城轨车辆牵引与制动控制
城轨车辆牵引与制动控制系统—列车方向的控制
1．列车方向控制
只有： 当车辆处于静止状态、驾驶台在激活状态（2A01-S01闭合位）。 操纵： 驾驶员控制器方向手柄。推“向前”（F）位或“后退”（R）位。 控制电路：图3-23所示。 电路逻辑：与激活控制用同一电源。列车电源线30420提供
10V，进行过流保护。
向前控制：
当设定为“F”（向前）位时，2A01-S12闭合。 向前接触继电器得电，“向前”列车控制线20312 被接通。 20100·2K04·2A01-S12·（20312+2F03·2K14 )·30400
图3-23 列车方向控制电路
后退控制：
当设定为“R”（后退）位时，2A01-S13闭合。 向前接触继电器得电，“向前”列车控制线20312 被接通。 20100·2K04·2A01-S13·（20322+2F03·2K12 )·30400
➢ 在手动方式或ATC方式下，方向“向前”指令通过向前方向控制继电器 传送到工作端的A车的ATC单元。
➢ 在特殊操作模式(自动运行时的折返)情况下，非头车A车运行方向是由 ATC系统通过4K03常开联锁（23-24）闭合和4K04常开联锁（13-14）闭 合预先设定。
图3-23 列车方向控制电路
➢ 在非头车的A车中，由于列车控制线的交叉布置，与之相对应的反向列 车控制线和接触继电器被接通，并将相应的信息通过列车线传递给牵 引控制单元（1A1）和电子制动单元BECU（2A03）。
➢ 在B、C车的每个驱动控制回路中，有一对速度继电器的反连锁联锁使 牵引控制单元（DCU）无动作，该联锁防止列车在运行过程中发生换向 动作。
轨道交通车辆牵引系统的功能、分类
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
•
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。
城市轨道交通车辆制动方式
城市轨道交通车辆制动方式一、引言城市轨道交通作为现代城市公共交通的重要组成部分，其安全性和稳定性是保证运营质量的关键因素之一。
而车辆制动作为车辆控制系统中的重要组成部分，对于保证列车的安全运行起着至关重要的作用。
本文将从城市轨道交通车辆制动方式入手，详细介绍城市轨道交通车辆制动方式及其特点。
二、电阻制动电阻制动是城市轨道交通常用的一种制动方式。
它是利用列车牵引系统中装有电阻器，在列车行驶过程中通过改变电路连接方式，使电能转化为热能而达到减速目的。
这种制动方式具有以下特点：1. 制动效果稳定可靠：由于电阻器可以根据列车运行状态进行调整，因此可以实现精确控制列车速度。
2. 制动过程平稳：由于电阻器可以逐渐降低输出功率，因此可以实现平滑减速。
3. 能量回收效果差：由于电能转化为热能而散失掉了大量能量，因此不能实现能量回收。
三、空气制动空气制动是城市轨道交通常用的一种制动方式。
它是利用列车牵引系统中的压缩空气，通过控制空气压力来控制列车的制动力。
这种制动方式具有以下特点：1. 制动效果稳定可靠：由于空气制动可以实现精确控制列车速度，因此具有较高的稳定性和可靠性。
2. 制动过程平稳：由于空气制动可以逐渐降低输出压力，因此可以实现平滑减速。
3. 能量回收效果差：由于空气制动不能实现能量回收，因此在长时间停车时会浪费大量能量。
四、电磁吸盘制动电磁吸盘制动是城市轨道交通常用的一种辅助制动方式。
它是利用列车底部装有的电磁吸盘，在紧急情况下通过控制电磁吸盘工作来实现快速停车。
这种制动方式具有以下特点：1. 制动效果强劲：由于电磁吸盘可以产生很大的吸力，因此可以在紧急情况下迅速停车。
2. 制动过程突然：由于电磁吸盘制动是一种紧急制动方式，因此制动过程会比较突然。
3. 能量回收效果好：由于电磁吸盘可以将列车的动能转化为电能进行回收利用，因此具有较好的能量回收效果。
五、再生制动再生制动是城市轨道交通常用的一种能量回收方式。
城轨车辆制动基础知识—城轨车辆制动系统介绍
整流器 再生制动原理图
一、电制动
2.电阻制动
将发电机发出的电能加于 电阻器上，使电阻器发热，即 电能转变为热能。
制动电阻箱
电阻制动原理图
二、空气制动
当电制动力不足时，由空气制 动来补充，每节车设计有独自的空 气制动控制及部件。
1.2.3 电气指令式制动 控制系统
目前，制动控制系统主要有空气制动系统和电控 制系统两大类。
以电气信号来传递制动信号的制动控制系统，称 为电气指令式制动控制系统系统。
电气指令式制动控制系统系统分为两种类型：
1.数字指令式制动控制系统
2.模拟指令式制动控制系统
一、数字指令式制动控制系统
将司机控制器或ATO（列车自动驾驶） 系统传来的制动指令信号，通过代表不同 意义的信号线输出信号来划分成不同的制 动等级，控制后部车辆制动装置。
对于数字式而言，控制得越精确，信号线 越多，信号传输系统越复杂，越容易发生 故障。
模拟式的信号传输系统简单，而且从 理论上讲，可以做到无级传输，有利 于精确控制。
1.3.2 城轨车辆制动模式
城轨车辆制动模式
1.常用制动
是指在正常情况下为调节或控制列车速 度（包括进站停车）所实施的制动。
城轨车辆制动模式
二、模拟指令式制动控制系统
用模拟量作为制动指令，通常是将司机控制器或ATO系统 传来的制动指令信号，经编码器后，以脉宽调制（PWM）信 号形式或直流电压方式，经列车指令控制线传到后部车辆， 脉宽调制信号以占空比的大小代表不同的制动指令。
制动指令（制动力指令值）是无级传输的。
电气指令式制动控制的主要优点：全列车制动和缓解的 一致性较好，制动和缓解时的纵向冲动小，制动距离短。
城市轨道交通车辆电气控制项目三 城轨车辆牵引与制动控制【拓展任务】
2）SIBAS32KLIP控制总线
图3-49 控制总线硬件连接图
AS318接口用来连接控制总线和KLIP子站的内部9V总线，同时提供给总线模块9V电源，KLIP站 的地址和总线传输率由DIP开关设置。
每个 KLIP站由以下硬件组成：1个AS318接口卡、总线模块BM700、输入/输出插卡、接线端子。 1个总线模块可插2个输入/输出插卡，接线端子接好线后直接插在输入/输出卡上。
输入输出模块的配置可以根据需要的输入输出信号的数量和种类任意选择。
表3-5 广州地铁一号线车辆中主要用到的输入/输出模块卡
DE16×110VDC输入 16通道110V直流输入模块，用于故障信息和各种二进
卡
制控制信号的输入
输出时钟数字信号到各个电子控制单元（B、C车），
DA8×110VDC输出卡 输出受电弓升、降状态、主断分合状态、电制动施加
SBS：通过轮询的方式与KLIP子站通讯，此类通讯方式成为“广播”通讯方 式，当KLIP子站被SBS询问时才可以发送数据，输入数据通过BM700总线通讯模 块传递到AS318板，通过AS318板内置的输入/输出缓冲器将数据传送给SBS，由 SBS进行处理，再传送给CPU控制板，实现外围设备与主机系统的信息传送。
“事件”是所有诊断机制的触发源，一个事件可以是如下的类型：子系统故障 的发生；子系统故障的消失；重要信息的出现；重要信息的消失。当一个触发 源出现时，CFSU通过总线获取、分类检测并处理环境参数及时间标准，然后 给出相应的代码传输到列车总线主控端的显示器中进行故障列表并显示存储。
浅谈轨道交通车辆牵引控制现状与发展
浅谈轨道交通车辆牵引控制现状与发展轨道交通车辆牵引控制是指在轨道交通系统中，通过控制车辆的牵引力和制动力来实现列车的运行控制和调度。
随着城市化进程的加快和交通需求的增加，轨道交通系统成为了城市重要的交通方式之一。
在过去的几十年里，轨道交通车辆牵引控制技术已经取得了长足的进步，但在发展过程中也面临着一些挑战和问题。
本文将从技术现状和发展趋势两方面对轨道交通车辆牵引控制进行探讨。
一、技术现状1.传统牵引控制技术传统的轨道交通车辆牵引控制技术采用的是直流电动机和交流电动机，通过控制电动机的电流来实现对车辆的牵引力和制动力的调节。
这种技术在功率密度和调速范围上都有一定的局限性，同时由于电动机本身的复杂性，系统的可靠性和维护成本也较高。
随着功率半导体技术的不断发展，变频技术已经成为了轨道交通车辆牵引控制的主流技术之一。
变频技术通过对电动机的电压和频率进行控制，可以实现对车辆牵引力和制动力的精准调节，同时也能够满足不同运行工况下的需求。
相比传统技术，变频技术具有体积小、重量轻、响应速度快等优势，为轨道交通车辆的运行效率和可靠性提供了有力支持。
随着环保意识的提升和新能源技术的不断成熟，新能源牵引控制技术也逐渐受到关注。
电动车辆、氢燃料电池车辆、超级电容快充车辆等新能源技术的应用，为轨道交通车辆的牵引控制提供了更多的选择空间。
这些新技术不仅能够降低列车的运行噪音和排放，而且还可以大大提高能源利用率，为城市轨道交通的可持续发展贡献力量。
二、发展趋势1.智能化随着信息技术的飞速发展，轨道交通车辆牵引控制系统正朝着智能化的方向不断演进。
智能化技术可以通过数据分析、运算模型等手段，实现对列车运行状态的实时监测和预测，为列车的牵引控制提供更精准的支持。
智能化技术还可以实现列车间的通信和协同，提高列车的运行效率和安全性。
2.集成化随着轨道交通系统规模的扩大和运营的复杂性增加，对车辆牵引控制系统的要求也在不断提高。
为了应对这一挑战，集成化技术已经成为了未来发展的重要方向之一。
城轨车辆牵引与制动控制系统—受电弓的控制
图3-16 特殊欠压继电器
（3）受电弓状态检测
➢ 受电弓的状态可以从按钮灯上判断： 当升弓按钮绿灯亮时，表示所有受电弓都已升起； 当降弓按钮红灯亮时，表示所有受电弓都已降下；
➢ 当升弓按钮绿灯和降弓按钮红灯都不亮时，表示两个受电弓处于不 同的状态（如升单弓）。
➢ “升弓”状态检测： 电压继电器7U01，图3-16。
➢ “降弓”状态检测： 位置传感器7B01，当受电弓物理位移接近7B01时，其连接电路的两
图3-24 受电弓电路控制
（2）降弓控制（续）
➢ 紧急情况下的降弓操作：单只受电弓，操作设在A车司机 控制面板的紧急制动开关。
➢ 逻辑为：开关被激活，2K10继电器失电，直接分断2K33 和2Y01。
➢ “有电无气”情况下的升弓：当升弓气压小于3bar时， 先按下升弓按钮，使电磁阀2Y01得电开通受电弓气路， 然后脚踩位于A车8号座位下的脚踏泵，人工供风升弓。
2．受电弓控制
受电弓和高速断路器
控制保护空气开关
受电弓控制分为：气路控制、电路控制
电源列车线
受电弓电路控制：由列车电源线30420提
自动空气开关
供电源(DC110V)，由受电弓和高速断路
器控制保护空气开关2F30进行过流保护
操作：升弓开关2S01执行“升弓”指令， 操降弓控制开关2S02执行“降弓”指令
降弓继2电K3器3得2K电32吸得合电。，具体电路为： 30420·2F33·2K10·2K32 ·(2K31+2K33)·3K08 ·2K33·30400
控制电路逻辑为: 30—42—0自·22KS动3032升控·2弓F制3。2开·控通2K制升32逻弓·辑3气0为4路0:0，当风压≥3bar时 ——3024K2302·2控F3制3·22KK3130和·2K23Y201·2失K电33，· 2受Y0电1 弓·3（0420K06）落弓
浅谈轨道交通车辆牵引控制现状与发展
浅谈轨道交通车辆牵引控制现状与发展轨道交通车辆牵引控制是指控制车辆在运行过程中的加速、减速、制动等动作，保证车辆在运行过程中的平稳、舒适和安全。
随着城市化进程的加快，轨道交通成为城市交通的主要方式之一。
在轨道交通车辆的牵引控制领域，国内外都进行了大量的研究和实践，取得了一些显著的成果。
本文将就轨道交通车辆牵引控制的现状和发展进行浅谈。
一、现状1. 轨道交通车辆牵引控制现状目前，轨道交通车辆的牵引控制系统主要分为直流牵引和交流牵引两种类型。
直流牵引系统是通过直流电源供电，控制车辆的运行速度和牵引力；交流牵引系统则是通过交流电源供电，控制车辆的牵引力和制动力。
在实际的应用中，交流牵引系统由于其优势逐渐得到广泛应用，包括变频牵引、牵引变流和牵引逆变等技术。
2. 现有技术存在的问题尽管目前的轨道交通车辆牵引控制技术已经相对成熟，但仍然存在一些问题需要解决。
由于轨道交通系统通常需要在不同的地形和环境下运行，对于牵引控制系统的稳定性和适应性提出了更高的要求；随着轨道交通车辆的运行速度不断提高，对于牵引控制系统的快速响应和动态性能也提出了更高的要求；随着城市轨道交通的发展和扩张，系统的可靠性和安全性也是当务之急。
二、发展1. 技术研发的方向为了解决当前轨道交通车辆牵引控制系统存在的问题，国内外的研究机构和企业积极进行技术的研发和创新。
目前，针对牵引控制系统的研发方向主要包括以下几个方面：（1）提高系统的稳定性和适应性。
通过优化控制算法和改进系统结构，提高系统的稳定性和适应性，以适应不同的地形和环境。
（2）提高系统的快速响应和动态性能。
采用先进的控制技术和高性能的电力电子器件，提高系统的快速响应和动态性能，以保证车辆在高速运行时的安全和稳定。
（3）提高系统的可靠性和安全性。
通过引入故障诊断和容错控制技术，提高系统的可靠性和安全性，以保证轨道交通系统的正常运行和乘客的安全。
2. 技术应用的前景轨道交通车辆牵引控制系统是轨道交通系统中的重要组成部分，其发展对于城市轨道交通的安全、舒适和高效至关重要。
城轨车辆工作原理
城轨车辆工作原理
城轨车辆是指在城市轨道交通系统中运行的车辆。
城轨车辆的工作原理主要涉及三个方面：电力系统、牵引系统和控制系统。
1. 电力系统：城轨车辆采用电力供能，通常是通过接触轨以及架设在轨道上的供电设备，如电网供电或第三轨供电系统，提供电能给车辆。
电能被转化为机械能，用于驱动车辆的运行。
城轨车辆通常采用直流电供能，但部分地区也有采用交流电供能的城轨车辆。
2. 牵引系统：城轨车辆的牵引系统负责将电能转化为机械能，实现车辆的运动。
通常采用电动机作为牵引系统的核心部件。
电动机由电能驱动，通过转动车轮实现车辆的推进。
不同型号的城轨车辆可能采用不同类型的电动机，如直流电动机或三相异步电动机。
3. 控制系统：城轨车辆的控制系统用于控制车辆的启动、停止、速度调节等功能。
控制系统通常由多个子系统组成，包括主控制器、牵引变流器、制动系统和辅助电源等。
主控制器负责接收车辆驾驶员的指令，控制车辆的运行状态。
牵引变流器将电力系统提供的直流电转换为适合电动机驱动的交流电。
制动系统用于控制车辆的刹车，通常包括电子制动和机械制动两种方式。
辅助电源提供车辆其他系统的电能需求，如照明和通信系统等。
综上所述，城轨车辆的工作原理是通过电力系统提供电能，牵
引系统将电能转化为机械能，控制系统实现对车辆的控制和管理，从而实现车辆的运行。
城轨车辆牵引与制动控制系统—电动列车激活控制
前，显示屏会提醒驾驶员按下“RM”按钮。进入RM模式，列车才能 够进库。 4）如果ATP发现有危险的操作状态，它会立刻触发紧急制动，直到列车 完全停止。 5）如果ATP触发了紧急制动，必须在列车停止后按下“RM”按钮，以 解除列车的紧急制动状态。
X
车辆分断激活继电器 3K13得电电路为： 30412·3S01·3F07·3K13
图3-18 列车激活控制电路图 （一）
——3K11线圈失电。继电器3K12失电，列车蓄电池电源断开。 ——列车激活自保持列车线将失电，列车被关闭。
小结：
列车的激活控制，可以这样理解：
➢ 司机通过操纵蓄电池开关3S01进行激活控制。 ➢ 激活电路是由3K11列车线激活控制继电器、3K12
闭联锁（62-61）断开，各列车控制启动继电器2K01～2K05不能得电。 ➢ 线路连锁设计保证了列车只允许一端驾驶室操作，两端驾驶室不能同时使
用，避免引起电气动作紊乱，使列车安全失去保障。 解释：在特殊运行模式（自动运行时的折返）驾驶钥匙开关功能被4K03联
锁（13-14）所取代，。此时只有2K01、2K02、2K03三组列车控制继电器 被接通，保证车辆的基本运行控制操作和运行保护功能。
图3-20 蓄电池充电和供电电路
（1）驾驶台的激活
城市轨道交通列车有两个驾驶室，管理有序，一个有效激活后另一个无效。 用78#钥匙插入驾驶台侧钥匙开关（3S01），逆时针旋转至位置“1”，该端的
列车驾驶台便被激活。列车被激活后，钥匙被锁死在钥匙开关中。 此时，可以进行以下操作：①缓解或施加停车制动； ②闭合或断开高速断路器； ③升起或降下受电弓； ④开启或关断列车空调。 当进行以上操作后，即使关断了驾驶台钥匙开关，即顺时针方向旋转至位置
城市轨道交通车辆电气控制项目三 城轨车辆牵引与制动控制
F—自动空气开关 H—指示灯
K—接触、继电器 R—电阻
S—按钮和转换开关
V—二极管 Y—车钩电气接线盒
表3-2 城市轨道交通车辆电路图常见符号含义
P—压力继电器
“2”——表示器件属于牵引/制动控制电路 例如：主控制器2A1，其中 “A”——表示主控制器
“1”——表示该类器件的第一个设备
1.
学习目标
2.
课题描述
3.
学习任务
任务1 任务2 任务3 任务4
电动列车电气控制电路系统 电动列车激活控制 电动列车初始条件设置控制 电动列车牵引和制动控制
4.
拓展任务
任务1 列车信息和诊断系统 任务2 列车微机控制系统
任务3 城轨交通车辆布线
学习目标
课题描述（1）
城市轨道交通车辆的列 车电气控制主要有两种。
第一位数字表示电路类型， 第二、三位表示该类电路的第几 张图纸，最后两位表示该导线的 编号。
图3-2 城轨车辆控制线路
（5）车钩装置的触点标注
自动车钩与永久车钩不同： 永久车钩采用弹性触点连接形式 自动车钩为了保证可靠连接采用弹性触点并联并联连接形式
（a）车钩触点
（b）压力开关
图3-3 城市轨道交通车钩触点和气压开关电路符号
的元件用逻辑或“+”表示。 3）描述控制电路一般从控制电源正极端开始，但有时为了简明和叙
述方便可从重要导线开始。 4）继电器、接触器、开关、按钮等的常开联锁用该电器的代号书写，
如图3-3（a）所示9Y06为C车2位端车钩电气接线盒的连接：63与64为不可伸缩触点，263与264为可伸 缩弹性触点，在另一单元的C车2位端车钩电气接线盒与之相连接的分别是可伸缩触点和不可伸缩触点，这样 保证过曲线时每对触点都能够可靠连接。
城轨列车电制动的工作原理
城轨列车电制动的工作原理城轨列车电制动是指通过电动机逆向工作，将机械能转化为电能并通过制动电阻放出的方式，使列车减速或停车的一种制动方式。
具体工作原理如下：1. 电制动系统概述城轨列车电制动系统由主控制单元、牵引逆变器、制动电阻和牵引电机组成。
主控制单元接收车载信号，并通过控制牵引逆变器的输出电压和频率，控制牵引电机的运行状态实现制动控制。
2. 牵引逆变器牵引逆变器负责控制牵引电机的电流和电压。
在制动过程中，主控制单元通过牵引逆变器改变输出电流和电压，使牵引电机逆向运行。
逆向运行的牵引电机将转动能转化为电能，并反馈给电网。
3. 制动电阻城轨列车电制动过程中，将转动能转化为电能后，需要通过制动电阻将电能转化为热能散失出去。
制动电阻类似于一个电阻箱，能够承受较大的电流。
制动电阻的功率大小会影响列车制动的效果，一般通过控制牵引逆变器输出电压和频率来调整制动电阻的工作状态。
4. 牵引电机在电制动过程中，牵引电机会处于逆向工作状态。
逆向工作的牵引电机通过电能转换将机械能转化为电能并反馈给电网。
牵引电机的转子运行速度和逆变器输出电压和频率有关。
5. 工作过程在城轨列车电制动起始阶段，主控制单元接收到制动指令，控制牵引逆变器的输出电压和频率，使牵引电机逆向运转。
逆向运转的牵引电机吸收列车的动能并转化为电能，将电能反馈给电网。
为了防止电网电压升高，主控制单元会通过控制牵引逆变器的输出电压来调整电阻功率的大小。
当列车减速到一定速度后，制动电阻功率降到最低，列车进入停车状态。
6. 特点和优势城轨列车电制动具有以下特点和优势：（1）能够将列车的转动能转化为电能并反馈给电网，提高能量利用率。
（2）电制动响应速度快，制动效果好，能够实现快速的减速和停车。
（3）可以通过调整输出电压和频率来控制牵引电机的制动力，实现制动力的精确控制。
（4）电制动过程中产生的电能可以用于供电，减少对常规制动的依赖，降低制动磨损和制动噪音。
（5）对于电制动制动力不足的情况，可以与传统制动相结合，实现双重制动，提高制动安全性。
城市轨道交通列车牵引与操纵第一章 动车牵引力
• 图1-1 动轮对受力分析
由于正压力而保持动轮与钢轨接触处相 对静止的现象称为“粘着”。粘着状态下 的静摩擦力ƒi 又称为粘着力。 粘着系数是由轮轨间的物理状态确定的。 加大每轴的正压力，即轴重，可以提高每 轴牵引力，但轴重受到钢轨、路基、桥梁 等限制。动力分散型的城市轨道交通车辆， 动轴数较多，很容易达到整列车所需的牵 引力，因而轴重较小，这对保护轮轨的正 常作用是有利的。
3、牵引力的产生过程
牵引电动机转轴输出转矩 M，通过齿轮减速传给动轮，再通过轮 轨间的相互作用，引起钢轨对动轮的切向反作用力，即牵引力。所 以，它的实质是电能变为机械能、内力引起外力的过程。 上述过程如同人走路一样……
图1-3
牵引力的产生过程
4、牵引力的计算
（1）计算主动齿轮给从动齿轮的推力P0 d1 p0 M d / 2
图1-2牵引工况轮轨接触处的弹性变形
三、牵引力的分类
（一）按照动车变能部分的能力划分 根据动车变能的顺序，得到的二个牵引力概念： 1．牵引电动机牵引力——按牵引电动机容量所能 得到的牵引力。 2．粘着牵引力——根据动车动轮与钢轨间的粘着 能力而确定的最大牵引力。 以上二种牵引力，分别属于牵引电机，轮轨间的粘 着条件的二个变能部分，这二个变能部分都有一定 的变能能力，二者能力相匹配，对于一台动车来说 比较理想，
3．城轨列车紧急制动距离短、操纵要求更加严格
普通铁路：普速列车一般条件下的紧急制动距离规定为 800m； 地铁列车：一般条件下的紧急制动距离是180m； 它的制动方式主要是电制动与闸瓦制动相结合形式，对停站 要求更严格，要停得准，停得稳。实际的停站误差在米级甚 至20cm以下。因此，城市轨道交通对于列车的操纵方式要 求更加严格。 城市轨道交通电力牵引系统荟萃了电力电子、计算机检测与 控制、电机与电器制造等多学科的先进技术，正朝着智能化、 模块化、轻量化、节能型、免维修方向发展。特别是地铁列 车，普遍具有自动保护(ATP)、自动驾驶(ATO)、自动监控 （ATS）等功能，其安全性、舒适性以及正点率都有较高要 求，这些特点都对城市轨道交通车辆运用提出了更高的标准
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。
城市轨道交通车辆牵引与制动 慕课
一、城市轨道交通车辆牵引与制动概述城市轨道交通车辆的牵引与制动是指车辆在运行过程中通过牵引系统获得动力，以及通过制动系统减速停车的过程。
牵引和制动系统的设计和运行质量直接关系到城市轨道交通的安全、舒适和效率。
对于轨道交通车辆的牵引与制动技术的研究和应用具有重要意义。
二、城市轨道交通车辆牵引技术1. 牵引系统类型城市轨道交通车辆的牵引系统一般包括电气和机械两种类型。
电气牵引系统通常采用电机直接驱动或者电机与齿轮箱传动的方式，而机械牵引系统则采用柴油机或者内燃机通过机械传动装置驱动车轮。
2. 牵引系统特点电气牵引系统具有动力传输效率高、节能环保等优点，适用于城市轨道交通车辆短途高频率运行的特点。
而机械牵引系统则适用于长途运行或者特殊环境下的城市轨道交通车辆。
3. 牵引系统改进随着科技的不断发展，城市轨道交通车辆的牵引系统也在不断改进和创新，如采用新型电机、智能控制系统等，以提高牵引系统的效率和性能。
三、城市轨道交通车辆制动技术1. 制动系统类型城市轨道交通车辆的制动系统主要包括空气制动、电磁制动、再生制动等多种类型。
这些制动系统各有特点，可以根据不同的运行环境和需求进行选择和应用。
2. 制动系统特点空气制动系统具有制动效率高、稳定可靠等特点，适用于城市轨道交通车辆的常规制动需求。
而电磁制动和再生制动则具有节能环保、使用寿命长等优点，适用于长途高速运行的城市轨道交通车辆。
3. 制动系统改进随着城市轨道交通的不断发展，车辆制动系统也在不断改进和创新，如采用新型制动材料、智能控制系统等，以提高制动系统的安全性和舒适性。
四、城市轨道交通车辆牵引与制动技术实践1. 实践案例介绍通过介绍一些城市轨道交通车辆牵引与制动技术的实际案例，可以更直观地了解这些技术的应用和效果。
例如某城市地铁线路采用了先进的电气牵引系统和再生制动系统，有效提高了列车的运行效率和能耗节约。
2. 技术应用效果结合实践案例，可以分析城市轨道交通车辆牵引与制动技术的应用效果，包括运行安全性、运行效率、节能环保等方面的表现，以及技术的改进空间和发展趋势。
城轨车辆牵引及电制动
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。
1 —— DCU 对VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 —— DCU/UNAS 对VVVF 逆变器及电机转矩控制图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 强迫风冷牵引电机 制动电阻模块冷却片风速 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 M190 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 N1008 1114 Nm最大转速n MAX3510 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。
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。
城轨列车控制电路—认识列车牵引、制动控制电路
教学重点
► 列车牵引制动控制电路
目录
01
识图题
识图题
1、参考下面两图说明禁止牵引继电器（22-K13）线圈得电的条件。
01
识图题
1、参考下面两图说明禁止牵引继电器（22-K13）线圈得电的条件。
答：
1、禁止牵引继电器（22－K13）线圈得电的条件如下： 2、非车间电源继电器（31－K03）线圈得电，常开触点13－14闭合； 3、所有停车制动释放继电器（27－K08）线圈得电，常开触点13－14闭合； 4、主风缸压力可用继电器（27－K09）线圈得电，常开触点13－14闭合； 5、安全疏散门锁好继电器（86－K01）线圈得电，常开触点13－14闭合。
10
ห้องสมุดไป่ตู้
11
● 联挂牵引/零位/紧急牵引旋钮开关
联 挂 牵 引 / 零 位 / 紧 急 牵 引 旋 钮 开 关 （ 22-S08 ） 处 于 联 挂 牵 引 位 置，车辆将旁路被牵引列车的控制同时增大牵引力。
联挂牵引/零位/紧急牵引旋钮开关处于零位时，列车处于正常操作 状态。
联挂牵引/零位/紧急牵引旋钮开关处于紧急牵引时，列车将进入/ 紧急牵引状态，旁路CCU同时对列车的操作将被限制。
技能 ① 识读列车牵 引、制动控制 电路；
01
二、教学过程
① 导入
② 讲授
③ 布置任务
列车在控制电 路中如何实现 牵引、制动？
① 牵引继电器（22-K13） 线圈得电的条件 ②快速制动的条件 ③警惕按钮继电器得电条件 ④列车进行手动牵引的条件
① 了解图中设备 名称及作用； ② 找到图中各个 设备线圈与触点 的位置； ③ 分析其控制逻 辑；
07
● 列车进行全常用制动指令（低电平）的条件
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R—电阻
V—二极管 P—压力继电器
“2”——表示器件属于牵引/制动控制电路 例如：主控制器2A1，其中 “A”——表示主控制器 “1”——表示该类器件的第一个设备
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
（3）电器联锁标注
继电器、接触器等的电气联锁用 两位数字标注。 第一位表示联锁顺序，第二位 则成对出现，“3、4”表示常开联 锁的两个节点；“1、2”表示常闭 联锁的两个节点。 例如图3-14中继电器“2K07”
线圈下部有所有联锁的标注，共有
8对联锁，6常开2常闭。“13-14”表 示继电器第1对为常开联锁，“61-
62”表示继电器第6对为常闭联锁。
图3-2 城轨车辆控制线路
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项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
（4）设备联锁及元件位置、导线的来
源与去向标注
1.常用电气设备符号及其说明
⑶常开联锁、常闭联锁（也称正联锁、反联锁） 是对电器的工作线圈未通电、电器处于释
放状态时的联锁位置而言，若其联锁是打开的即为常
开联锁（正联锁），若其联锁联锁是闭合的即为常闭 联锁（反联锁）。 当电器工作线圈通电，电器动作后，常开联锁闭 合，常闭联锁打开。
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城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统 课题描述（2）
一种是总线控制的方法，
总线控制是基于计算机技术的
控制。包括列车总线WTB和车辆 多功能总线系统MVB。总线控制
时，列车所有的控制监测信号
包括车门控制和监测信号、气 制动检测信号等均通过总线进
行传输，并由列车控制系统通
项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
1.常用电气设备符号及其说明
⑷位置联锁
对于某些组合电器的联锁，除标出其所属电器的代号
外，还应表明该联锁的接通位置。
⑸凸轮控制器或鼓形控制器 将触头闭合次序沿轴向展开为一个平面的触头闭 合电路图，简称展开图。在某工作位置联锁是接通的， 则在该位置相应的导线下方以黑点（或黑线段）表示。
用带括号的五位数字标注。
前两位表示其所在电路的类型，中间
两位表示处于该类电路的第几张图纸，最后 一位表示其处在该张图纸中的第几区。例如
图3-2中（02014）表示该导线来源于牵引/
制动控制电路第1张图纸的第4区。 导线线号也采用五位数字标注。 第一位数字表示电路类型，第二、三位 表示该类电路的第几张图纸，最后两位表示 该导线的编号。
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7
项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
1.
常用
电气 设备 符号 及其
说明
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项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
1.常用电气设备符号及其说明
(1)图3-2 城轨车辆控制线路示例
各电气设备电路中的表示：
项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
城市轨道交通 车辆电气控制
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项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动系统
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
1. 2. 3.
任务1 任务2 任务3 任务4
学 习 目 标
项 目 导 入 学 习 任 务
电动列车电气控制电路系统 电动列车激活控制 电动列车初始条件设置控制 电动列车牵引和制动控制
4.
任务1 任务2
拓 展 任 务
列车信息和诊断系统 列车微机控制系统
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项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统 学习目标
过软件实现启动联锁保护功能。
MVB的OSI模型和MVB系统软硬件划分
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项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
学习任务
任务1
一.
电动列车电气控制电路系统
控制线路读识基础
1.常用电气设备符号及其说明 2.电路图识图
3.常用联锁方法
4.城轨车辆中常用低压电器介绍
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项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统 2.电路图识图
（1）电路类型标注：为了区分不同电路，通常采用两位数字编号进 行分类
表3-2 城市轨道交通车辆控制系统电路图电路类型编号 数字编号 01 02 03 04 05 电路类型 主电路（高压电路） 牵引/制动控制电路 辅助供电电路与辅助电路 检测和信息电路 照明电路 数字编号 06 07 08 09 电路类型 空调电路 辅助设备电路 车门控制电路 特殊设备电路
1．掌握电动列车继电器控制电路的基本构成及原理；
2．掌握牵引控制单元功能；
3．掌握电子制动控制单元功能； 4．会分析高压供电设备控制原理； 5．会分析牵引和制动控制原理； 6．会分析电动列车起动联锁控制； 7．了解电动列车信息与诊断系统原理。
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项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统 课题描述（1）
（从动作原理看） 设备的线圈图形符号旁边标明代号； 所有该设备的各联锁旁边也标注同一代 号；该电器线圈下方，给出该电器所有 联锁及连接。 说明是同一电器在电路中不同位置 的控制关系。 (2)重要导线标明导线代号
图3-2 城轨车辆控制线路
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项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
城市轨道交通车辆的列 车电气控制主要有两种。 一种是传统的有接点电
路控制方式，通过一系列接
触器、继电器等器件的“接 通”和“断开”来传递控制 与检测信号，从而实现列车 级的控制，这种控制线路也 成为继电器控制线路。 这种控制方法技术成熟， 应用也比较广泛。
图3-1 地铁车辆电气控制柜内部接触器继电器控制外观图
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项目三 城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统
（2）设备及元件的标注
一般为三位，用数字与字母组 合而成，如图
表3-2 城市轨道交通车辆电路图常见符号含义 A—主控制器 F—自动空气开关 B—传感器 H—指示灯
K—接触、继电器
S—按钮和转换开关 Y—车钩电气接线盒