程中列车牵引系统的同时伴随着多种异常故障现象，通过深入分析多故障现象发生机理，指出牵引控制单元软件存在逻辑缺陷，提出优化措施有效避免列车再次发生多故障现象。
关键词：城市轨道车辆；牵引系统；故障1牵引系统工作原理1.1牵引指令传输方式（1）列车牵引控制采用网络控制模式，实现列车自动控制和指令控制主要网络设备包括中央控制单元（CCU）、人机接口单元（HMI）、中继器（RPT）、远程输入/输出模块（RIOM）、数据记录仪（ERM）[2]。
（2）當列车控制网络故障时，列车不能实现信号模式自动运行功能，采用备用模式，通过硬线来实现列车低速运行。
1.2牵引控制系统构成牵引系统主要有受电弓、高压箱、牵引箱、牵引电机等组成。
高速断路器采用某品牌的UR6-32TD型产品，该产品具有空气自然冷却、检测线路短路状态、分断过程中能够快速熄灭过电压产生的电弧。
其主要作用是负责列车高压的通断、检测过载电流，保护后续各部件，高速断路器辅助触点受TCU的控制和监测。
牵引箱内主要元器件有线路接触器、预充电接触器、电抗器、电容器、牵引逆变器（CIU）、牵引控制单元（TCU），其中CIU包含ICU、电压和电流传感等器，牵引箱主要作用是将高压直流电源分断、稳定直流中路电压、吸收浪涌电压、逆变输出1个幅值和频率可变的三相交流电，以驱动牵引电机。
整个牵引系统由TCU通过MVB总线与列车网络系统进行通讯，牵引系统中任何部件故障，HMI均可显示当前牵引系统状态，同时中央控制单元将存储状态信息。
1.3牵引控制系统工作原理牵引控制单元根据司机指令（或ATO）通过车辆网络传输实现对列车牵引/制动特性控制和逻辑控制，实现对主电路中接触器的通断控制和VVVF逆变器的启/停控制，计算列车所需的牵引/电制动力等。
网络控制路径：列车司机室的司机控制器和各指令开关的信号状态通过硬连线进入模拟量输入输出模块（AXM）或数字量输入输出模块（DXM）模块，再通过多功能车辆总线（MVB）进入车辆控制单元（VCM），再通过MVB到达传动控制单元（DCU）。
城轨车辆直线牵引电动机原理和案例分析
4)噪声低。直线电机电梯没有减速器、旋转 电机及液压油泵运转时所产生的噪音，也没有钢 丝绳和曳引轮之间摩擦所产生的噪声，而且钢丝 绳的寿命也会大大提高。
3、 结构与原理
（1）直线异步电动机结构 定子：带齿槽的电工钢片叠成，槽里嵌有绕组 转子：非磁性体(铜板或铝板)和磁性体(钢板)构成的复合金属板。
直线牵引电动机原理分析
一、直线牵引电机工作原理
直线电机可认为是旋转电机在结构方面的一种演变
图2-50 直线异步电动机结构原理图
由于用直线运动取代了旋转运动，因此称之为直线电动机。
1、直线电机特点：
（1） 无旋转部件，呈扁平形，可降低城轨车辆的高度。 （2） 能够非接触式的直接实现直线运行，因此可不受粘着的
3.4 用于长距离的直线传输装置
(1)运煤车
图3.27所示为直线电机运煤车示意图。矿井 运煤轨道一般很长，每隔一段距离，在轨道中间 安置一台直线感应电动机的初级。一列运煤车由 若干矿车组成，每台矽车的底部装有铝钢复合次 级。直线电机的初级依次通电，便可把运煤车向 前推进。
(2)新型电梯 图3.16所示的永磁式直线同步电动机矿井提
5、边缘效应
直线电机是长直、两端开断的结构，存在 始端和终端，引起了边缘效应(端部效应)。
① 静态纵向边缘效应 ② 动态纵向边缘效应 ③ 横向边缘效应
在气隙中出现脉振磁场 在横向的边缘区域磁场削弱， 和反向行波磁场，运行过程 造成空载气隙磁场横向分布的不 中将产生阻力和增大附加损 均匀，这是第一类横向边缘效应。 耗。这种效应当初、次级相 次级导体板对电流分布及气隙 对静止时也存在，因而称为 磁场密度沿横向分布的影响，称 静态纵向边缘效应，纵向即 为第二类图横2-向61直边线缘电机效行应波磁场 磁场移方向动上的的涡方流向分布。
城市轨道交通牵引传动系统
牵引传动系统
2 直流牵引传动系统
①直流电动机
图6-1 直流电动机的工作原理模型
牵引传动系统
2 直流牵引传动系统
②直流发电机。直流发电机的结构分为可旋转部分和静止部 分。可旋转部分称为转子，静止部分称为定子，定子和转子之间 存在气隙。定子的作用：在电磁方面产生磁场和构成磁路，在机 械方面作为整个电机的支撑。定子由磁极、机座、换向极、电刷 装置、端盖、轴承等组成。转子又称电枢，是电机的转动部分， 是用来产生感应电动势和电磁转矩，从而实现机电能量转换的关 键部分。它包括电枢铁芯、换向器、电机转轴、电枢绕组、轴承 、风扇等。
牵引传动系统
3 交流牵引传动系统
交流异步牵引电机的转速控制方法是在保持电源频率恒定的 情况下改变定子电压的大小，从而实现控制目的的。目前，我国 的城轨交通车辆多采用闭环控制系统，基本采用：转差-电流控 制，如上海地铁2号线车辆；矢量控制，如西安地铁2号线DKZ27 型车辆、广州地铁1号线车辆、北京地铁1号线SMF04型车辆等； 直接转矩控制，如深圳地铁1号线车辆。
（1）交流牵引电机的类型。交流牵引电机有同步和异步之 分，目前城轨交通车辆普遍采用的是交流异步牵引电机， 异步 牵引电机在空间利用和重量上都优于同步牵引电机，因此被广泛 应用。异步牵引电机采用VVVF控制，即直流电通过逆变器变为 三相交流电，用电压和频率的变化来控制异步牵引电机的转速变 化，获得最佳的调速性能，并实现再生制动。
牵引传动系统
1 牵引传动系统概述
1.牵引传动系统的工况
牵引传动系统有两个工况：牵引工况和制动工 况。
（1）牵引工况。在牵引工况下，列车牵引传 动系统为列车提供牵引动力，将供电接触网上的 电能转换为列车在轨道上运行的动能。
城市轨道交通车辆牵引与供电系统概述
封闭式三相笼型异步电动机结构
定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
A ----X 三相绕组 B ----Y
C---- Z
机座：铸钢或铸铁
鼠笼转子
转子
铁心：由外周有槽的 硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体； 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线式转子 同定子绕组一样，也 分为三相，并且接成 星形。
气隙：定子和转子之间
必须有一个气隙
交流电动机的特点
交流电动机没有转向器，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，能够获得较大 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。
效率高 由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量 损耗。
列车控制系统工作原理
城市轨道交通车辆的控制电路，是低电压小功率电 路，分为有接点的直流电路和无接点的电子电路。 有接点的直流电路由主控制器、继电器、电气控制 的低压部分、联锁接点组成；无接点的电子电路由 微机及各种电子单元组成，如列车牵引系统控制单 元、制动控制单元、空调控制单元等。
包括下部支杆5、下部导杆6、上部支杆7和上 部导杆8；
采用高强度冷拔无缝管制作。
• 高度止挡2：
安装在下部导杆侧下方的基础框架上； 用以限制受电弓的最大升弓高度。
• 弓头：
是弓与网相接触的部分； 由集流头9、接触带10、转轴、端角11和弹簧 盒组成。
• 升降弓装置12：
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。
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城轨车辆牵引传动系统的设计
轨道车辆的牵引传动技.术是轨道车辆的核心技术之一,.是保证与提升轨道车辆的技术性能的重要基础。
牵引传动技术的发展,推进了轨道车辆.的技术总体进步。
拥有先进、可靠的牵引传动技术.已经成为衡量一个国家的轨道车辆技术水平的重要标志之一。
西安地铁3号线为6辆编组,每个动车一台牵引逆变器和4台牵引电机,每辆拖车1台辅助逆变器。
由牵引和辅助控制单元分别控制。
.由于全线较长,且线路部分坡度较大,因此采用“四动两拖”六辆编组,比照其它部分地铁六辆编组“三动三拖”,此列车启动加速度更快,动力更为强劲。
本文依据实际项目,进行牵引传动系统设计及搭建,分析不同工况下对牵引系统的设计要求,完成了西安地铁3号线牵引传动系统的实际应用。
文章展示了相应的试验数据,并对试验结论进行了分析。
试验结果表明,该系统满足基本技术指标。
不同载客量的工况下,均符合加减速度的设计要求。
该系统列车在故障状态下具有一定的运行能力,能够实现列车坡道救援,该系统可以达到实际使用水平。
西安地铁3号线牵引传动系统的设计是中国中车多年成熟车型设计的基础上结合机车多年的运用经验及国内外城轨车辆的实际情况,并增加了一些自身特点的优化型设计。
同时,又增加了一些人性化的控制方式,提高了机车的可操作性和运用安全等级。
为该机车的安全稳定运行打下了良好的基础。