电力机车控制第七章 电力机车自动控制系统
整流器电力机车自动控制系统的分析与模拟
班会中的纷争与冲突引发的思考与反思在班会中，学生之间可能会出现冲突和分歧。
这些冲突可能来自不同的原因，比如意见不合、个人误解或是争夺注意力。
当冲突出现时，学生和老师都应该以建设性的方式来解决和处理。
Conflicts and disagreements in a class meeting can be viewed as an opportunity for personal growth and development. It allows students to practice important skills such as communication, active listening, empathy, and negotiation. Furthermore, resolving conflicts in a respectful and empathetic manner fosters a positive and inclusive classroom culture.班会中的冲突和分歧可以被视为个人成长和发展的机会。
这使学生有机会锻炼重要的技能，比如沟通、积极倾听、同理心和协商。
此外，以尊重和同理心解决冲突，有助于培养积极包容的课堂文化。
Teachers play a crucial role in mediating conflicts during class meetings. They should create a safe and supportive environment where students feel comfortable expressing their feelings and resolving conflicts. Teachers can facilitateconstructive discussions, encourage empathy, and provide guidance on conflict resolution strategies. By doing so, they can help students learn to manage conflicts in a peaceful and effective manner.老师在班会中起着调解冲突的关键作用。
和谐1型电力机车控制系统
和谐1型电力机车控制系统和谐1型电力机车控制系统一、电子控制系统机车的两节机车电子控制系统具有相同的控制级结构，是基于西门子铁路自动化系统SIBAS32和TCN列车通讯网络技术的成熟产品。
机车各个控制系统间的通讯由总线来完成。
1、中央控制单元（CCU）中央控制单元（CCU）位于司机侧后墙柜中。
中央控制单元（CCU）管理机车的控制系统。
在每节的控制系统中，其控制与监控功能由CCU直接执行，或是由CCU协同处理。
CCU由西门子铁路自动化系统SIBAS32微处理器控制单元组成。
每节机车有两个中央控制单元CCU，一个作为主控CCU，用来完成一节机车的所有开环控制。
另一个为从属CCU（后备级）。
二个CCU拥有相同的结构，当一个CCU失效，第二个也能维持机车运行。
为了确保机车运行的可靠性，，主控CCU与从属CCU要进行周期性的变换。
从属CCU的故障后，对机车运行没有任何影响，该故障信息将发送到司机显示屏上。
在两节机车或四节机车重联运行时，每节机车都有一个主控CCU和一个从属CCU（后备级）。
操纵节的主控CCU也是整个机车组的主控CCU。
这个控制整个机车组的主控CCU通过列车总线WTB向从属CCU发出控制命令和整定值，从属CCU又通过车辆总线MVB传递命令和整定值到它们的子系统。
因此即使一节车只要有一个CCU良好时，整个机车组就可以照常运行。
2、牵引控制单元（TCU）牵引控制单元（TCU）负责电力牵引设备的开环/闭环控制。
同时集成了对PWM辅助逆变器的控制。
每一个中间直流电路都有一个牵引控制单元TCU，以及它所连接的相模块。
TCU也是由西门子铁路自动化系统SIBAS32微处理器控制单元组成，SIBAS32采用32位处理器。
TCU有电子防滑/防空转功能。
3、紧凑型输入/输出模块紧凑型I/O输入输出系统减少了车辆配线的数量，从而提高了机车控制与诊断系统的性能。
对于不直接与车辆总线MVB连接的设备和部件，它们发出的信号可以被离散地检测和控制。
电力机车控制课程标准
电力机车控制课程标准电力机车控制课程标准可以涵盖以下方面：电力机车控制理论、电力机车控制系统、电力机车控制操作等。
电力机车控制理论部分是电力机车控制课程的核心内容。
该部分主要介绍机车控制的基本原理、控制理论和相关知识。
包括电力机车的基本概念、组成部分及其作用和功能，电力机车控制的分类和基本原理等。
此外，还需要介绍电力机车的车载设备控制、车辆系、道岔控制等相关理论和技术。
电力机车控制系统部分是电力机车控制课程的重要内容。
该部分主要介绍电力机车控制系统的结构、功能和工作原理等。
首先，需要介绍电力机车控制系统的组成部分，包括主控制器、DC-DC变换器、驱动电机、制动系统等。
然后，需要详细介绍每个组成部分的功能和工作原理，以及它们之间的关系和相互作用。
最后，还需要介绍电力机车控制系统的安全性和可靠性要求，以及相关的检修和故障排除方法。
电力机车控制操作部分是电力机车控制课程的实践环节。
该部分主要通过模拟机、模拟训练装置和实际操作等方式，让学生掌握电力机车的操作技能和方法。
首先，需要介绍电力机车的操作要求和规程，包括起动、制动、变速等操作。
然后，通过模拟训练装置和实际操作让学生掌握电力机车的操作技巧和注意事项。
最后，还需要对学生进行操作评估，以确保他们对电力机车的控制操作有一定的掌握程度。
此外，在电力机车控制课程中还需要注重培养学生的创新意识和解决问题的能力。
可以设置一些实际问题和案例，让学生运用所学知识和技术，进行分析和解决。
同时，还可以组织学生参加相关的实践训练和竞赛活动，提高学生的实践能力和综合素质。
总之，电力机车控制课程标准需要包括电力机车控制理论、电力机车控制系统和电力机车控制操作等内容。
通过该课程的学习，学生应该掌握电力机车控制的基本原理、控制系统的结构和功能，以及电力机车的操作技能和方法。
同时，还应该培养学生的创新意识和解决问题的能力，以适应电力机车控制领域的发展和需求。
电力机车控制
车。
图示为一般工矿用直流电力机车结构示意图。
M1
QD
M3
R
R M2 M4
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接触网直流电—受电弓—短路器QD—启动电阻R—M1~M4—钢轨—变电所
—接触网。牵引电机得电旋转，把电能转变为机械能，产生牵引力。
二、直流电力机车的特点
1、结构简单，造价低，经济性好。 2、牵引性能好，调速方便。 3、控制简单，运行可靠。 4、供电效率低。
5、基建投资大。
6、有级调速。
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三、直流电力机车的基本特性
直流电力机车的基本特性包括机车的速度特性、牵引力特性、牵引特 性、效率特性。 1、速度特性
机车运行速度与牵引电动机电枢电流的关系，称为机车速度特性。
速度特性表达式：V=πD/60μ*（UD—IaΣR）/CeΦ= （UD—IaΣR）/ CvΦ 2、牵引力特性
机车效率是指机车输出功率与机车输入功率的比值，也就是机车轮周功率 与机车受电侧电功率的比值。
思考题：
1、电力机车的基本特性有哪些？ 2、何为机车的速度特性？ 3、何为机车的牵引力特性？ 4、何为机车的牵引特性？
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电力机车控制
第一章 电力机车工作原理
直流电力机车工作原理
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教学要求：
1、掌握直流机车基本工作原理 2、掌握直流机车特点 3、理解直流机车基本特性
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一、单的一种电力机车，采用直流电源和直流串励牵 引电动机。现在主要用于各种工矿电力机车、地铁电动车组和城市无轨电
机车轮周牵引力与牵引电动机电枢电流的关系，称为机车牵引力特性。
机车牵引力特性表达式：Fk=m/1000ή*CvΦIa （KN） 3、牵引特性 机车轮周牵引力与运行速度的关系，称为机车牵引特性。 机车牵引特性表达式： Fk=m/1000* （UD Ia/V） *ήdήc （KN） 4、效率特性
《电力机车控制系统》课程标准
《电力机车控制系统》课程标准一、课程简介二、课程定位和目标课程定位：本课程是铁道机车专业核心课程，主要培养学生按照电力机车安全操作规范，正确进行电力机车电气线路及自动控制系统的检查维护及常见故障判断处理等专业能力，以及爱岗敬业、团队协作、表达分析等综合素质和能力。
先修课程：电力机车电机与电器、电力机车总体与走行部、电力电子技术、电力机车制动系统。
后续课程：电力机车乘务作业、机车行车安全与设备、列车牵引计算、机车新技术、机车网络控制基础教学目标：课程内容为电力机车速度调节、交—直型电力机车电气线路分析及检查、交—直—交型电力机车电气线路分析及检查、电力机车高低压试验及常见故障诊断处理4个学习情境。
通过4个学习情境的学习，让学生掌握电力机车控制及试验的专业知识和专业技能，培养其团队协作和表达分析等综合素质，掌握工作岗位需要的各项技能和相关专业知识。
专业能力：1—1 电力机车的安全操纵能力1—2 电力机车总体整备检查的组织实施能力1—3 电力机车低压试验的组织实施能力1—4 电力机车低压试验的工艺文件编写能力1—5 电力机车高压试验的组织实施能力1—6 电力机车高压试验的工艺文件编写能力1—7 电力机车电气线路分析能力1—8 电力机车电气线路常见故障的分析能力方法能力：2—1 资料收集整理能力2—2 制定、实施工作计划的能力2—3 较复杂的电气控制电路的识图能力2—4 较复杂的电气控制电路的分析能力2—5 电气试验工艺文件的编写能力2—7 电气试验相关仪器仪表的正确使用能力2—7 电气试验的组织实施能力2—8 电气设备的检查方法能力2—9 电气设备故障的检查分析能力2—10 理论知识的综合运用能力社会能力：3—1 交接工作流程确认能力3—2 沟通协调能力3—3 语言表达能力3—4 团队组织能力3—5 班组管理能力3—6 责任心与职业道德3—7 安全与自我保护能力三、课程内容规划学习情境结构及课时分配四、学习情境设计学习情境表6789学习目标：1、熟悉交—直—交型电力机车工作原理2、熟悉交—直—交型电力机车操作3、熟悉交—直—交型电力机车主线路的分析方法4、设计交—直交型电力机车主线路的检查方案5、熟悉交—直—交型电力机车辅助线路的分析方法6、设计交—直—交型电力机车辅助线路的检查方案7、熟悉交—直—交型电力机车控制线路的分析方法8、设计交—直—交型电力机车控制线路的检查方案9、培养常用工具仪表的使用能力10、培养劳动组织能力11、培养团队协作能力12、培养安全操作规范的意识主要内容教学方法建议●学习电力机车电气线路分类；●学习交—直—交型电力机车主线路；●学习交—直—交型电力机车辅助线路；●学习交—直—交型电力机车控制线路；●设计交—直—交型电力机车主线路检8. 实施交—直—交型电力机车主线路检查方案；9. 实施交—直—交型电力机车辅助线路检查方案；10. 实施交—直—交型电力机车控制线路检查宏观教学方法：⏹引导文法微观教学方法：⏹讲述法⏹任务教学法⏹小组讨论法⏹实践操作法10五、学业评价表一方法能力和社会能力考核项目表二学习情境考核评价标准六、教学资源本课程的学习参考资料建议选用自编特色教材。
HXD2B微机网络系统
第七章微机网络监控系统7.1 概述HXD2B 型电力机车控制系统LCMS 主要由微机控制系统、WorldFIP 网络通信系统和相应的DC110V 电气控制电路等组成。
HXD2B 型电力机车控制系统的核心是基于WorldFIP 总线的微机网络监控系统。
通过在HXD2/HXD2B 型电力机车项目上与法国ALSTOM 公司的合作，国内铁路机车制造行业系统地引进了WorldFIP 网络通信与监控技术，并实现了网络监控系统关键部件的国产化生产，极大地提高了我国车载微机网络通信与监控技术水平，以及控制系统关键部件国产化制造水平。
HXD2B 型电力机车微机网络监控系统LCMS 以单节机车为一个单元，包括主处理单元2 组（MPU1 和MPU2），远程输入输出模块2 组（RIOM1 和RIOM2），牵引控制单元6 组（TCU1～TCU6），辅助控制单元2 组（ACU1 和ACU2），司机显示单元2 组（DDU1 和DDU2），制动控制单元1 组（BCU）组成。
整套微机网络监控系统采用模块化设计，具有充分的可扩展性。
可按照用户要求，适当的增加或减少接入FIP 网络的电子部件。
HXD2B 型电力机车微机网络监控系统LCMS 向用户提供了完善和强大的机车控制功能，其主要控制功能包括机车运行控制与监控功能、网络通信功能、牵引/制动特性控制功能、辅助控制功能、故障诊断/检修维护功能等。
HXD2B 型电力机车的DC110V 电气控制电路包括有接点电路、列车超速防护设备、列车通讯设备、无线重联控制设备等。
实现的功能与既有直流机车控制电路类似，用于提供部分不接入FIP 网络的DC110V 设备的控制功能。
HXD2B 型电力机车的有接点电路是指控制电源为DC110V（包括DC24V）的低压电气控制电路。
HXD2B 型电力机车的列车超速防护设备、列车通讯设备、无线重联控制设备，将在第十一章《列车运行控制系统车载设备》中有详细描述，故本章不再提及。
电力机车控制系统及通信网络概论
电力机车控制系统及其通信网络发展概述1 引言电力机车和电动车组的运行是由司机和地面行车指挥系统通过控制系统来完成的。
控制系统是实现列车控制的神经中枢。
控制系统必须满足列车运行过程中的各种基本要求，完成对主电路、辅助电路、电子电路和微机系统的控制。
大致地说，电力机车和电动车组的控制系统包括：有触点的电器控制子系统、电子控制子系统、微计算机控制子系统和列车通信网络系统。
这些控制子系统既各有特点，又相互联系，甚至难以区分。
有触点的电器控制系统是电力机车和电动车组控制系统的基础控制，虽然有触点的电器控制在相当长时间里，被认为技术落后和控制不方便，但即使是当今世界上最先进的列车，仍然保持着结构基本不变的电器控制系统。
电子控制系统主要是由有别于计算机系统的电子线路构成的控制装置。
20世纪80年代以来开始的机车微机控制系统是电力机车和电动车组控制技术的一次革命性的变革。
由此而发展起来的微机控制、列车通信网络乃至最新的无线通信技术，是当今列车控制的发展潮流。
本文首先详细介绍了电力机车控制系统及其发展的四个阶段，然后介绍了列车通信网络方面的发展状况，最后对基于TCN标准的列车通信网络，在技术和应用性成果上进行了介绍。
2 电力机车和电动车组控制技术的发展电力机车和电动车组的控制技术，从发展过程和技术特点来看，可大致分为下述四个阶段。
第一阶段：以有触点的继电器、接触器控制为主，附之以分立元件和小规模集成电路构成的模拟电子线路进行控制，国内的代表车型包括SS1和早期的SS3、SS4。
其主要功能有：(1)牵引工况恒电枢电流控制，具有最高电机电压限制功能；(2)制动工况恒励磁电流控制，具有最大制动电流限制功能；(3)具有超压、二次侧短路、电机过流等保护功能；(4)具有调压开关进、退级与相控调压有关逻辑联锁、监控及保护电路。
第二阶段：以模拟电子技术控制为主，以20世纪80年代中期从欧洲引进的8K型电力机车及其相应的控制技术为标志，大量增加了电子控制电路和中大规模集成电路，系统形成电子柜结构。
电力机车控制7
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兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）
4.5 励磁接触器控制
正常工作时，当司机控制器的换向手柄置“制动位”时，导线 405 有电，经 516KF、 12KM、22KM、32KM、42KM 以及 107QPB 和 108QPB，使导线 439 有电，91KM、92KM 得电动 作，两个励磁接触器都闭合(见图 4-5)。
4.6 功补接触器控制 导线 466 经功补隔离开关 572QS 使导线 494 有电，经 555KA 常闭联锁使导线 492 有 电， 经 126KM、 129������������ 及 166KM、 169������������ 分别使 124KM 及 164KM 得电动作； 经 116KM、 119������������ 及 156KM、159������������ 分别使 114KM、154KM 得电动作(见图 4-6)。其控制电路为： 466·572QS·555������������·492 492·116KM·119������������ ·AE· 114KM ·400 492·156KM·159������������ ·AE· 154KM ·400 492·126KM·129������������ ·AE· 124KM ·400 492·166KM·169������������ ·AE· 164KM ·400 其中 116KM、 126KM、 156KM、 166KM、 是功补电容的放电接触器， 119QS、 129QS、 159QS、 169QS 分别是 77PFC、78PFC、87PFC、88PFC 主隔离开关的辅助联锁，4 个功补接触器闭 合后，为功补投入做好了准备。 功补电容的放电接触器 116KM、126KM、156KM、166KM 受导线 466 控制。当司机断 开电钥匙，即 570QS 处于“0”位，导线 466 失电，则 116KM、126KM、156KM、166KM 都 失电，他们的放点接触器闭合，对电容放电；同时，他们的辅助正联锁都打开，分别使 114KM、124KM、154KM、164KM 失电，功补退出主电路。
电力机车控制
三、整流器电力机车的基本特性
2、速度特性 3、牵引力特性 4、牵引特性 5、机车总效率特性
四、交(直)交型整流器电力机车工作原理
①环节——整流电路的基本作用是将交流电转换为直流电。 实现电路可以是不可控整流桥、相控整流桥、四象限脉冲 变流器。 ②环节——直流环节滤波器的基本作用是平滑A处的纹波 (脉动)，消除或减少谐波含量 (5次谐波)，改善机车的功率 因数。
韶山4型干线货运电力机车，代号SS4。株洲电力 机车工厂1985年设计试制的8轴货运电力机车。最 大速度100km/h。
韶山4改进型电力机车，代号SS4G。是在SS4、SS5和SS6 型电力机车的基础上，吸收了8K机车一些先进技术设计的。
韶山5型准高速电力机车，代号SS5。为准高速铁 路试制的样车。
二、电力机车的调速方式
具有直(脉)流牵引电动机机车的调速方法 – 改变牵引电动机回路电阻R – 改变牵引电动机的端电压UD – 改变磁通量Φ
二、电力机车的调速方式
具有交流牵引电动机机车的调速方法
三相异步电动机的转速理论上的调速方法：
– – – – – 改变定子极对数 应用异步电动机的串接联接法 改变牵引电动机转子电路中起动电阻阻值 改变异步电动机的供电频率 实际常用方法(4)
“中华之星”高速电动车组，该电动车组将成为我国京沈快速客运 通道的主型列车及未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。 列车最高运营速度可达270km/h，是目前我国商业运行时速最快的 电动车组。2002年11月27日，“中华之星”在秦沈客运专线综合试 验中，成功创造了中国铁路的最高速度321.5km/h。该动车组广泛地 采用了国内、外的先进技术，列车的整体技术性能达到国外同类产 品的先进水平。
“先锋”号交流传动电动车组，是南京浦镇车辆厂负 责总体研制的我国第一列交流传动动力分散电动车组， 首列电动车组命名为“先锋”号。列车运营速度 200km/h，最高试验速度250km/h，总定员424人。
《电力机车控制》教学课件—07电力机车自动控制
§3 SS9机车微机控制系统
8.交叉保护
当一个插件箱故障时, 微机柜的转换开关要打在故障位。 此时正常插件箱仍然对所控制的转向架进行闭环控制。 而故障插件箱的开关电源不工作, 故障插件箱所控制的 对应转向架则进行跟随控制。
§2 微机控制系统原理 （2）控制方法
控制原理图
速度给定 速度控制 电流控制 限压环节
脉冲发 生器
微机控制柜
电压传感器 电流传感器 速度传感器
电动机
硅机组
§2 微机控制系统原理
（2）控制方法
➢ 反馈控制； ➢ 速度与电流双闭环，电压限制作为辅助
手段；
➢ 微机控制系统的作用：比较计算、数值 变换——由差值到整流晶闸管的导通角；
§3 SS9机车微机控制系统
4.空电联合制动控制
联合制动控制逻辑： ①电制动优先原则。即空气制动的投入必须以
制动电流达到与机车速度对应点的最大值，且 持续一定的时间为前提。一旦空气制动投入, 则制动电流维持最大限制值，不受准恒速特性 控制，直到空气制动缓解后1分钟。 ②机车速度超过给定速度且其差值达到5 km/h 时投入一级空气制动；差值达到15 km/h 时追 加减压一次；差值未达到15 km/h，但5分钟后 仍未缓解时追加减压一次。
§2 微机控制系统原理
（1）牵引/制动主电路
在制动工况下，牵引电动机作他励发电机运行， 制动力的调节方法可由下面公式看出：
M=CM ΦIZ IZ=(E+Ud)/Ri IZ=(CeΦ n+ Ud)/Ri E=CeΦ n 上面公式可看出，当Ud为0时（此时未进入最 大励磁限制），制动力矩会随机车速度下降而 减少，为了使机车低速时也能产生足够制动力， 可开通硅机组增加Ud，以维持IZ，即所谓的加 馈制动。