列车牵引系统
相关主题
- 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)。
➢ 牵引逆变器（VVVF）中没有附加的风机 ，通过散热片自然风冷。
2.牵引系统
2.5 列车高压电路
2.牵引系统
2.6 牵引主电路
2.牵引系统
2.7 牵引主电路说明
➢ 列车通过受电弓受电，接触网电压为 DC1500V，经主隔离开关（MS）、高速断路 器（HB）和滤波电抗器（FL）进入VVVF逆变 器。
间的连线 ➢ DCU应实现下列主要功能 ：
➢ 对电动机实现矢量控制 ➢ 将列车控制级上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控制，包括调节、 保护、逆变器脉冲模式的产生等； ➢ 对VVVF逆变器和牵引电机进行保护； ➢ 对电制动（ED-BRAKE）进行调整、保护和逆变器脉冲模式的 产生； ➢ 空转/滑行保护控制； ➢ 列车加减速冲击率的限制； ➢ 通过列车总线实现DCU与其它控制单元的通信功能； ➢ 当列车总线出现故障时，可用硬线实现故障牵引。 ➢ 故障诊断功能。
➢ 当高速断路器HB闭合，司机手柄给出牵引指 令，线路接触器LCH闭合，牵引主电路通过充 电电阻CHRe对滤波电容器FC充电，当滤波电 容器两端电压达到电网电压的80%以上，充电 结束，线路接触器LB闭合，短接充电电阻 CHRe，列车启动。
3.列车运行控制
3.1 驾驶模式
➢ 列车设ATO自动驾驶、手动驾驶、洗车、紧急牵引四 种牵引模式。前三者采用网络控制，后者采用列车线 硬线控制。
➢ 自动驾驶：根据从ATO发出的指令进行驾驶； ➢ 手动驾驶：按照司机控制器手柄操作指令进行驾驶； ➢ 洗车驾驶：司机控制器手柄在“紧急”位时设置洗车
模式指令，此时将固定牵引力的大小，司机控制器手 柄离开“牵引”位，洗车模式解除；此时车辆限速 5km/h运行 ➢ 后退驾驶：按照司机控制器手柄操作指令进行驾驶， 限速10km/h运行； ➢ 紧急驾驶：按照司机控制器手柄操作指令进行驾驶， 指令传送通过列车线。
2.牵引系统
2.3 高速断路器
➢ 高速断路器具有如下特点： （1）绝缘等级高 （2）分断能力强 （3）简单，便于维护 （4）使用寿命长
2.牵引系统
2.4 电源和冷却
➢ 整个车辆控制系统由车载电源供电，并 由蓄电池直流电源作为后备供电。
➢ 车载电源电压：+110V，其中辅助系统 供电电压波动范围77V-132V。
1.牵引系统一般说明
1.3 牵引运行模式
➢ 牵引逆变器设计用于下列运行模式： （1）牵引工况 向异步牵引电动机提供频率和电压连续可调的三相电 源； （2）再生制动工况 当异步电动机变成异步发电机时，将异步发电机的电 能反馈给电网； （3）电阻制动工况 当异步电动机变成异步发电机,并且接触网不能一部 分或全部吸收再生能量时，制动斩波器导通，制动电 阻投入，消耗电网不能吸收的制动能量
1400A (峰值)
➢ 额定工作点效率 99%
➢ 防护等级
IP×5
➢ 制动斩波器：
最大输出电流
610A
Hale Waihona Puke Baidu
开关频率
300Hz
1.牵引系统一般说明
1.6 DCU介绍
➢ 每一个牵引逆变器配备一个牵引控制单元DCU ➢ DCU有专门的标准通信接口（例如RS485接口）与车辆总线相连 ➢ DCU安装在VVVF逆变器箱内，以减少DCU和IGBT门级驱动板之
接触网
受电弓
FL
T/M
MS HB
VVVF
T/M
T/M
接地电路
T/M BR1 BR2
1.牵引系统一般说明
1.2 牵引控制方式
➢ 列车采用的是1C4M牵引逆变器。每个逆变器驱动四个 三相牵引电机，这些电机分别驱动两个转向架的四个 轴。车辆通过车顶的受电弓由架空电网供电。
➢ 通过牵引供电回路，逆变器驱动并联联接的四个牵引 电机。它也根据电网电压情况执行电阻制动和再生制 动。列车运营时，逆变器把从架空电网上获得的直流 电转变为调频调压的三相交流电。此功能由牵引逆变 器模块（VVVF)来完成。当制动时，逆变器把由电机产 生 的三相交流电转换成直流电。产生的能量回馈到架 空电网供其它车辆使用，或供应给其它车载耗能装置 （辅助设备，空调设备，和照明）。没有被回馈的能 量通过制动电阻转变成热能。制动电阻由制动斩波模 块控制。
列车牵引系统
发 布 人： 谷忠凯 发布日期： 2009年 月 日
主要内容
➢ 牵引系统一般说明 ➢ 牵引系统 ➢ 列车运行控制 ➢ 牵引手柄 ➢ 牵引控制电路
1.牵引系统一般说明
1.1 牵引系统设备
➢ 下图给出了与牵引系统相关的主要设备，包括主隔 离开关(MS)、高速断路器(HB)、VVVF逆变器 (VVVF)、滤波电抗器(FL)、制动电阻器(BR1和 BR2)以及牵引电机(T/M)。
2.牵引系统
2.1 机械牵引系统
➢ 机械牵引系 统包括一个 牵引电机， 齿式联轴节 和齿轮。M 车的每个轴 都由一个牵 引电机驱动
2.牵引系统
2.2 制动电阻
➢ M车每车各有二个制动电阻箱 每个制动电阻箱阻值不大于 2.95 Ω 最大功率（峰值功耗） 859 kW 平均功率(平均功耗) 114.5kW
➢ 绝缘电压
AC5750V, 60Hz, 1min
➢ 冷却方式
热管自然风冷
➢ 额定输入电流
390A
➢ 额定输出电流 额定电流: 520A
➢ 牵引时最大输出电流（有效值和峰值）
➢
牵引时最大电流: 840A (有效值) 1530A (峰值)
➢ 制动时最大输出电流（有效值和峰值）
➢
制动时最大电流: 860A (有效值)
1.牵引系统一般说明
1.4 牵引电力电路系统总体功能
➢ 主电路与架空电线连接并且向牵引控制系统提 供电力。
➢ VVVF逆变器在1500V DC电源与3-相AC电压 （需用于驱动3-相感应电机）之间传输电力。 VVVF逆变器能够进行变压变频控制，从而在 较大范围内控制牵引电机转数（即列车速度） 。VVVF逆变器能够通过空转频率(转差频率)控 制牵引/再生操作和向前/后退操作，并且在不 切换主电路的情况下输出相位排列控制（即只 控制IPM闸极信号）。
1.牵引系统一般说明
1.5 牵引逆变器参数
➢ 最大输出容量 1110kVA (牵引, 1350Vdc, 40km/h)
➢ 额定输出容量
760kVA
➢ 额定输入电压
DC1500V（1000-1800V）
➢ 输出电压
3 相，AC 1000V
➢ 输出主频率范围 0-131Hz
➢ 最高脉冲频率 500Hz
2.牵引系统
2.5 列车高压电路
2.牵引系统
2.6 牵引主电路
2.牵引系统
2.7 牵引主电路说明
➢ 列车通过受电弓受电，接触网电压为 DC1500V，经主隔离开关（MS）、高速断路 器（HB）和滤波电抗器（FL）进入VVVF逆变 器。
间的连线 ➢ DCU应实现下列主要功能 ：
➢ 对电动机实现矢量控制 ➢ 将列车控制级上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控制，包括调节、 保护、逆变器脉冲模式的产生等； ➢ 对VVVF逆变器和牵引电机进行保护； ➢ 对电制动（ED-BRAKE）进行调整、保护和逆变器脉冲模式的 产生； ➢ 空转/滑行保护控制； ➢ 列车加减速冲击率的限制； ➢ 通过列车总线实现DCU与其它控制单元的通信功能； ➢ 当列车总线出现故障时，可用硬线实现故障牵引。 ➢ 故障诊断功能。
➢ 当高速断路器HB闭合，司机手柄给出牵引指 令，线路接触器LCH闭合，牵引主电路通过充 电电阻CHRe对滤波电容器FC充电，当滤波电 容器两端电压达到电网电压的80%以上，充电 结束，线路接触器LB闭合，短接充电电阻 CHRe，列车启动。
3.列车运行控制
3.1 驾驶模式
➢ 列车设ATO自动驾驶、手动驾驶、洗车、紧急牵引四 种牵引模式。前三者采用网络控制，后者采用列车线 硬线控制。
➢ 自动驾驶：根据从ATO发出的指令进行驾驶； ➢ 手动驾驶：按照司机控制器手柄操作指令进行驾驶； ➢ 洗车驾驶：司机控制器手柄在“紧急”位时设置洗车
模式指令，此时将固定牵引力的大小，司机控制器手 柄离开“牵引”位，洗车模式解除；此时车辆限速 5km/h运行 ➢ 后退驾驶：按照司机控制器手柄操作指令进行驾驶， 限速10km/h运行； ➢ 紧急驾驶：按照司机控制器手柄操作指令进行驾驶， 指令传送通过列车线。
2.牵引系统
2.3 高速断路器
➢ 高速断路器具有如下特点： （1）绝缘等级高 （2）分断能力强 （3）简单，便于维护 （4）使用寿命长
2.牵引系统
2.4 电源和冷却
➢ 整个车辆控制系统由车载电源供电，并 由蓄电池直流电源作为后备供电。
➢ 车载电源电压：+110V，其中辅助系统 供电电压波动范围77V-132V。
1.牵引系统一般说明
1.3 牵引运行模式
➢ 牵引逆变器设计用于下列运行模式： （1）牵引工况 向异步牵引电动机提供频率和电压连续可调的三相电 源； （2）再生制动工况 当异步电动机变成异步发电机时，将异步发电机的电 能反馈给电网； （3）电阻制动工况 当异步电动机变成异步发电机,并且接触网不能一部 分或全部吸收再生能量时，制动斩波器导通，制动电 阻投入，消耗电网不能吸收的制动能量
1400A (峰值)
➢ 额定工作点效率 99%
➢ 防护等级
IP×5
➢ 制动斩波器：
最大输出电流
610A
Hale Waihona Puke Baidu
开关频率
300Hz
1.牵引系统一般说明
1.6 DCU介绍
➢ 每一个牵引逆变器配备一个牵引控制单元DCU ➢ DCU有专门的标准通信接口（例如RS485接口）与车辆总线相连 ➢ DCU安装在VVVF逆变器箱内，以减少DCU和IGBT门级驱动板之
接触网
受电弓
FL
T/M
MS HB
VVVF
T/M
T/M
接地电路
T/M BR1 BR2
1.牵引系统一般说明
1.2 牵引控制方式
➢ 列车采用的是1C4M牵引逆变器。每个逆变器驱动四个 三相牵引电机，这些电机分别驱动两个转向架的四个 轴。车辆通过车顶的受电弓由架空电网供电。
➢ 通过牵引供电回路，逆变器驱动并联联接的四个牵引 电机。它也根据电网电压情况执行电阻制动和再生制 动。列车运营时，逆变器把从架空电网上获得的直流 电转变为调频调压的三相交流电。此功能由牵引逆变 器模块（VVVF)来完成。当制动时，逆变器把由电机产 生 的三相交流电转换成直流电。产生的能量回馈到架 空电网供其它车辆使用，或供应给其它车载耗能装置 （辅助设备，空调设备，和照明）。没有被回馈的能 量通过制动电阻转变成热能。制动电阻由制动斩波模 块控制。
列车牵引系统
发 布 人： 谷忠凯 发布日期： 2009年 月 日
主要内容
➢ 牵引系统一般说明 ➢ 牵引系统 ➢ 列车运行控制 ➢ 牵引手柄 ➢ 牵引控制电路
1.牵引系统一般说明
1.1 牵引系统设备
➢ 下图给出了与牵引系统相关的主要设备，包括主隔 离开关(MS)、高速断路器(HB)、VVVF逆变器 (VVVF)、滤波电抗器(FL)、制动电阻器(BR1和 BR2)以及牵引电机(T/M)。
2.牵引系统
2.1 机械牵引系统
➢ 机械牵引系 统包括一个 牵引电机， 齿式联轴节 和齿轮。M 车的每个轴 都由一个牵 引电机驱动
2.牵引系统
2.2 制动电阻
➢ M车每车各有二个制动电阻箱 每个制动电阻箱阻值不大于 2.95 Ω 最大功率（峰值功耗） 859 kW 平均功率(平均功耗) 114.5kW
➢ 绝缘电压
AC5750V, 60Hz, 1min
➢ 冷却方式
热管自然风冷
➢ 额定输入电流
390A
➢ 额定输出电流 额定电流: 520A
➢ 牵引时最大输出电流（有效值和峰值）
➢
牵引时最大电流: 840A (有效值) 1530A (峰值)
➢ 制动时最大输出电流（有效值和峰值）
➢
制动时最大电流: 860A (有效值)
1.牵引系统一般说明
1.4 牵引电力电路系统总体功能
➢ 主电路与架空电线连接并且向牵引控制系统提 供电力。
➢ VVVF逆变器在1500V DC电源与3-相AC电压 （需用于驱动3-相感应电机）之间传输电力。 VVVF逆变器能够进行变压变频控制，从而在 较大范围内控制牵引电机转数（即列车速度） 。VVVF逆变器能够通过空转频率(转差频率)控 制牵引/再生操作和向前/后退操作，并且在不 切换主电路的情况下输出相位排列控制（即只 控制IPM闸极信号）。
1.牵引系统一般说明
1.5 牵引逆变器参数
➢ 最大输出容量 1110kVA (牵引, 1350Vdc, 40km/h)
➢ 额定输出容量
760kVA
➢ 额定输入电压
DC1500V（1000-1800V）
➢ 输出电压
3 相，AC 1000V
➢ 输出主频率范围 0-131Hz
➢ 最高脉冲频率 500Hz