演讲：城市轨道交通车辆牵引与供电系统知识讲解
城市轨道交通供电系统详解
城市轨道交通供电系统详解第一章 电力牵引供电系统综述一、 电力牵引的制式对牵引列车的电动车辆或电力机车特性的基本要求：1、起动加速性能要求起动加速力大而且平稳，即恒定的大的起动力矩，便于列车快速平稳起动。
2、动力设备容量利用对列车的主要动力设备——牵引电动机的基本性能要求为，列车轻载时，运行速度可以高一些，而列车重载时运行速度可以低一些。
这样无论列车重载或轻载都可以达到牵引电动机容量的充分利用，因为列车的牵引力与运行速度的乘积为其功率容量，这时近于常数。
3、调速性能列车运输，特别是旅客运输，要求有不同的运行速度，即调速。
在调速过程中既要达到变速，还要尽可能经济，不要有太大的能量损耗，同时还希望容易实现调速。
低频单相交流制是交流供电方式，交流电可以通过变压器升降压，因此可以升高供电系统的电压，到了列车以后再经车上的变压器将电压降低到适合牵引电动机应用的电压等级。
由于早期整流技术的关系，这种制式采用的牵引电动机在原理上与直流串激电动机相似的单相交流整流子电动机。
这种电动机存在着整流换向问题，其困难程度随电源频率的升高而增大，因此采用了“低频”单相交流制，它的供电频率和电压有 25 HZ 、6.5～11 kV 和1632HZ 、12～15 kV 等类型。
由于用了低频电源使供电系统复杂化，需由专用低频电厂供电，或由变频电站将国家统一工频电源转变成低频电源再送出，因此没有得到广泛应用，只在少量国家的工矿或干线上应用。
“工频单相交流制”。
这种制式既保留了交流制可以升高供电电压的长处，又仍旧采用直流串激电动机作为牵引电动机的优点，在电力机车上装设降压变压器和大功率整流设备，它们将高压电源降压，再整流成适合直流牵引电动机应用的低压直流电，电动机的调压调速可以通过改变降压变压器的抽头或可控制整流装置电压来达到。
工频单相交流制是当前世界各国干线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25kV。
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局部，负责向轨道交通车辆提供电力供给。
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平安性息息相关。
本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的根本原理、组成结构以及未来开展趋势。
根本原理城市轨道交通牵引供电系统的根本原理是将电源通过接触网供给给轨道交通车辆。
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局部构成，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局部，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；保护和监控装置那么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。
未来开展趋势随着城市轨道交通的不断开展，牵引供电系统也在不断创新和改良。
以下是一些未来开展趋势：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开展方向。
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。
城市轨道交通车辆电气牵引系统基础
2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
2. 辅助供电电路 如图1-6所示，图中画框的部分为北京燕房线辅助供 电系统车载设备的配置，辅助电源将直流电压（DC 750 V）逆变成三相交流电压（AC 380 V），为空调、 空气压缩机、照明及控制电路等提供稳定的三相四线 制的交流电压，并将交流电压（AC 380 V）通过蓄 电池充电器变换成蓄电池与低压直流负载使用的DC 110 V电压，DC 24 V电压由DC/DC模块提供。
2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
如图1-4所示，BQS有“运行”“车间”“切除”三 个位置。当BQS处于“运行”位时，通过第三轨受流 器受流的750 V电源接入牵引主电路及辅助高压电路。 当BQS处于“车间”位时，车间电源输入的750 V电 源由BQS的“车间”位接入；“运行”位无高压输入， 牵引主电路被隔离，此时辅助电源由车间电源供电。 BQS带有低压辅助触点，该辅助触点将被引出作为联 锁信号。当BQS处于“切除”位时，牵引主电路及辅 助电源电路都被隔离。 高压牵引母线电路说明：BHB、BF作为单元内两个动 车之间牵引母线的短路或接地保护。牵引母线电路的 BLB、BHB、BF将车辆（Tc车、M车、M车、Tc车） 间的所有高压输入贯通连接，以保证牵引系统在过无 电区时，可通过大的无电区且没有动力损失。
2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
HSCB为牵引系统的总开关。每个高压电器箱内都有 1个HSCB，用于给车上的牵引设备提供过流和短路 保护。HSCB的断开方式有两种：一种是通过牵引控 制单元（drive control unit，DCU）来控制的，另 一种是由过流和短路故障而引发的脱扣分断。 DC 750 V电源从受电弓经前级高压电路被送到高压 电器箱，再经HSCB、充电接触器KM12（KM22）、 充电电阻R11（R21）、短接接触器（KM11/KM21） 传输到电抗器和牵引逆变器，如图1-5所示。KM12、 KM22为单极电磁型接触器，其作用是向牵引逆变器 中的支撑电容器充电。充电接触器与R11/R21一起作 用，避免电压突变对支撑电容器造成损伤。
探讨地铁车辆电气牵引系统的电气控制
探讨地铁车辆电气牵引系统的电气控制地铁车辆电气牵引系统是指地铁车辆行驶中通过电气方式获取、传递和调节牵引能量，实现车辆的加速、制动和定速等功能的系统。
该系统由电源装置、牵引变流器、电动机、控制器等组成。
电气控制是地铁车辆电气牵引系统的关键技术之一，其主要功能包括牵引能量的获取和分配、电动机控制、车辆定速控制、牵引力/制动力的调节等。
1. 牵引能量的获取和分配：地铁车辆电气牵引系统通过向车辆供电来获取牵引能量，其中电源装置起到了关键的作用。
电源装置一般由接触网、供电装置和充电装置等组成，通过接触网向车辆提供电能，并通过充电装置将超过透明屏蔽门停车的地铁车辆充电。
电源装置需要进行电气控制来实现牵引能量的获取和分配，以满足地铁车辆正常运行的需求。
2. 电动机控制：电动机是地铁车辆电气牵引系统的核心部件，通过控制电动机的工作状态和参数来实现车辆的加速、制动和定速等功能。
电动机控制一般包括电机启动、电机速度控制、电机转矩控制等内容。
电气控制系统通过对电动机的电压、电流和频率等参数进行调节，控制电动机的转速和转矩，以实现地铁车辆的运行控制。
3. 车辆定速控制：地铁车辆在运行过程中需要保持一定的速度，以保证列车的运行平稳和安全。
车辆定速控制是通过控制车辆的牵引力来实现的。
电气控制系统通过调节电动机的电压和频率等参数来改变牵引力的大小，从而实现车辆的定速控制。
4. 牵引力/制动力的调节：地铁车辆在运行过程中需要根据实际需要进行牵引和制动操作。
电气控制系统通过调节电动机的工作状态和参数，来改变电动机对车轮的驱动或制动力矩，从而实现牵引力和制动力的调节。
地铁车辆电气牵引系统的电气控制涉及到牵引能量的获取和分配、电动机控制、车辆定速控制以及牵引力/制动力的调节等方面的内容。
电气控制的优化和提升，不仅能够提高地铁车辆的运行效率和安全性，还可以降低能源的消耗和环境的污染，为地铁运营提供更好的服务。
城市轨道交通牵引供电系统分析
城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。
因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。
这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。
关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。
其关键作用是为地铁及其电气设备供电。
在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。
高压电源可以立即应用于市政工程的用电。
在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。
地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。
牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。
然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。
在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。
该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。
2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。
其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。
传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。
直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。
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局部，为城市轨道交通车辆提供稳定可靠的电力供给，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局部进行详细介绍。
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局部，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。
电力传输线路那么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局部，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局部，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局部，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时电机等。
传动装置是将牵引电机输出的动力传递给车轮的局部，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。
浅谈城市轨道交通牵引供电系统
浅谈城市轨道交通牵引供电系统摘要：为了缓解目前我国城市化进程中不断产生的拥堵,近年来我国加大了各个城市中的轨道交通建设力度。
城市轨道交通作为城市交通运输中的重要组成部分,为了保证其正常运行,就需要加强城市轨道交通直流牵引供电系统的研究。
针对其中比较重要的牵引供电系统来说,本文在对其作用以及交流以及直流牵引供电系统的优缺点进行介绍之后,重点研究不同的牵引供电系统的相关技术,以供参考。
关键词：城市轨道交通;牵引供电系统;技术发展;随着我国的城市化进程也在逐渐加快，表现出城市规模的扩大以及城市人口的增多。
而城市轨道交通工程能确保在运力最佳的前提下最小化成本解决城市拥堵问题。
而本文就牵引供电系统以及不同的形式来进行介绍，实现我国城市轨道交通牵引供电系统相关技术的不断完善。
1、牵引供电系统的内部构成1.1供电方式以目前城市轨道交通形式中比较常见的地铁为例，其通常所采用的供电方式为双边供电方式，也就是通过左右两侧牵引变电所来对牵引网进行负担的方式，来对牵引网上的电压损失进行尽量降低。
此种供电方式在目前的地铁工程中比较常用，而且在实际应用中也表现出通过此种集中供电方式而保障整个城市轨道交通稳定发展的优势，还对社会秩序的维持也起到关键作用。
此外还有其他的供电方式就是普通铁路的供电方式，应用比较广泛的供电方式主要有直接供电方式、自耦变压器供电方式以及带回流线直接供电方式等。
此种普通的供电方式就是对吸流线对电流的返回牵引进行利用，通过此种供电方式可以在对钢轨产生电流与回路形成阻抗进行减少和控制的同时，实现对通信干扰的降低。
而且此种供电方式的结构也较为简单，便于后期开展维护工作，也在目前的牵引供电系统中推广应用。
1.2接触网接触网供电网络方式在目前的城市轨道交通系统中比较常用，此种供电方式在实现电流回流的过程中需要对导线的一个电机和金属轮轨进行利用，且在目前比较常用的主要有柔性接触网以及刚性接触网两种。
其中对于前者来说，其主要是对导线的性能进行利用，减少支撑点所承担的负荷，在目前的城市无轨电车以及轻轨中比较常用。
演讲城市轨道交通车辆牵引与供电系统课件
开关柜
电缆
电缆是城市轨道交通供电系统中的重 要传输介质，要求具备耐压、耐流、 低阻等特点，以保证电力传输的质量 和稳定性。
开关柜是供电系统中的配电设备，用 于控制和保护供电线路的正常运行， 包括断路器、隔离开关等设备。
04
城市轨道交通车辆牵引与供 电系统的维护与检修
Байду номын сангаас
日常维护
01
02
03
日常检查
对牵引与供电系统进行日 常巡检，检查设备外观、 紧固件和连接状态，确保 设备正常运行。
电源接入方式
2
根据城市电网的实际情况，供电电源可以采用单电源或双电
源接入方式，以提高供电的可靠性和稳定性。
电源容量
根据城市轨道交通的负荷需求，供电电源应具备足够的容量 ，以满足列车运行和车站、控制中心等设施的电力需求。
供电网络
供电制式
城市轨道交通供电系统采用的供电制式包括第三轨供电、架空接触网供电和轨道接触网供电等， 不同制式具有各自的优缺点和适用范围。
演讲城市轨道交通车辆牵引与供电系统
课件
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目录
• 城市轨道交通车辆牵引与供电系 统概述
• 城市轨道交通车辆牵引系统 • 城市轨道交通供电系统 • 城市轨道交通车辆牵引与供电系
统的维护与检修 • 城市轨道交通车辆牵引与供电系
统的未来发展
01
城市轨道交通车辆牵引与供 电系统概述
系统定义与功能
系统工作原理
工作原理
当列车需要启动时，受电弓与接触网接触，直流电流通过接触网传输至牵引电动 机，牵引电动机旋转产生动力，推动列车前进。同时，列车内部设备所需的电力 由牵引供电设备提供。
特点
演讲城市轨道交通车辆牵引与供电系统ppt课件
1.主电路控制 2.辅助电路控制 3.列车照明控制 4.车钩监控 5.空调控制系统 6.列车门控系统 7.列车运行自动控制系统
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接地装置 • 为主电路提供回流通路，使电流经轮对到达钢轨，
构成完整的回路 • 防止电流通过轴承噪声轴承内润滑油层的电腐蚀； • 提高轴承的使用寿命
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安装位置：安装于转向架轴端，分别在A车转向架
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驾驶控制器
38
司机室司机台
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辅助电路电器
主要包括：空气压缩机装置、照明和空调等。
• 城轨列车的每个单元，即A、B和C 车车顶上都安装了两个相同的空调装置（A/C）， 该空调装置一般不能用来取暧。
• 空调装置把空气吸入到安装在车顶板上部的风道里，空气在风道里按整车长度均匀 分配，并通过安装在车顶上的空气隔栅吹入客室。 A 车除了有客室通风系统，还安 装了单独的司机室通风单元，司机室通风单元与风道系统相连，由人工控制。
鼠笼转子
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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。
直流牵引电动机的调速有两种基本形式：变阻控制 和斩波调压控制
1.变阻控制：通过调节串入电动机回路以改变直流牵 引电动机端电压来达到调速目的
城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统一、城市轨道交通供电系统介绍城市轨道交通供电系统是为城市轨道交通运营提供所需电能的系统，不仅为城市轨道交通电动列车提供牵引用电，而且还为城市轨道交通运营服务的其他设施提供电能，如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等，应具备安全可靠、技术先进、功能齐全、调度方便和经济合理等特点。
在城市轨道交通的运营中，供电一旦中断，不仅会造成城市轨道交通运输系统的瘫痪，还会危及乘客生命与财产安全。
因此，高度安全可靠而又经济合理的电力供给是城市轨道交通正常运营的重要保证和前提。
城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。
一是电动客车运行所需要的牵引负荷。
二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电，诸如：通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。
在上述用电群体中，有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷，有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。
每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准，而且这种要求和标准又相差甚远。
城市轨道供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求，以使其发挥各自的功能与作用。
二、城市轨道交通供电系统的组成城市轨道交通供电系统一般包括外部电源、主变电所（或电源开闭所）、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。
其中，牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网，动力照明供电系统包括降压变电所和动力照明配电系统。
城市轨道交通供电系统中一般设置三类变电所，即主变电所（分散式供电方式为电源开闭所）、降压变电所及牵引降压混合变电所。
主变电所是指采用集中供电方式时，接受城市电网35kV及以上电压等级的电源，经其降压后以中压供给牵引变电所和降压变电所的一种地铁变电所，是专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽。
降压变电所：从主变电所（电源开闭所）获得电能并降压变成低压交流电，为车站、隧道动力照明负荷提供电源。
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。
最新城市轨道交通牵引供电系统专业知识讲座
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GTO
可关断晶闸管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称门控晶 闸管。其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自 行关断。
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直流牵引电机
结构 工作原理 特点
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牵引电机的结构
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交流牵引电机原理
当在定子绕组中施加三相交流电压时即会产 生旋转磁场，如果在定子中放入鼠笼形转子， 则鼠笼条就会切割旋转磁场的磁力线，鼠笼 条中会流过二次电流，于是转子中会产生旋 转力矩
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交流牵引电机特点 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。
考虑到变频异步电动机控制方式复杂和运行条件恶劣，异步牵引电动机结构上有如下特点。 （1）由于异步牵引电动机运行时，需承受来自线路的强烈振动，因此需采用比普通异步
城市轨道交通车辆牵引电源系统分析
城市轨道交通车辆牵引电源系统分析首先是车辆牵引电机。
车辆牵引电机是城市轨道交通车辆的关键部件，它将电能转换为机械能，提供驱动力。
目前，常用的车辆牵引电机有直流电机和交流电机两种。
直流电机具有体积小、速度可调、输出力矩大等优点，但需要使用刷子和电机调速器，维护成本较高；交流电机则无需使用刷子和调速器，维护成本低，但输出力矩相对较小。
根据具体的要求和限制，选择合适的牵引电机。
其次是牵引变流器。
牵引变流器将电源系统提供的直流电转换为交流电，以满足电机的工作要求。
牵引变流器具有高效率、快速响应、可靠性高等特点。
通常，牵引变流器采用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为功率开关元件，通过PWM（脉宽调制）技术来控制输出电流的大小和方向。
此外，为了提高系统的可靠性，通常还采用冗余设计和故障检测保护机制。
再次是牵引电池。
牵引电池是为城市轨道交通车辆提供电能的重要装置。
牵引电池的类型主要包括铅酸电池、镍氢电池和锂电池等。
不同类型的电池具有不同的特点和适用范围。
例如，铅酸电池成本低、安全性高、循环寿命长，但能量密度较低；锂电池能量密度高、寿命长，但成本高、安全性相对较低。
根据车辆的运行需求和设计要求选择合适的牵引电池。
最后是电力供应系统。
电力供应系统将电力传输到牵引电源系统，以为牵引电机和牵引变流器提供电能。
电力供应系统包括接触网、碳刷、集电装置和电缆等部件。
接触网可以通过与车载设备的接触，将电能传输到车辆上；碳刷和集电装置将电能从接触网传输到牵引电机；电缆则将电能从集电装置传输到牵引变流器和其他车载设备。
电力供应系统需要具备稳定性好、效率高、传输能力强等特点。
综上所述，城市轨道交通车辆牵引电源系统是城市轨道交通系统的重要组成部分，它直接关系到车辆的运行效能和安全性。
为了保证城市轨道交通车辆的正常运行，设计者需要对牵引电源系统的各个部分进行合理配置和选型，确保其性能稳定、可靠性高。
同时，随着科技的不断发展和创新，牵引电源系统也会不断地进行优化和改进，以适应不同城市轨道交通的需求和发展。
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电力牵引系统工作原理及能量传递 过程
27.5KV单相 接触网
车上 受电弓
交流
牵引 变压器
牵引 整流器
直流
牵引电机
电能
转向架
机械能
机车车辆
城市轨道交通车辆电气传动及控制 方式
牵引电动机
旋转电动机
线性电动机
直流电动机
交流电动机
凸轮变阻
斩波调阻
变阻控制
斩波调压控制
变压变频控制
受流设备
（一）受流器的形式
项目5：城市轨道交通车辆牵引 与供电系统
制作：高铁二班 余春丽、卢雨琪、喻慧婕、周玉玲
城市轨道交通车辆牵引传动系统的 构成
齿轮传动箱
接触网（第三轨） 受流器 变流装置 牵引电机 齿轮传动箱 轮对 列车运行
牵引电机
车轴 车轮 图 5.1 牵引传动装置
牵引传动装置
介绍
城市轨道交通车辆牵引与供电系统是城市轨道交 通系统的重要组成部分，其电力牵引系统是以城市 电网的电力为动力源，将电能转为机械能，牵引列 车运行的一种城市轨道交通牵引动力形式。城市轨 道交通车辆供电系统是由电力系统经高压输电网、 主变电所降压、配电网络和牵引变电所降压等环节， 向城市轨道交通列车输送电力的全部供电系统。
交流电动机
1 轴承 2 前端盖 3 转轴 4 接线盒 5 吊环 6 定子铁心 7 转子 8 定子绕组 9 机座 10 后端盖 11 风罩 12 风扇
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。
组合式凸轮开
关调阻和无触
点斩波调阻。
R0
CH
图 5.11 有有触触点点式开开关关调阻调原阻理图 图 5.1斩2 斩波波调调阻阻原理图
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
0
Ton Toff
t
T
直流斩波电压波形
图 5.14 直流斩波电压波形
从接触网受取电流，通过车顶母线传送 到车辆内部。
• 类型： 气动弓和电动弓
母线：用高导电率的铜、铝质材料制成， 用以传输电能，具有汇集和分配电力能
力的产品。
图1-6 单臂受电弓的结构组成
受电弓的结构组成
• 基础框架1：
通过绝缘子3固定安装在车顶； 作为框架4、轴承、下部导杆等支承和安装。
• 框架4：
为电机的机械支撑
➢转子部分是用来产生感应电势和电磁转矩从
而实现机电能量转换的主要部件
➢转子通过轴承与定子保持相对位置，使两者
之间有一个空气隙
拓展
直流电动机工作原理：
N
Байду номын сангаас＋ A
换向片
B —
友情提示：本知识点涉及高 中物理知识个，感兴趣的同 学可以上网搜索更加详细的 直流电动机系统知识
直流电动机的调速方式
集电靴
集电靴部件的主要作用
集电靴的设置要求
1.集电靴的设置要使机车在通过三轨电区时不发生瞬 间断电现象，即两电气连通的集电靴间的最小距离 要大于三轨断电区的长度。
2.由于三轨在道岔和车站站台换边布置，因此要求车 辆的两侧都要设置集电靴。
牵引电动机
牵引电动机是城市轨道交通车辆得以实现牵引机 点及电制动的动力机械。牵引电动机悬挂在车辆转 向架或车轴上，并借助传动装置驱动车辆前进。
牵引电动机分为旋转电动机和线性电动机两大类。 旋转电动机有直流电动机和交流电动机。线性电动 机即直线牵引电动机，是异步感应电动机的简称
直流电动机
直流电动机由定子转子两部分构成。
极掌
极心
N ···
励磁绕组
···
S
S
机座
转子
N
直流电动机的磁极和磁路
直流电动机各部分的作用
➢定子的作用是用来产生磁场，提供磁路和作
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。
I/O 控制 电路
直线电机的结构
直线电机的结构可以看作是将一台旋转电机沿径向剖开，并 将电机的圆周展开成直线而形成的。其中电机内部的定子相 当于现在直线步进电机的初级，而其转子则相当于其直线步 进电机的次级，每当其初级进行通入电流之后，则就会在其 直线电机的初次级之间的气隙当中产生行波式磁场，在行波 式的磁场与次级永磁体的相互作用之下产生了电机驱动力， 从而实现了其运动部件的直线运动能力。
1.受电弓形式 直流1500V供电采用架空线接触网式，车辆采用受电弓受
流
2.集电靴形式 集电靴是安装在车辆转向架上，为列车从刚性供电进行
动态取流，满足列车电力需求的一套动态受流设备。
受电弓
1.受电弓结构
• 安装位置：
车体几何中心点最近的车顶上部。
• 工作方式：
当受电弓升起时，弓与网接触滑行，
直线电机的工作原理
设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并 且展平，这就形成了一台直线型的感应图步进电机。
直流牵引电动机的调速有两种基本形式：变阻控制 和斩波调压控制
1.变阻控制：通过调节串入电动机回路以改变直流牵 引电动机端电压来达到调速目的
2.斩波调压控制：通过接在电网与牵引电动机之间斩 波器的导通与关断来改变牵引电动机端电压，实现 调速
变阻控制
调节电阻的方法
又可分为两类，
即采用有触点
前方高能
直线电动机的构成及工作原理
图 5.33 轨道牵引设计方案之一 图 5.34 轨道牵引设计方案之二
事件管理
器（EV）
驱动
牵引逆
直线
SVPWM信
电路
变器
电动
号
机
MVBC01
USB接口
512KBRAM 512KBFLASH
TMS320F2 812内核
A/D电流检 测
故障检测 控制电路
E²PROM
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：
由传动风缸、拉伸弹簧及气路电磁阀组成。