城市轨道电力牵引与控制概述
城市轨道交通牵引供电模式概述
城市轨道交通牵引供电模式概述城市轨道交通用的牵引供电模式主要有三大类型：第三轨，架空柔性接触网和架空刚性接触网。
一、三种模式简介1、第三轨第三轨仅用于城市轨道交通中的地铁，全封闭的城市铁路和轻轨等线路，因其牵引供电线路中的导电轨沿线路在车辆的走行轨旁设置而被形象地称为“第三轨”。
第三轨距走行轨中心距离约为1.4米，距轨面高度约0.44米（具体数据要根据机车集电靴设置参数而定），由接触导电轨、端部弯头、防爬器、隔离开关和防护罩等组成，并用绝缘子支撑。
与之相配合，车辆采用集电靴受流。
一般地，根据车辆集电靴与导电轨的接触受流方式的不同，车辆接触受流方式分为上接触式、侧接触式和下接触式，对应的第三轨也就称为“上接触式第三轨”、“下接触式第三轨”和“侧接触式第三轨”。
图1 常见的第三轨形式（一）上接触式上接触式接触轨直接放在支持绝缘子上，安装于走行轨的一侧，车辆的集电靴从接触轨上表面取流。
接触轨的上方和一侧有防护罩保护，对人员接近和冰雪侵扰有一定防护作用。
上接触式接触轨的结构简单，造价低廉，其导电轨直接放置于支持瓷绝缘子上，导电轨重量对结构的稳定有利，日常检查也一目了然，维护工作量小，机械故障的可能性也小。
上接触式的主要优点是结构稳定可靠、维护方便、造价低，但由于导电面几乎全部暴露在外，在人身安全防护、美观、耐候性等方面低于下接触和侧接触式。
正是由于这一缺点，英国的有关部门在60年代后期决定除既有线路外，在新建的城市轨道交通线路中不再使用这一方式，如1987年8月开通的英国伦敦港口住宅区轻轨（DLR）线路，就改用了侧接触式接触轨。
（二）下接触式下接触式接触轨向下安装在特殊的防护罩的内侧，防护罩集防护和支持功能为一体，安装在走行轨的一侧。
接触轨的上方和两侧都被防护罩屏蔽，车辆的集电靴从接触轨下表面取流。
其优点是相对安全、美观、耐候性较好。
在某些特殊的情况下（如乘客掉下站台、车辆在区间发生停车故障、需要紧急疏散乘客、车辆维修工作人员疏忽等），由于暴露在外的导电面相对隐蔽，对可能产生的人身安全问题有一定的防护效果。
城市轨道交通车辆基础电子课件第六章电力牵引系统
城市轨道交通车辆电力牵引系统框图 14
城市轨道交通车辆电力牵引系统主电路
ห้องสมุดไป่ตู้15
五、 电力牵引系统的发展
随着电力电子器件和计算机技术的发展，城市轨道交通车辆的电力牵引传动 技术由最初的变阻调速发展到斩波器调速，并不断进一步发展，在采用三相异步 牵引电动机的动车中应用了变压变频技术。目前，逆变器技术已在城市轨道交通 动车组上得到了非常广泛的应用。
40
转子结构如图所示， 由电气绝缘钢片叠装而成的铁芯组件被冷缩装配到由高强 度热处理钢制成的转子轴上，同时配以分别布置于其左右的转子止推环。转子配有 通风用的轴向风道。铜制转子线排位于铁芯组件的槽中。
41
（2）牵引电动机的工作原理 受流装置从接触网上获得直流电流，经过列车牵引逆变器转换成三相交流电，输 送给交流牵引电动机（三相异步电动机）定子上空间位置相差120°的三相绕组，使 定子三相绕组中有对称的三相电流流过，从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕组在这 个旋转磁场中感应出电动势，使转子绕组中产生电流。转子电流与旋转磁场相互作用， 产生电磁力，形成使转子旋转的电磁转矩，转轴通过联轴器和齿轮箱把转矩传送给车 辆转向架的车轴，带动车轮滚动，驱动列车运行。
因此，城市轨道交通车辆的电力牵引系统大致经历了20世纪80年代前的凸轮 变阻调压直流传动系统、20世纪80年代的斩波调压直流传动系统和20世纪90年代 的变压变频交流传动系统三个阶段。
16
在城市轨道交通车辆电力牵引传动系统中，牵引变流器（包括斩波器、逆变器 等）广泛采用了门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块或智能 功率（IPM）模块作为主开关器件，尤其是IGBT模块或IPM模块对于较高频率工作具 有良好的适应能力。微电子技术在城市轨道交通车辆的牵引、制动、辅助控制、信 息显示与储存、防滑与防空转控制及行车安全等方面也得到了广泛应用。城市轨道 交通车辆除了采用摩擦制动外，还采用了电气制动技术，如再生制动、电阻制动及 磁轨制动等，提高了车辆运行过程中的节能效果与安全性。
城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析
城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析摘要：在城市轨道交通供电系统中，按照故障率和故障直接影响程度来综合分析，直流牵引供电系统故障是对运营服务影响最严重的，高居榜首。
因此，如何更好的对直流供电系统进行维护保养，提前准确的发现设备隐患，快速高效的处理直流故障，是摆在运营供电人员面前的难题和严峻考验。
本文就城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略的有关内容进行了简要的分析，以供参考。
关键词：城市轨道交通；直流牵引供电；系统控制1城市轨道交通直流牵引供电系统组成城市轨道交通牵引供电系统为整个城市轨道交通的运行提供电能，是城市轨道交通的重要组成部分。
城市轨道交通牵引供电系统又分为：直流系统和交流系统。
直流牵引供电系统主要包括牵引变电所、牵引网以及列车等，整个直流牵引供电的能量流动过程，直流牵引变电所首先将电压等级为35kV的交流电通过变压器进行降压，然后通过整流转换成为750V的直流电，然后电能通过接触轨给列车进行供电，最终通过走行轨进行回流，从而构成完整的电路。
其中牵引变电所中的PWM整流机组和二极管整流机组并联运行进行列车制动和启动时的能量传输，将电能传送回接触网或者传输到列车。
由于研究精力有限，因此对于直流牵引供电系统中的牵引供电装置的损耗和辅助供电系统没有进行详细的研究，仅在计算列车功率时给定功率和转换效率进行近似计算。
牵引变电所是直流牵引供电系统的核心装置，本文采用能馈式牵引变电所代替传统的二极管整流牵引变电所，主要包括二极管整流机组和PWM整流机组。
其中PWM整流机组可以将列车制动时的能量回馈到接触网，提高城市轨道交通的节能减排水平。
其主要功能是负责将交流侧网络的高压经过降压整流到直流侧网络为750V的电压，是交流侧网络和直流侧网路的接口。
能馈式牵引变电所的工作方式根据列车的不同的运行工况从而选择不同的工作方式，分别为：（1）当列车处于牵引工况时，牵引所工作方式为整流当列车处于牵引工况时，牵引变电所处于整流工况，二极管整流机组和PWM整流机组进行整流工作，向列车输送电能。
城市轨道交通电力牵引
1、城市轨道交通车辆的特点:一般都是动力分散型车组；为适应城市环境，需要在地下隧道、高架和地面轨道运行，站距短，线路半径小，坡度大；客流量大面集中，乘客上下车频繁，高峰时可能严重超载；为了尽量缩短乘客的乘坐时间，要求有较高的运行速度，特别是较大的起动加速度和制动减速度；传动系统应效率高、能耗少，尽量减少发热，减轻自重；控制系统更可靠、精确，并有良好的适应能力；对乘坐舒适性和对城市环境无公害的要求也越来越高。
2、1城市轨道交通车辆采用直流750V到1500V供电，而干线铁道一般采用27.5KV高压工频交流供电；2 城市轨道交通站间距较短，故要求车体要有良好的加减速及制动能力，而干线铁道中间距较长，机车不必频繁起、停。
3 城市轨道中车辆运行于市区与市郊，车体的轴重要求更轻，故其逆变装置位于牵引变电所；干线铁道中，线路较长对车辆轴重要求少，故其变电装置位于车体。
4城市轨道中发车间隔短，行车密度大，要求列车的控制系统更为有效、可靠并且其运行速度相对要低；5城市轨道交通车辆运行时，对车站的各项要求更高；干线铁道车站主体处于表面，故在设计及维护时限制少。
3、最在静摩擦力是钢轨对车轮的反作用力的法向力与静摩擦系数的乘积。
4、因驱动转矩过大，破坏粘着关系，使轮轨间出现相对滑动的现象，称为“空转”。
5、由于切向力的作用，动轮在钢轨上滚动时，车轮和钢轨的粗糙接触面产生新弹性变形，接触面出现微量滑动，即“濡滑”。
6、影响粘着系数的主要因素：1动轮踏面与钢轨表面状态。
2线路质量。
3车辆运行速度和状态。
4动车有关部件的状态。
注：空转必然导致动车的粘着系数减小。
7、为降低列车运行速度或停车，利用制动装置产生列车运行方向相反的外力，称为制动力。
8、制动方法：1摩擦制动：包括闸瓦制动和盘式制动。
2电气制动：包括电阻制动和再生制动。
3电磁制动：包括磁轨制动和涡流制动。
注：摩擦制动和电气制动都是通过轮轨粘着产生制动力的。
9、目前世界各国的城市轨道交通车辆起动加速度为0.69到1.43米每二次方秒。
城市轨道交通供电系统设备及其应用探析
城市轨道交通供电系统设备及其应用探析城市轨道交通供电系统是城市轨道交通的重要组成部分，它为城市轨道交通提供了稳定、可靠、高效的电力供应。
城市轨道交通供电系统主要由供电设备、牵引设备和配电设备组成，本文将针对这三种设备进行详细介绍。
一、供电设备城市轨道交通供电系统的供电设备主要包括变电站、架空线缆、绝缘栅、接触网等。
1、变电站变电站是城市轨道交通供电系统的核心设备，其主要功能是将电力从高压电网升压变成适合城市轨道交通使用的低压电力，同时进行定时计量和监控，确保城市轨道交通电力供应的准确性和可靠性。
变电站的选址、设计和建设需要充分考虑城市轨道交通线路的规划和运营需求，以确保供电系统的高效运行和安全稳定。
2、架空线缆架空线缆是城市轨道交通供电系统中贯穿全线的一种供电设备，其主要作用是将变电站输出的电力传递到城市轨道交通的每个区间供电子站。
架空线缆的选用要考虑线路的特点和工程难度，以确保供电系统的连续性和可靠性。
3、绝缘栅绝缘栅是城市轨道交通供电系统中保护设备和人员安全的关键设备。
其主要作用是将零线和接触网隔离，防止电流串通和人身触电事故发生。
绝缘栅的设计和选用要考虑城市轨道交通线路的特点和交通流量，以确保供电系统的安全和可靠性。
4、接触网二、牵引设备1、电动机电动机是城市轨道交通牵引系统的核心设备，其主要作用是转化电能为机械能，带动轨道交通行驶。
电动机的选用要考虑车辆的质量和速度要求，以确保系统的高效和稳定。
2、变频器3、牵引控制器牵引控制器是城市轨道交通供电系统中的重要控制设备，其主要作用是将变频器输出的电流测量并控制在一定范围内，确保城市轨道交通系统的控制和工作状态。
1、配电柜2、高压开关柜总之，城市轨道交通供电系统设备的选用和应用对于城市轨道交通运营的安全和稳定至关重要。
城市轨道交通供电系统的设备和技术应不断更新和改进以满足不断变化的城市轨道交通需求。
城市轨道交通供电与牵引系统
城市轨道交通供电与牵引系统简介城市轨道交通供电与牵引系统是城市轨道交通运营的核心部分，为城市轨道交通车辆提供稳定可靠的电力供应，并通过牵引系统将电力转化为动力，驱动车辆运行。
本文将对城市轨道交通供电与牵引系统的关键组成部分进行详细介绍。
供电系统城市轨道交通的供电系统主要由供电设备、接触网和供电馈线组成。
供电设备供电设备是城市轨道交通供电系统的核心部分，它主要包括变电站、配电装置和电力传输线路等。
变电站负责将输入的电能进行变压、变流等处理，输出适合城市轨道交通使用的高电压电能。
配电装置用于将变电站输出的电能分配到不同的供电馈线上。
电力传输线路则将电能从变电站输送到供电馈线。
接触网接触网是城市轨道交通供电系统的另一个重要组成部分，它负责将电能从供电设备传输到行车区域。
接触网通常采用悬挂在轨道上方的导线或导轨，通过接触网与车辆上的供电装置接触，将电能传输给车辆。
供电馈线供电馈线是连接接触网和供电设备的部分，它通过分布在轨道两侧或中央的电缆将电能传输给接触网。
供电馈线主要负责将变电站输出的高电压电能传输到接触网，以供行车区域的车辆使用。
城市轨道交通的牵引系统是将电能转化为动力，驱动车辆运行的关键部分，它主要包括牵引变流器、牵引电机和传动装置等。
牵引变流器牵引变流器是将供电系统提供的直流电转化为交流电，并根据车辆的运行需求控制输出功率和频率的设备。
牵引变流器通常由多个晶闸管或功率模块组成，通过调整晶闸管的导通和封锁，实现对电流和电压的控制，从而实现对车辆的驱动力和制动力的控制。
牵引电机牵引电机是城市轨道交通车辆中的动力装置，它根据牵引变流器输出的交流电能，将电能转化为机械能，驱动车辆运行。
常用的牵引电机包括直流电机和交流电机，其中交流电机又包括异步电机和同步电机等。
传动装置是将牵引电机输出的动力传递给车轮的部分，它主要通过减速器和传动轴等组件实现。
传动装置的设计对车辆的运行稳定性、效率和能耗等方面有着重要影响。
城市轨道交通供电系统及电力技术分析
城市轨道交通供电系统及电力技术分析随着城市发展和人口增长，城市交通问题日益突出。
轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，对于缓解城市交通拥堵、改善环境质量、提高出行效率具有重要意义。
而轨道交通供电系统和电力技术是确保轨道交通安全、高效运行的关键。
本文将从城市轨道交通供电系统和电力技术的角度进行分析，探讨其在城市轨道交通发展中的重要作用和发展趋势。
一、城市轨道交通供电系统概述城市轨道交通供电系统是指为城市地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通提供电力的系统，主要包括牵引供电系统和辅助供电系统两部分。
1. 牵引供电系统牵引供电系统是为轨道交通列车提供牵引电力的系统，一般采用直流750V或交流1500V/3000V供电。
其主要包括接触网、供电设备、牵引变流器等组成部分。
接触网是牵引供电系统的核心，通过接触网与列车上的受电弓实现电能传输，为列车提供所需的牵引电力。
供电设备一般包括变电所、配电设备等，用于将电能从电网输送至接触网。
牵引变流器则是将接触网提供的直流或交流电能转换为适合列车牵引用的电能。
二、城市轨道交通电力技术分析城市轨道交通电力技术是保障轨道交通设备安全、高效运行的关键。
随着城市轨道交通的快速发展，相关电力技术也在不断创新和完善，主要体现在以下几个方面。
牵引电力技术是影响轨道交通列车动力性能和运行效率的关键技术。
传统的牵引电力技术主要包括直流牵引和交流牵引两种。
在直流牵引技术中，采用直流电机驱动列车运行，具有良好的启动和加速性能，适用于地铁等短途快速运行的轨道交通系统；在交流牵引技术中，采用交流感应电动机或交流同步电动机驱动列车运行，具有较大的功率范围和较高的效率，适用于城市轨道交通系统中的长途高速运行。
随着磁悬浮技术的不断进步，利用磁悬浮技术实现牵引动力已成为轨道交通发展的新趋势，具有运行速度快、噪音低、能耗低等优势。
供电系统技术是保障轨道交通列车牵引供电的关键技术。
随着轨道交通系统的不断完善和扩建，其供电方式也在不断创新和优化。
城市轨道交通车辆-第章-电力牵引传动系统课件 (一)
城市轨道交通车辆-第章-电力牵引传动系统课件 (一)城市轨道交通车辆是现代城市交通中非常重要的一部分，而他们的电力牵引传动系统就是其运行的核心和动力。
本文将详细介绍城市轨道交通车辆的电力牵引传动系统。
一、电力牵引传动系统的组成电力牵引传动系统由三个组成部分构成：牵引变流器、牵引电机和制动电阻。
1.牵引变流器：牵引变流器是电力牵引的核心和决定因素，它可以将直流电转化为交流电。
牵引变流器能够控制电机的转速和力矩，以达到牵引车辆的目的。
2.牵引电机：城市轨道交通车辆的牵引电机是三相异步电动机或同步电动机。
牵引电机可以将电能转化为机械能，从而提供动力以驱动轨道车辆。
3.制动电阻：制动电阻是在车辆紧急制动时提供制动力的电阻元件。
当电机接通制动电阻电路时，电机旋转速度要逐渐降低，从而达到制动效果。
二、电力牵引传动系统的分类根据使用条件和使用要求的不同，电力牵引传动系统可以分为直流电力牵引传动系统和交流电力牵引传动系统两种类型。
1.直流电力牵引传动系统：直流电力牵引传动系统具有简单、可靠、成熟的技术，对牵引电机的故障诊断和控制较为方便。
同时，直流电力牵引传动系统还具有调速范围大，可靠性高的特点。
2.交流电力牵引传动系统：交流电力牵引传动系统采用AC电机，可以在不同速度下提供更高的牵引力和效率。
此外，交流电力牵引传动系统可以通过能量回馈来降低整车的能耗。
三、电力牵引传动系统的优缺点1.优点电力牵引传动系统具有牵引力大、加速度快、稳定性高和运行平稳等特点。
同时，电力牵引传动系统能够提供更为舒适的乘坐环境，降低噪声和振动。
另外，电力牵引传动系统还能够节能环保，大大减少空气污染和噪声污染。
2.缺点电力牵引传动系统的成本较高，维护和保养也比较复杂。
同时，由于其本身的构造和性能，电力牵引传动系统的动力响应有些慢，无法满足部分应急情况下的需要。
总之，电力牵引传动系统是城市轨道交通车辆运行的核心，也是现代城市交通发展的重要标志之一。
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。
城市轨道交通牵引供电及电力技术
城市轨道交通牵引供电及电力技术摘要：中国大中城市的交通压力越来越大，高速铁路、地铁和轻轨的大量兴建，在给中国居民出行提供便利的同时，也给城轨的供电提出了新的要求，尤其是在客流量和车流量方面。
随着我国各大城市的发展，为城市轨道交通供电已成为当务之急。
在客流高峰时期，保证城市轨道交通的稳定、高效和持续的电力供应是至关重要的。
关于城市轨道交通的供电，要做更多的细致和深入的研究，增强其缓解城市交通压力的功能。
关键词：城市轨道交通；牵引供电；电力技术1城市轨道交通现状所谓的城市轨道交通，并不是指地铁，而是指轻轨和大巴。
世界上第一条轨道交通是在英国建成的，它是19世纪50年代修建的首都铁路，历时9年，终于在1863年通车。
这条铁路以蒸汽发动机为动力，以牵引列车为动力，后来随着时间的推移，这种发动机也被改造成了电力。
当今，随着世界经济的持续发展，随着人口的增加，更多的人从乡村涌向了城市，造成了严重的交通堵塞，因此，许多发达国家都将目光投向了轨道交通，以此来缓解城市的交通压力。
就目前的现状而言，中，美，韩三国的地铁线路最多，其中上海和北京是地铁线路发展最快的两个国家，此外，其它一些城市也都在加大地铁线路的建设力度，对缓解城市的交通压力起到了很大的作用。
2城市轨道交通牵引供电系统分析2.1直流制在社会生产和生活中，必须保证供电的稳定性，若供电不稳定，则会造成不利的后果，因此，在城镇供电上，一般采用1500 V的直流供电方式。
在城市轨道交通中，因为是用两条铁轨来驱动，所以对电力的要求很高，所以必须为铁轨的两端供电。
这样可以有效地防止由于某一端在供电上出现问题而影响整体运行，而另一端则可以继续工作，保证轨道交通具有良好的稳定性，极大地降低了轨道交通发生事故的概率。
同时，也可以有效地发挥供电网的保护作用，在交通网络中可以均衡地分布电能，促进用电器的稳定运行。
在长距离的线路运输中，可以起到一定的保障作用，不要由于线路过长而导致的各类故障，从而影响到轨道交通的运营。
城市轨道交通机电设备系统概要介绍
城市轨道交通机电设备系统概要介绍城市轨道交通机电设备系统是城市轨道交通运行的核心设备系统，主要包括车辆、供电系统、信号与通信系统、车辆牵引与制动系统、车辆辅助系统和车站设备系统等。
这些设备系统互相依存、相互配合，共同保障城市轨道交通的安全、高效运行。
首先，车辆是城市轨道交通的核心部件，负责运送乘客。
城市轨道交通车辆主要分为地铁列车和轻轨车辆两种类型。
地铁列车是大容量、高速运行的车辆，一般采用电力牵引和制动系统，具有良好的动力系统和车体结构设计，以提供舒适、安全的乘坐环境。
而轻轨车辆则适用于中小规模的城市轨道交通，结构相对简单，但同样具备高度的安全性和运行稳定性。
供电系统是城市轨道交通的能源供应系统，主要包括接触网、供电设备和供电网等。
接触网是将电能传输到轨道交通车辆上的主要设备，一般采用钢丝，通过接触网与车辆的集电装置进行接触。
供电设备包括变电所和配电装置等，负责将电能从电网传输到接触网上。
供电网则是将变电所的电能进行输送和分配的网络。
信号与通信系统是城市轨道交通的控制系统，主要负责确保轨道交通列车的安全运行。
信号系统通过信号机、轨道电路和车载信号设备等，将指令传递给列车驾驶员，保证列车按照规定的速度和间隔行驶。
通信系统则是通过无线电通信设备，实现车辆与调度中心、车辆与车辆之间的远程通信和信息传递。
车辆牵引与制动系统是城市轨道交通的动力系统，主要包括牵引装置和制动装置。
牵引装置通过电机和齿轮箱等，将电能转换为机械能，提供车辆行驶所需的动力。
制动装置则通过制动盘、制动鞋和管路系统等，将车辆的动能转化为热能，实现车辆的制动和停车。
车辆辅助系统是城市轨道交通的辅助设备，主要包括车辆空调系统、照明系统、客室设施和安全设备等。
车辆空调系统可以调节车内温度和湿度，提供舒适的乘坐环境。
照明系统则提供车内和车外的照明，确保乘客和工作人员的安全。
客室设施包括座椅、扶手和车门等，提供方便的乘坐和上下车条件。
安全设备包括火灾报警和灭火系统等，保障乘客安全。
城市轨道交通牵引供电系统复习资料
城市轨道交通牵引供电系统复习资料第一章电力牵引供电系统概述1、电力牵引的制式概念：供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压制式，包括直流/交流制、电压等级、交流电频率、交流制中单相/三相等问题。
2、电力牵引系统性能要求：①启动加速性能：启动力矩大，加速平稳；②动力设备容量利用充分：轻载时，运行速度高；重载时，运行速度可以低一些。
功率容量P=FV近似于常数；③调速性能：速度调节容易实现，能量损耗小。
满足上述条件：直流串激（串励）电动机。
3、直流串励电动机优缺点：通过串联电阻调速，原理简单，调速范围宽，供电系统电压损失和能量消耗较大，而且需要换向。
4、城市轨道交通牵引制式：直流供电制式。
城市轨道机车功率不大，供电半径小，城市之间运营供电电压不能太高，以确保安全。
我国国标规定采用750V 和1500V直流供电两种制式，不推荐600V。
5、城市轨道交通电力牵引供电系统组成：发电厂（站）、升压变压器、电力网（110-220KV）、主降压变电站（110~220KV→10~35KV）、直流牵引变电所（10~35KV→1500、750V）、馈电线、接触网、走行轨道、回流线。
6、组成统一的电力供电系统的优点：①充分利用动力资源；②减少燃料运输；③提高供电可靠性；④提高发电效率。
7、环形供电接线：由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。
8、环形供电接线的优缺点：环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵引变电所的正常供电。
但其投资较大。
9、双边供电接线：由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都经过其母线联接，为了增加供电的可靠性．用双路输电线供电，而每路按输送功率计算。
这种接线可靠性稍低于环行供电。
当引入线数目较多时，开关设备多，投资增加。
10、电网向牵引变电所供电形式：环形供电接线、双边供电接线、单边供电接线、辐射形供电接线。
城市轨道交通供电系统概述
供电安全可靠。城市轨道交通是城市 交通的骨干，一旦牵引网发生故障，造成 列车停运，就会影响市民出行，引起城市 交通混乱。因此，安全可靠是选择供电制 式最重要的条件。
2. 供电制式的选择原则
3
4
牵引网使用寿命长，维修
3
便于安装和事故抢修。
选用的牵引网应便于施工安
工作量小，是降低轨道交通 运营成本的重要条件。
1城市轨道交通供电系统的供电制式
电力牵引用于轨道交通系统已有100多年的历史，随着经济 和科学技术的不断发展，用于轨道交通的电力牵引方式有许多不 同的制式出现。这里所说的制式，是指供电系统向电动车辆或电 力机车供电所采用的电流和电压制式，如直流制或交流制、电压 等级、交流制中的频率（工频或低频）及交流制中是单相或三相 等。
城市轨道交通供电 系统概述
城市轨道交通供电系统是城市轨道交通的动力源泉，在为线路上运行的机车提供所需 要的牵引负荷的同时，为车站、区间、车辆段、控制中心（operating control center， OCC）等其他建筑物提供其所需要的动力照明电能。在城市轨道交通运营过程中，供电一 旦中断，不仅会造成城市轨道交通运输系统的瘫痪，而且会危及乘客的生命安全，造成财 产损失。因此，城市轨道交通供电系统的有效运行是城市轨道交通系统安全可靠运行的重 要保障。
电气化铁路应用较普遍的牵引供电制式。我国干线电气化铁路即采用这种制
式，其供电电压为25 kV。
1. 供电制式的发展
（4） 三相交流制。三相交流制式的供电网比较复杂，必须有两根架空接触线和走行轨道 构成三相交流电路，两根架空接触线之间又要高压绝缘，造成的困难和投资更大，因此已经被 淘汰。
2. 供电制式的选择原则
直流串励电动机的机械特性(转矩与转速的关系特性)正符合重载时速度
城市轨道交通供电与牵引系统ppt课件
轮开关调阻和
R0
无触点斩波调 CH
阻。 图 5.12 斩波调阻原理图
图 5有.11 触有触点点开道交通系统概论
直流牵引调速系统-基本形式（调压法） （2）斩波调压
U RL
U
t on T
U
Ton
T
直图 5流.13斩直流波斩电波电路路原原理理
uR L
U
URL
城市轨道交通系统概论
6.1.2 直流电力牵引系统
1. 直流电动机 2. 直流牵引调速系统 3. 牵引电动机的电气制动 4. 牵引主回路及其控制
城市轨道交通系统概论
1. 直流电动机
直流电动机由定子转子两部分构成。
极掌 S
极心
N ···
励磁绕组
···
S
机座
转子
N
直流电动机的磁极和磁路
城市轨道交通系统概论
旋转磁场
n0
60 f1 p
(转/分）
方向:顺时针
CF
S
B
X
切割转子导体
Blv
右手定则
感应电动势 E20
感应电流 I2
旋转磁场
Bli
左手定则
电磁力F
电磁转矩T
n
城市轨道交通系统概论
转差率 由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场
旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转
磁场的转速相等，即
n n0 异步电动机 如果: n n0
交流变 频凋速 1980
德国 慕尼黑
B型 DC 750 第三轨
1H0
交流变 频调速 1980
德国 纽伦堡
DC 750 第三轨
195 交流变 频调速 1981
城市轨道交通牵引供电系统
城市轨道交通牵引供电系统简介城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通运行的重要组成部分，负责向轨道交通车辆提供电力供应。
它不仅直接影响着轨道交通的运营效率和电力消耗情况，还与乘客的乘坐舒适度和安全性息息相关。
本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的基本原理、组成结构以及未来发展趋势。
基本原理城市轨道交通牵引供电系统的基本原理是将电源通过接触网供应给轨道交通车辆。
具体来说，电源会通过接触网上的触网集电装置传送给牵引系统。
牵引系统由主变压器、牵引变流器和牵引电动机组成，负责将电能转换为机械能，驱动轨道交通车辆运行。
组成结构城市轨道交通牵引供电系统由多个组成部分构成，包括接触网、辅助设备和车辆终端设备。
接触网接触网是城市轨道交通牵引供电系统的核心部分，通常安装在轨道上方。
它由导线、吊杆、挂装件等组成，用于提供电力给牵引系统。
接触网一般采用带电架空式供电，即以高架的方式悬挂在轨道上方，通过接触网上的触网集电装置与车辆终端设备连接。
辅助设备城市轨道交通牵引供电系统还包括一系列辅助设备，用于确保供电系统的正常运行。
辅助设备主要包括配电变压器、开关设备、保护和监控装置等。
配电变压器用于将高压电源转换为适合牵引系统使用的低压电源；开关设备用于控制电能的分配和传输；保护和监控装置则用于监测供电系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。
车辆终端设备车辆终端设备是城市轨道交通车辆上的设备，用于接收来自接触网的电能，并将其转换为机械能，驱动车辆行驶。
未来发展趋势随着城市轨道交通的不断发展，牵引供电系统也在不断创新和改进。
以下是一些未来发展趋势：高效能源利用未来的城市轨道交通牵引供电系统将更加注重能源的高效利用。
通过采用先进的能量回收技术，如再生制动系统、能量储存装置等，将能源回收再利用，减少能源的浪费。
无线供电技术无线供电技术有望成为未来城市轨道交通牵引供电系统的重要发展方向。
通过利用无线传输技术，可以不再依赖接触网，实现轨道交通车辆的无线供电，提高供电系统的稳定性和可靠性。
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：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
上海工程技术大学
1.3 城市轨道交通电力牵引发展概述
直线电机牵引是目前最先进的牵引方式之一，技术成熟。用于 地面运输车辆的直线电机，给人们印象最深的莫过于用它来驱 动高速磁悬浮列车，事实上，直线电机另一个较大的应用领域 是将直线感应电机用作为轨道车辆的动力。 在这种驱动方式中，车辆的支撑和导向与传统的用旋转式电机 驱动的铁道车辆一样是依靠车轮和轨道来完成的。 其中北京市轨道交通首都国际机场线，广州市轨道交通四、五 号线根据沿线的环境要求，经采用低噪音的新型交通制式直线 电机系统。
上海工程技术大学
1.5 城市轨道电力牵引系统研究重点
（1）本课程的课程框架
电网 受流装置
功率器件 调阻调压调速 直流电机
牵引 变流器
变流器拓扑
斩波调速
调制方式
转差频率控制
结构与类型
矢量控制 交流电机 直接转矩控制
牵引电机
电磁理论 等效电路与 数学模型
上海工程技术大学
1.5 城市轨道电力牵引系统研究重点
根本途径。
上海工程技术大学
1.1 城市轨道交通电力牵引系统重要性
（2）研究城市轨道电力牵引的必要性
我国城市轨道交通的基础理论和应用技术还处于起步阶段，国 产化率低，工程造价高；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
提高我国城市轨道交通行业的技术力量，发挥自主建设能力， 降低建设成本，是我国进一步发展轨道交通的关键； 车辆是城市轨道交通最重要，也是最关键的设备； 电力传动系统是车辆的关键部件，电力传动系统的技术先进水 平体现了车辆设备的高新技术含量。
上海工程技术大学
1.4 城市轨道电力牵引系统分类及特点
（6）城市轨道交通车辆工况
1）线路条件 线路曲线半径小，坡道大，站距短；
2）客流量
客流量大而集中，乘客上下频繁，高峰时间会超载； 3）运行状况 车辆要在地面和地下运行，运行速度高，车辆起动加速度和 制动减速度都比较大。
上海工程技术大学
1.4 城市轨道电力牵引系统分类及特点
上海工程技术大学
1.4 城市轨道电力牵引系统分类及特点
（2）交流传动系统主回路
1 受电弓 2 主断路器 3 电压检测环节 4 接地开关 5 线路滤波器的负载接触器 6 滤波电抗器 7滤波电容器 8 逆变器 9 交流牵引电动机 10 触发脉冲发生器 11 电子控制装置 12 司机控制器
上海工程技术大学
1.4 城市轨道电力牵引系统分类及特点
总结
直流传动系统： 来自接触网的直流电源通过牵引斩波器控制输出电压 幅值可变的直流电，并驱动直流牵引电机实现能量变换，驱 动车辆运行。 交流传动系统： 来自接触网的直流电源通过牵引逆变器控制输出电压
幅值和频率可调的交流电，并驱动交流牵引电机实现能量变 换，驱动车辆运行。
上海工程技术大学
1.4 城市轨道电力牵引系统分类及特点
~ ~ ~
上海工程技术大学
1.4 城市轨道电力牵引系统分类及特点
（1）直流传动系统主回路
1 受电弓 2 主断路器（牵引断路器） 3 电压检测环节 4 接地开关 5 线路滤波器的负载接触器 6 线路滤波电抗器 7 线路滤波电容器 8 斩波器或凸轮调速变器阻器 9 直流牵引电机 10 触发脉冲信号发生器 11 电子控制装置 12 司机控制器
第一章 绪 论
上海工程技术大学
1.1 城市轨道交通电力牵引系统重要性
（1）城市轨道交通在现代城市交通中的重要性
科学技术的发展
我国城市快速发展和城市规模的日益扩大： 经济发达的国家城市交通的发展历史和经验：日本 轨道交通在现代大城市和中等城市交通运输中的作用
结论：发展城市轨道交通是解决我国城市交通拥挤的
接触网（第三轨） 受流器 变流装置
牵引电机
列车运行
齿轮传动箱
轮对
（5）组成
城市轨道交通电力传动系统主要包括：传动控制装 置、牵引电机、牵引电器以及由它们组成的主电路和控 制电路。
上海工程技术大学
1.3 城市轨道交通电力牵引发展概述
以直流电动机作为驱动电机是最早应用于城市轨道车辆的传动 方式 ，直流牵引电动机主要采用串激形式，通过改变电机端电 压或激磁电流调节电机转速，具有良好的牵引性能，且技术可 靠； 德国的AEG公司于1983年研制成功180KW GTO斩波器，已用 于城市无轨电车； 八十年代末期，香港地铁车辆、伦敦本部Docklands轻轨车、 伦敦地铁动车、南非的电力机车等相继都成功地运用了GTO斩 波器实现直流牵引电机的电枢电流控制或磁场控制；
结论：研究城市轨道交通电力牵引系统对我国城市轨道 交通车辆的应用和国产化必不可少。
上海工程技术大学
1.2 城市轨道交通电力牵引系统简介
（1）城市轨道交通电力牵引系统基本功能
城市轨道交通车辆的电力牵引系统是指车辆经电网吸取 电能转变为驱动车辆所需的机械能。 并且在必要时通过车辆电气制动系统对车辆实施制动。
上海工程技术大学
1.4 城市轨道电力牵引系统分类及特点
根据应用于牵引领域的电机主要有：
直流电机 感应电机 同步电机
开关磁阻电机
直线电机
上海工程技术大学
1.4 城市轨道电力牵引系统分类及特点
城市轨道供电形式： 轨道交通供电方式主要有接触网供电和第三轨供电两种
我国国家标准《地铁直流供电系统》规定为750 V和直流1500V 两种，一般DC1500V电压采用架空接触网馈电方式 单相工频25kV交流制一般适用于运量大、负荷重、速度高、运 输距离长的干线电气化铁路，具有更好技术经济效益 随着我国城市化进程的加快，城市轨道交通逐步向市郊扩展， 如果与市郊铁路、城际铁路连接，也可能出现多流制供电方案， 这对车辆电气传动系统特别是车辆受电装置及变流设备提出了 更高要求。
上海工程技术大学
1.3 城市轨道交通电力牵引发展概述
异步牵引电机消除了由于换向器和电刷所引起的一系列实际问 题，并且有结构简单、维护方便、体积小、重量轻、转速高、 功率大、能防滑、粘着利用好等一系列优点； 随着大功率电力电子器件制造技术的不断提高和交流电机控制 理论的发展，可变频变压的逆变器（亦称VVVF逆变器—— Variable Voltage Variable frequency Inverter）解决了交流电动 机的调速控制问题； 采用异步牵引电机驱动的交流传动系统正在迅速崛起，并使轨 道车辆的电力传动技术跨越了一个很高的台阶。
（7）对城市轨道电传动系统的要求
1）要求驱动功率大、效率高、装置体积小和重量轻； 2）要能适应负载大的变化，特别应具有较大的过载能力； 3）自动化程度高，要能适应在ATC信号系统中运行； 4）作为城市客运交通工具，应具有较高的运行速度和较低的 噪声等级； 5）具有较高的起动加速度和制动减速度，较短的制动距离； 6）车辆控制系统能使用列车的灵活编组，具有驱动控制能力； 7）能耗低，温升小； 8）安全可靠。
（2）本课程的主要特点
涉及学科和领域较广，包括电力电子技术、电机、
电磁、自动控制理论、计算机技术等；
理论联系实际，注重工程应用。
上海工程技术大学
东京交通线路图
电能
电机
机械能
上海工程技术大学
1.2 城市轨道交通电力牵引系统简介
（2）电气传动过程
上海工程技术大学
1.2 城市轨道交通电力牵引系统简介
（3）机械传动过程
上海工程技术大学
1.2 城市轨道交通电力牵引系统简介
（3）机械传动过程
上海工程技术大学
1.2 城市轨道交通电力牵引系统简介
（4）总结一般传动过程