轨道交通车辆牵引系统的功能、分类
牵引系统概述
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4.牵引系统的主要设备
（2）牵引控制设备 ①牵引控制单元（DCU/TCU）
作用：a.对电动机实现矢量控制； b.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； c.对VVVF逆变器和牵引电机进行保护； d.对电制动进行调整、保护和逆变器脉冲模式的产生； e.空转/滑行保护控制； f.列车加减速冲击率的限制； g.通过列车总线实现DCU与其它控制单元的通信功能； h.当列车总线出现故障时，可用硬连线实现紧急牵引； i.故障诊断功能。
第二章 牵引系统
第一节 牵引系统概述
1
目录
1 2 3 4
牵引系统的功能 牵引系统的分类
牵引系统的工况 牵引系统的主要设备
2
1.牵引系统的功能
牵引系统是城市轨道交通车辆的核心部件， 是列车动力的来源，根据需要为列车提 供牵引力和制动力，完成列车牵引和制 动。
3
2.牵引系统的分类
（1）根据使用牵引电机的种类不同分： 直流传动牵引系统：使用直流电机作牵引电机 直流传动牵引系统：使用交流电机作牵引电机， 目前主要使用三相鼠笼式异步电机作牵引电机。
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4.牵引系统的主要设备
⑤牵引电机:三相鼠笼式异步电机 牵引电机安装于动车转向架上，用来驱 动列车运行。（一个牵引电机驱动一个 车轴） 牵引系统工作在牵引工况时，牵引电机 作电动机运行；牵引系统工作在电制动 工况时，牵引电机作发电机运行。
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4.牵引系统的主要设备
⑥制动电阻 制动电阻用于电阻制动，在列车进行电 制动时，如果供电线路不能再吸收电能 量，制动能量将被转化成热能消耗在制 动电阻上。 制动电阻一般安装于动车车底，需要进 行强迫通风冷却。
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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。
城市轨道交通车辆构造习题答案
城市轨道交通车辆构造习题答案单元1车辆基本知识1、判断题（1）城轨车辆运⽤时普遍采⽤动车组的编组形式，所以城轨车辆有动车和拖车之分。
（√）（2）动车以D表⽰，拖车以T表⽰。
（√）（3）我国推荐的轻轨电动车辆有3种型式：4轴动车、6轴单铰接式和8轴双铰接式车。
（√）（4）通常每节城轨车辆都有属于⾃⼰的固定的编号，各城轨车辆制造商或运营商的编号⽅式⼀样。
（×）（5）贯通道是车辆与车辆之间的客室连接通道。
（√）2、选择题（含单选和多选）（1）转向架是车辆的⾛⾏装置，安装于车体与轨道之间，⼀般由（ABCD）等组成。
A、构架B、轮对轴箱装置C、弹簧悬挂装置D、制动装置（2）A型城轨车辆，它的车宽度为（C）⽶。
A、2.6B、2.8C、3.0（3）车辆主要尺⼨中新轮直径为（C）A、830mmB、805mmC、840mmD、780mm（4）下列说法正确的是（C）A、列车运⾏速度越⾼，其所受到的空⽓阻⼒越⼩B、坡越⼤，列车的坡道阻⼒越⼩C、低速时，列车的轴承和轮轨的摩擦阻⼒影响⽐较⼤D、所有作⽤在列车的外⼒⼤于零时，列车将减速运⾏三、简答题1.简要说出城市轨道交通车辆的主要结构、类型和特点。
答：城轨交通车辆主要结构由车体及客室内装、转向架、车门、车体连接装置、制动和风源系统、电⽓牵引装置、辅助电源系统、列车乘客信息系统、列车控制和故障诊断系统、空调与通风系统城轨交通车辆类型：按照车宽分类有A、B、C三种车，按照是否带动⼒装置分为动车和拖车城轨交通车辆特点：（1）列车动⼒分散布置，车载设备设计紧凑；（2）列车运⾏快速准时，安全舒适；（3）列车车体轻量化。
（4）列车车辆连接采⽤封闭式全贯通通道。
（5）列车车门数量多。
（6）列车采⽤调频调压交流传动。
（7）列车具有先进的微机控制技术及故障⾃诊断功能。
（8）车辆部件设计和材料选⽤都以安全为⾸要原则，设备正常功能失效时，其响应都将以安全为导向⽬标。
2.简要说出城市轨道交通车辆的编组。
《城市轨道交通概论》课后习题答案
思考与练习1.简述轨道交通的定义。
“城市轨道交通”是一个包含范围较大的概念，在国际上没有统一的定义。
一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。
2.简述轨道交通的特点。
1.具有较大的运输能力2.具有较高的准时性3.具有较高的速达性4.具有较高的舒适5.具有较高的安全性6.占地少、不破坏地面景观7.低污染8.低能耗3.简述轨道交通的类型。
（1）按线路架设方式划分，可分为地下铁道、地面铁道和高架铁道。
（2）按导向方式划分，可分为轮轨导向和导向轨导向。
（3）按轨道形式划分，可分为重轨铁路、轻轨铁路和独轨铁路。
（4）按小时单向运能划分，可分为大运量系统（高峰时单向运输能力达到30 000人次/h以上）、中运量系统（高峰时单向运输能力达到15 000~30 000人次/h）和小运量系统（高峰时单向运输能力达到5 000~15 000人次/h）。
（5）按路权专用程度划分，可分为线路全封闭型、线路半封闭型、线路不封闭型。
（6）按服务区域划分，可分为市郊铁路、市内铁路和城际快速铁路。
（7）按运能范围、车辆类型及主要技术特征划分，可分为有轨电车、地下铁道、轻轨、独轨、城市（市郊）铁路、磁悬浮、新交通系统等。
4.列表比较各种轨道交通的特点。
思考与练习1.简述城市轨道交通规划设计的重要性、目的和意义。
重要性：城市轨道交通规划设计是建设前期的一项重要的工作，涉及城市规划、交通工程、建筑工程以及社会经济等多种学科理论的系统工程。
一个科学、合理、完善的轨道交通网是城市客运交通的发展方向。
目的：城市轨道交通对于城市的发展、居民生活水平改善有着重要作用，系统建设具有不可逆性。
保证建成线网能够对城市发展起积极作用，指导城市轨道交通工程持续发展，为政府部门决策提供可信的依据，保证今后工程建设的可实施性。
地铁车辆在紧急牵引模式下牵引系统的功能模式
地铁车辆在紧急牵引模式下牵引系统的功能模式作者：刘森来源：《名城绘》2020年第04期摘要：地铁车辆的工作模式分为正常模式及紧急牵引模式：正常模式工况下车辆网络系统正常，各车辆子系统可以通过总线与网络系统进行信息交互;紧急牵引模式下，各子系统与车辆间无总线通讯，对于车辆控制指令及子系统的反馈通过硬线信号进行交互。
关键词：地铁车辆;正常模式;紧急牵引模式;总线通讯;硬线信号紧急牵引模式工况下，牵引系统仅响应通过硬线传输的指令及状态信号，并将相应的状态通过硬线反馈至车辆。
此工况下，车辆正常功能受限，牵引系统能够正常提供限速功能、牵引转矩施加、冲击控制、空转保护等功能。
本文以国内常规地铁车辆牵引系统部分功能为例，简要描述紧急牵引模式下牵引系统所提供的各项功能。
1 牵引系统硬线接口常规牵引变流器主要设置如下硬线接口与车辆硬线电路交互相应的指令及状态信号。
2 功能模式在车辆处于零速且无牵引指令状态下，通过操作紧急牵引模式开关，将紧急牵引指令通过硬线发送至牵引变流器，牵引变流器进入紧急牵引模式，在此模式下牵引系统在相关的条件满足情况下，尽可能的实现“动车”的目的。
2.1 限速及方向判定功能紧急牵引模式下，车辆最高的运行速度一般会有限制。
例如，正常模式下车辆向前运行时的最高运行速度为80km/h，紧急牵引模式下车辆向前运行时的最高运行速度会被限制在45km/h，此限速功能由牵引系统完成。
在此模式下牵引系统无法获知车辆哪一端的司机室被占用，为了限制车辆退行（方向向后）的最高运行速度，当硬线信号“10km/h限速”有效时，牵引系统认为此时车辆在退行，既执行10km/h的最高运行速度限速。
2.2 牵引转矩施加及冲击控制紧急牵引模式下，列车的载重信号及司控器的级位信号无法通过通讯总线传送至牵引系统，牵引系统使用预设的AW2或AW3车重，根据硬线接口“牵引指令”及“牵引级位50%”施加牵引转矩。
在牵引转矩的施加或切除过程中，为确保乘客的舒适性，转矩不是突变的。
城市轨道交通设备的分类
城市轨道交通设备的分类
1.3 车 辆 1. 城市轨道交通车辆的类型
（1）按城市轨道交通车辆的制式分类。
随着城市轨道交通车辆设计制造技术的发展，出现了多 种制式的车辆，以满足不同线路条件和环境的要求。按走行 部与行驶轨道之间的匹配关系来分，城市轨道交通车辆主要 有钢轮钢轨制式车辆（包括直线电动机车辆）、胶轮制式车 辆、独轨制式车辆、磁浮车辆等。通常，城市轨道交通车辆 多指钢轮钢轨制式车辆，该的分类
（2）按牵引动力配置分类。 按牵引动力配置分类，城市轨道交通车辆可分为拖车和
动车两大类。 ①拖车。拖车是指本身无动力牵引装置的车辆，它仅有
载客功能，可设司机室，也可带受电弓。 ②动车。动车是指本身装有动力牵引装置的车辆。动车
又分带受电弓的动车和不带受电弓的动车。由于动车本身带 有动力牵引装置，因而它兼有牵引和载客两大功能。
城市轨道交通设备的分类
（4）制动装置。
制动装置是保证列车安全运行必不可少的装置。制动装 置是指按照需要使运行中的车辆减速或在规定的距离内停车 的装置。由这样一系列专门装置组成的系统称为制动系统。 制动系统包括制动控制系统和制动执行系统。制动控制系统 由制动信号发生与传输装置和制动控制装置组成，主要有空 气制动系统和电控制系统两类。制动执行系统通常称为基础 制动装置，有闸瓦制动和盘形制动等。按照电动车组动能转 移方式的不同，制动可分为摩擦制动和动力制动。
②轻轨系统的车辆分为C型车（车体宽度为2.6 m）和直 线电机C型车（车体宽度为2.5 m）。
③单轨系统的车辆分为跨坐式单轨车辆和悬挂式单轨车辆。
城市轨道交通设备的分类
（4）按车辆上的安装设备进行分类。
在一列车组中，一般我国南方城市的地铁车辆按照欧系车 辆的习惯分为A车、B车和C车三种类型。
地铁列车电传动系统分析
地铁列车电传动系统分析摘要：文章通过对我国现阶段主型地铁车辆电传动系统构成及其功能的分析。
清晰的介绍了该系统各器件的作用及相互之间的关系。
为地铁车辆运用与检修提供了有益的参考。
关键词：地铁车辆电传动；主电路；系统工作原理一、轨道车辆电力牵引发展简介电力牵引是一种以电能为动力牵引车辆前进的牵引方式。
轨道车辆通过受流器从架空接触网或第三轨（输电轨）接收电能，通过车载的变流装置给安装在转向架上的牵引电机供电，牵引电机将电能转变成机械能，机械能通过齿轮传给轮对，驱动轮对在轨道上运动带动车辆前进。
轨道交通电力牵引传动系统分为：1、直流电力牵引传动系统（1）直流—直流（2）交流—直流2、交流电力牵引传动系统（1）直流—交流（2）交流—直流—交流早期的电力牵引的轨道车辆采用直流电动机（如北京地铁一号线）。
直流电动机存在体积大、结构复杂、工作可靠性差、制造成本高、维修麻烦的缺点。
随着交流电机控制理论和大功率电力电子元器件制造技术的发展，采用交流电机牵引的交流传动技术迅速崛起，使轨道车辆电力牵引技术上了一个新台阶。
交流—直流—交流供电系统运用于干线铁路。
我国城市内的地铁、轻轨网络多采用直流牵引制式，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），因为没有电抗压降。
另外由于城市内的轨道交通，供电线路都处在城市建筑群之间，供电电压不宜太高，以确保安全。
基于以上原因，世界各国城市轨道交通的供电电压都在直流550～1500V之间。
我国国家标准也规定为750 V和1500V。
以北京和天津为代表的北方地区采用DC 750V供电电压制式，允许电压波动范围为DC 500V～DC 900V，第三轨受流；以上海和广州为代表的南方地区采用DC 1500V供电电压制式，允许电压波动范围为DC 1000V～DC 1800V，架空接触网受电弓受流。
地铁车辆牵引控制方案有哪些
地铁车辆牵引控制方案有哪些
一、分散型牵引控制方案
分散型牵引控制方案是指在地铁车辆内部安装多种电动控制机构，通
过手动、自动或远程控制方式，克服局部机构动力故障，实现牵引控制的
一种技术方案。
传统的分散型控制方案主要分为机械传动控制和电力传动
控制两种，分别由操纵杆、无线控制器、限位开关、门控制器等机械机构
和主变流器、轨道电流检测器、车载发电机控制器等电气机构共同构成。
1、机械传动控制
机械传动控制技术是由操纵台、无线控制器、限位开关等机械机构组
成的控制系统，其主要功能是实现车辆牵引、制动、位置控制、通过信号
控制等多种功能，它可以通过操纵台杆、车载电池、外部控制等多种方式
实现车辆牵引控制。
2、电力传动控制
电力传动控制是指地铁车辆的牵引控制由主变流器、轨道电流检测器、车载发电机控制器等电气机构共同完成的控制系统。
它可以实现车辆的最
大电动力、最小拉力及最高移动速度等多种复杂的牵引控制功能，在一定
程度上可以消除机械操纵杆带来的复杂性及一定程度的安全隐患。
城市轨道交通车辆构造课件 单元7.2 牵引系统的结构和工作原理
单元七 牵引系统装置
• ②制动斩波部分。逆变器配有两个或一个制动斩波器。外部制动电阻 器与这两个制动斩波器相连。制动斩波器与制动电阻器一起构成制动 电路。制动电路的功能是：施加电制动时，牵引电机是作为发电机运 行，它将列车动能转换为电能。如果线路能够吸收这部分能量（即未 达到电压限制的上限），这部分能量就会通过逆变器重新生成电能进 入供电网络；如果线路不能吸收这部分能量（已达到电压限制的上限 ），制动斩波器在控制单元的控制下接通。此时，制动能量在制动电 阻器中被转换为热能，以阻止电压升高到上限以上。续流二极管还能 保证在接触器分断及直流高速开关分断时不致于造成电流突然中断而 引起直流回路过压。
置。
熔断器
绝缘 框架
伸缩杆 受电靴臂
电缆
滑
块
活动
弹簧
铰链
单元七 牵引系统装置
二）、高速断路器
• 1、功能
•
高速断路器主要是对牵引逆变器与高压电路进行
隔离，同时对牵引系统进行保护。在列车牵引系统的
电路出现异常的情况下（如过电流、逆变器故障或线
路短路），高速断路器( HSCB)能够将各牵引设备从
受电弓线路上安全断开。VVVF逆变器通过高速断路器
的频率。根据异步电动机的原理，电机转矩与电机电
压和电源频率之比的平方成正比、与转差频率成正比
。同时，当转差频率为负值时，转矩为负值，产生制
动力。因此，在采用VVVF逆变器的电动车中，只要控
制压频比和转差频率即可自由地控制牵引力和再生制
城市轨道交通车辆与结构(第四章车钩)
解钩阀分解（需由司机操纵）
压缩空气由总风管进入前车(或后车)的解钩风缸，同时经解钩风管连结 器送入相连挂的后车(或前车)解钩风缸，活塞杆向前推并带动解钩杆， 使钩舌转动至开锁位置，此时两钩即可解开。
两钩分解后，解钩风缸的压缩空气迅速排出，解钩弹簧得以复原，带动 钩舌顺时针向转动40°。恢复到原始状态，为下次连挂作好准备。
（2）两车钩连接表面之间间隙减小
降低了列车中的纵向冲击力，提高了列车运行的平稳性。 两连挂车钩相互冲击而产生的噪音，改善了对环境的影响，这对于城市轨道车辆和客车尤
为重要。
（3）车钩零件的横向位移减小
改善了自动车钩内机构的工作状态，减小了在车钩零件上所作用力。 车钩连接表面的磨耗减少。
（4）避免在意外撞车事故时，发生一个车辆爬到另一个车辆上的危险。
一、综合作用和用途
连接列车中各车辆，并使之彼此保持一定的距离；
实现车辆之间机械、电气和气路的连接；
传递和缓和列车在运行中或在调车时所产生的纵向力或冲击力。
精选2021版课件
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二、车钩分类
按牵引连挂装置的连接方法，可分为：
1、非自动车钩
非自动车钩要由人工来完成车辆的连接。
2、自动车钩
精选2021版课件
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半永久车钩
结构及组成：
它由两对雌雄结构的连接杆组成，其一侧装有双向 作用环弹簧牵引杆，另一侧为刚性牵引杆，两者用 一个便于拆卸的套筒式连轴节相连，确保连接刚度 和安全可靠。
由双向作用环弹簧牵引杆(或刚性牵引杆)、套简式连 轴节、支撑座、钩尾冲击座及气路连接管等组成。
安装：
轨面垂直。
机构性能：
整个车钩缓冲装置，为便于车辆通过水平曲线和竖曲线的要 求。
轨道交通概论问答整理(复试)
轨道交通概论复习资料1、世界和我国第一条地铁线路诞生于何时何地？世界：1863年1月10日在英国伦敦我国：20世纪60年代北京2、城市轨道交通类型按系统制式分：地铁和轻轨、有轨电车、缆车按线路敷设方式分：地下线、地面线、高架线按系统运量分：高运量、大运量、中运量3、地铁和轻轨的定义每小时运客量3万~8万人次的轨道交通系统成为地铁每小时运客量1万~3万人次的轨道交通系统成为轻铁4、单轨系统类型跨座式和悬挂式5、单轨系统的特点（1）占用土地少（2）运量较大（3）能适应复杂地形要求（4）建设工期短，造价低。
（5）运输能确保安全（6）噪声与振动均低，且无排气污染等公害（7）乘坐舒适（8）视野广阔，有游览观光的作用。
6、磁浮交通的技术类型超导、常导线网规划1、城市轨道交通的功能基础性功能和先导性功能2、轨道交通线网规划的主要原则（1）线网布设要与城市主客流方向一致（2）规划线路要尽量沿道路主干道布设（3）规划线路要尽量经过或靠近大型客流集散点（4）线网规划要考虑资源共享3、线网规划主要内容（1）背景资料的调查（2）线网构架的研究（3）实施规划的研究4、客流预算四个段法交通发生、交通发布、交通方式划分、交通分配5、常见的线网形态无环放射结构形态、网格结构形态、有环放射结构形态、有环网格结构形态、组合结构形态6、按交通需求推算线网规模L=Q•α•β/γ其中：L——线网长度（km）；Q——城市出行总量α——公交出行比例；β——轨道交通出行占公交出行的比例；γ——轨道交通线路负荷强度（万人次/公里·日）。
线路工程1、线路敷设方式分类地下隧道、高架、地面2、站间距的设置及影响因素站的站间距应根据现状及规划的城市道路布局和客流实际需要确定，一般在城市中心区宜为1km左右，在城市外围区应根据具体情况适当加大车站间的距离（一般不宜大于2km）。
影响因素：工程造价、运营费用、乘客出行时间3、线路平面设计的主要技术要素线路平面设计的主要技术要素有圆曲线半径、圆曲线长度、缓和曲线线型和长度、夹直线长度等。
哈工程《城市轨道交通车辆构造》教学资料 课后习题答案 《城市轨道交通车辆构造》课后习题答案(哈工大)
项目1 车辆基础知识1.简要说明城轨车辆基本类型、主要特点。
答：按车体宽度和驱动方式分类城市轨道交通车辆按车体宽度和驱动方式可以分为两类、六种车型。
（1）粘着牵引系统。
①A、B型车，车体宽度为3.0 m、2.8 m的四轴系列车型。
②C、D型车，车体宽度为2.6 m，车地板不同高度的铰接车系列车型。
③单轨胶轮车，车体宽度为3.0 m的跨座式单轨胶轮系列车型。
（2）非粘着牵引系统。
L型直线电机车辆系列。
.按车辆的牵引控制系统分类城市轨道交通车辆按车辆的牵引控制系统可以分为交流变压车和变频车。
.按车体材料分类城市轨道交通车辆按车体材料可以分为不锈钢车、铝合金车和耐候钢车。
.按受电方式分类城市轨道交通车辆按受电方式可以分为受电弓车、受流器车、受电弓加受流器车。
按电压等级分类城市轨道交通车辆按电压等级可以分为直流1 500 V和直流750 V。
2．简要说明城市轨道交通车辆的基本组成。
答：城市轨道交通车辆主要由以下几部分组成：1.车体车体是城市轨道交通车辆的基础框架和主体，其主要作用是运载乘客，为司机提供驾驶空间，承受车辆各种载荷，安装传动机构、电气设备和服务设施。
2.转向架转向架是城市轨道交通车辆的走行装置，安装在车体与轨道之间，用来牵引和引导车辆沿轨道行驶，承受、传递车体与轨道之间的各种载荷并缓和其动力作用，是保证车辆运行品质的关键部件。
3.牵引缓冲连接装置城市轨道交通列车的编组必须依靠车钩和贯通道。
其中，车钩是用来连接车辆，传递纵向力的装置。
4.制动装置制动装置是保证列车运行安全必不可少的装置。
不管是动车还是拖车都设有制动装置，它可以保证运行中的列车按需要减速或在规定的距离内停车。
5.车辆设备车辆设备包括服务于乘客的设备和服务于车辆运行的设备。
6.车辆电气系统车辆电气系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。
按其作用和功能可分为主电路系统、辅助电路系统和电子与控制电路系统。
3.简述城市轨道交通编组方式，并举例说明。
城市轨道交通车辆—牵引系统
定子外壳
该型号是交流异步旋转鼠笼电动机， 用于驱动每个动车转向架的轮对。
通过调频才能调节感应电机的转速；
通过调压才能使感应电机具有恒力矩或恒功率的牵引特性。
牵引系统ห้องสมุดไป่ตู้示意图
SA 避雷器 HVB 高压箱 HSCB 高速断路器 KS 闸刀开关 BR 制动电阻 TC1 VVVF逆变器1 TC2 VVVF逆变器2 M 牵引电机
3、牵引系统组成 整个系统由受流装置、高速断路器（HSCB）、VVVF牵引逆变器、牵引控制单元
高速断路器（HSCB）位于高压箱 （HVB）内，接于牵引回路前端， 当牵引电路发生过流、短路或者逆变 器故障时，HSCB会安全地将牵引设 备和1500V高压电源隔断，迅速切断 故障电流，防止事故扩大，保证系统 的安全运行。
★牵引3逆、变器牵引系统组成 VVVF逆变器将1500V恒定电压转换为用于牵引电机的三相电流输出(针 对不同的速度和力矩，频率和振幅可变)。
将直流逆变 成三相交流 给异步电机 供电
牵引逆变器组成及功能
逆变器控制单元 (DCU) 主要通过对主电路进行 检测、检查电压、电流 传感器信号、速度传感 器等信号来实现对逆变 器单元进行检测和保护。
3、牵引系统组成
★牵引电机
城轨车辆交流牵引电机有旋转电机和直线电机两种，旋转牵引电机用于 驱动每个动车转向架的动车轮对，而直线电机用于驱动安装电机的转向架。 （1）旋转电机
➢ 城轨车辆动车转向架每根车轴有一个牵引电机，一般采用架悬式安装，能 有效地减轻了簧下质量。
➢ 电机一般为鼠笼式三相异步交流电机，功率为200KW左右，车辆牵引逆 变单元输出的变频变压交流电，直接控制电机转速和扭矩。
➢ 与直流电机相比，交流电机具有维护简单、故障率低、调速方便等优点。
牵引系统概述
①再生制动工况： 牵引系统进行再生制动时将列车动能转换为电能反馈到 电网供其它列车使用。 ②电阻制动工况： 制动能量不能向电网回馈时，电制动产生的电能将会消 耗在制动电阻上，列车动能转换为热能散逸在大气中。
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4.牵引系统的主要设备
牵引系统主要由受流装置、避雷器、高速断路器、 牵引逆变器、牵引控制单元、PWM编码器、 牵引电机、制动电阻、接地回流装置等组成。
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4.牵引系统的主要设备
（2）牵引控制设备 ①牵引控制单元（DCU/TCU）
作用：a.对电动机实现矢量控制； b.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； c.对VVVF逆变器和牵引电机进行保护； d.对电制动进行调整、保护和逆变器脉冲模式的产生； e.空转/滑行保护控制； f.列车加减速冲击率的限制； g.通过列车总线实现DCU与其它控制单元的通信功能； h.当列车总线出现故障时，可用硬连线实现紧急牵引； i.故障诊断功能。
牵引系统的主要设备牵引系统主要由受流装置避雷器高速断路器牵引逆变器牵引控制单元牵引系统主要由受流装置避雷器高速断路器牵引逆变器牵引控制单元pwm编码器牵引电机制动电阻接地回流装置等组成
第二章 牵引系统
第一节 牵引系统概述
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牵引系统的功能 牵引系统的分类
牵引系统的工况 牵引系统的主要设备
牵引系统设备可分为：牵引主回路设备和牵引控 制设备。
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4.牵引系统的主要设备
（1）牵引主回路设备 ①受流装置：受电弓和集电靴
作用：将接触网电源平稳地引入车辆电源，为列车的 牵引设备和辅助设备提供电能的重要电器。
②避雷器：俗称浪涌吸收器
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单元七 牵引系统装置
• 1、牵引工况：牵引系统为列车提供牵引动力，它把接触 网提供的电能转换成牵引电机使用的电能给牵引电机，牵 引电机作为电动机工作，将电能转换成机械能，使列车在 轨道上运动。
• 2、电制动工况：电制动可分为再生制动工况和电阻制动 工况。
• ①再生制动工况：牵引系统进行再生制动时将列车动能转 换为电能反馈到电网供其它列车使用。这极大地降低了列 车的实际能量损耗。
城市轨道交通车辆构造
城市轨道交通车辆构造
单元七 牵引系统装置
课题一 牵引系统概述
一、牵引系统的功能
列车牵引系统是列城市轨道交通车辆的核心部件，是列车动力的来源， 根据需要为列车提供牵引力和制动力，完成列车牵引和制动。因此， 牵引系统主要有两个工况：牵引工况和电制动工况，完成牵引、再生 制动及电阻制动的功能
单元七 牵引系统装置 3）、斩波调压控制系统
•
在斩波调压控制系统中，利用斩波电路将接触 网提供的电能进行调节，不断调节斩波电路的输出 电压来控制列车，输出电压可通过调节斩波器占空 比来实现
单元七 牵引系统装置
2、交流传动的类型
• 1）、根据牵引电机供电配置方式分类
交流传动牵引系统主要有1C4M和1C2M两 种形式。1C4M牵引系统是一台牵引逆变器向 同一动车上的四台牵引电机供电。1C2M牵引 系统是一台逆变器向同一转向架上的两台牵 引电机供电
通过控制凸轮使接触器K1、K2、K3、K4、K5、 K6逐个的闭合与开断，改变接入电阻不同来调节 牵引电机端电压和磁场削弱，从而实现对牵引电 机的控制来达到列车的控制。
单元七 牵引系统装置 2）、斩波调阻控制系统
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斩波调阻控制系统中，斩波器与电阻并联， 通过调节 斩波器的占空比来实现对电阻的调节，连续调节斩波器的占 空比，相应的电阻接入主回路的阻值也连续平滑的变化。斩 波调阻装置即斩波器由晶闸管、二极管、均流电抗器、均压 电阻和换流电容等部件组成。
• ②电阻制动工况：制动能量不能向电网回馈时，电制动产 生的电能将会消耗在制动电阻上，列车动能转换为热能散 逸在大气中。
单元七 牵引系统装置
二、牵引系统的分类
• 根据城轨车辆牵引电机的种类分类
牵引系统
直流传动牵引系统 交流传动牵引系统
单元七 牵引系统装置
1、直流传动的类型
• 1）、凸轮变阻控制系统
单元七 牵引系统装置
2）、根据控制单元控制类型的不同分类
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交流传动牵引系统可以分为直接转矩控制和矢量控制。
• （1）、直接转矩控制就是通过空间电压矢量来控制定子磁链
的旋转速度，以改变定子磁链的平均旋转速度的大小，从而改
变磁通的大小来控制电磁转矩。
• （2）、矢量控制主要是对转矩与转子磁通的控制，转矩给定 值由转差决定，磁通给定值根据速度给定，在基速以下磁通恒 定，超速则进行磁场削弱。
单元七 牵引系统装置
电流变频器的矢量控制原理
单元七 牵引系统装置
牵引系统分类
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Hale Waihona Puke 直流传动牵引系统牵引系统
交流传动牵引系统 （变频变压控制）
凸轮变阻调速 斩波调阻调速 斩波调压调速
供电控制方式
1C4M 1C2M
调速方式
直接转矩控制 矢量控制
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