城市轨道交通电力牵引介绍
城市轨道交通电力牵引
城市轨道交通电力牵引序言城市轨道交通的特点：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，线路曲线半径小，坡度大，客流量大而集中，乘客上下车频繁，高峰时严重超载，为了尽量缩短乘客的乘坐时间，要求有较高的运行速度，特别是较大地起动加速度和制动减速度，传动系统应效率高，能耗尽量减少发热，减轻自重，控制系统更可靠，精确，并且具有良好的适应能力，对乘坐舒适性和对环境无公害的要求也越来越高。
第一章牵引理论基础1、目前，绝大多数城市轨道交通车辆属于钢轮钢轨式，运行的任何一种工况，都依赖于车轮和钢轨的相互作用力。
在钢轮钢轨式城市轨道交通车辆中，牵引动力由牵引电动机通过传动机构，传递给动车的动力轮对(动轮)，由车轮和钢轨的相互作用，产生使车辆运动的反作用力。
2、空转：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”。
3、粘着：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”。
4、蠕滑：在动轮正压力的作用下，轮轨接触处产生弹性变形，形成椭圆形的接触面。
从微观上看，两接触面是粗糙不平的。
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，接触面间出现微量滑动，即“蠕滑”。
5、蠕滑速度：由于蠕滑的存在，牵引时动轮的波动圆周速度将比其前进速度高，速度差称为蠕滑速度，用蠕滑率表示。
，式中—动轮的前进速度；—动轮的转动角速度。
6、论述：粘着系数与改善粘着的方法。
（P5）（一）影响粘着系数的重要因素：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。
（二）改善粘着的方法：①修正轮轨表面接触条件，改善轮轨表面不清洁状态；②试法改善轨道车辆的悬挂系统，以减轻轮对减载带来的不利影响。
常用的措施：撒沙、清洗轨道、打磨钢轨，改进匝瓦材料如用增粘匝瓦，改善车辆悬挂减少轴重转移。
7、制动方法分为三类：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。
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。
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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。
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（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。
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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。
轨道交通系统电力牵引制式概述
轨道交通系统电力牵引制式概述高洪清摘要：本文主要介绍了电力牵引轨道交通系统的各种牵引制式，比较了各种制式的特点。
关键词：轨道交通牵引制式直流制交流制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）以及交流制中是单相或三相等。
一、牵引制式的发展历史历史上，牵引供电制式曾随着电动车辆和机车功率特性要求、牵引电动机及电力电子技术的发展而发展演变，最初的电力牵引制式采用直流串励电动机，不难看出，直流串励电动机的机械特性符合重载时速度低，轻载时速度高的要求。
此外，从直流串励电动机的起动和调速方法看，也是比较容易实现的。
为了限制直流串励电动机刚接通电源时起动电流太大和正常运行时为了降速而降低其端电压，最早采用在电动机回路中串联大功率电阻的方法来达到限流和降压的目的。
这种方法实现是容易的，但在起动和调速过程中动带来了大量的能量损耗，很不经济。
尽管如此，由于局限于一定时期的技术发展水平，采用直流串励电动机作为牵引力就成就最早也是迄今为止被长期应用的形式，这就是供电系统直接以直流电向电动车辆或电力机车供电的电力牵引“直流制式”。
随着干线电力牵引的发展，列车需要的功率越来越大，如果采用直流供电制式，则因受直流串励电动机（牵引电动机）端电压不能太高的限制，会导致供电电流很大，因而供电系统的电压损失和能量损耗必然增大。
因此出现了“低频单相交流制”。
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，因此可以长高供电系统的电压，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励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和25Hz、6.5-11kV和Hz、12-15kV等类型。
城市轨道交通供电与牵引系统教学ppt
供电与牵引系统需要建立信息共享和实时监测机制，以便及时发现 和解决系统故障，确保列车安全可靠地运行。
应急演练与预案制定
供电与牵引系统需要进行应急演练和预案制定，以提高应对突发事 件的能力，确保城市轨道交通的安全运营。
04
城市轨道交通供电与牵引 系统的维护与保养
日常维护与保养
01
智能化与自动化技术的应用
智能化调度系统
通过建立智能化调度系统，实现对城市轨道交通供电与牵 引系统的实时监测和智能调度，提高系统的运行效率和安 全性。
自动化监控与维护系统
建立自动化监控和维护系统，实现对城市轨道交通供电与 牵引系统的远程监控和维护，减少人工干预和故障发生率。
自动化检修与维护
采用自动化检修和维护技术，提高城市轨道交通供电与牵 引系统的维护效率和准确性，降低维护成本。
防寒防潮处理
在冬季或潮湿环境下，采取相应的防寒防潮措施， 保证设备正常运行，防止因环境因素引起的故障。
3
更新改造
根据设备的使用情况和性能要求，对供电与牵引 系统进行更新改造，提高设备的性能和稳定性。
05
城市轨道交通供电与牵引 系统的安全与可靠性
安全防护措施
设备安全防护
01
确保牵引供电设备、高压电缆、变电所等关键设施的安全防护
电压与电流控制
供电系统需要根据牵引系统的需 求，提供适当的电压和电流，以 满足列车牵引和辅助用电的需求。
故障情况下的应对
措施
供电系统在故障情况下需要采取 相应的应急措施，如切换到备用 电源或进行紧急供电，以确保列 车安全停运。
牵引系统对供电系统的需求
大容量、高可靠性
牵引系统需要供电系统提供大容量、高可靠 性的电能，以满足列车高峰时段和突发大客 流时的用电需求。
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。
简述轨道交通车辆电力牵引传动方式的类型
简述轨道交通车辆电力牵引传动方式的类型轨道交通，哎呀，说到这个，大家应该都知道现在城市里的地铁、轻轨都可离不开它。
你以为只有大路上的汽车需要发动机，其实轨道交通车辆也有类似的“心脏”，那就是电力牵引系统。
今天咱们就来聊聊这个“心脏”是怎么工作的，嘿，说得直白点儿，就是轨道交通的电力牵引传动方式有啥花样，啥类型。
说实话，这些东西也许在大家眼里是个大杂烩，反正就是让列车跑得快、稳、安全。
来来来，坐稳了，咱慢慢聊。
先说说最常见的电力牵引方式，嗯，就是咱们平时坐的地铁、轻轨里用的直流电牵引。
大家想象一下，列车就是一个“大怪兽”，要跑起来得有动力吧，这时候就需要直流电来给它“充电”。
直流电牵引的原理跟我们日常生活中用的电池有点像。
车辆通过电动机转动，带动整个车轮转动。
这种方式虽然好用，但也有个“毛病”，就是随着速度的增加，效率会逐渐降低。
就像开车的时候，油门踩多了车就不那么省油了，理解吧？所以，直流电牵引的使用虽然广泛，但在高速列车上就不太适用了。
那既然直流电有点力不从心，怎么办呢？别急，接下来是咱们的“主角”——交流电牵引。
这个技术啊，算是轨道交通的一项革新，简直是电力牵引的“黄金搭档”。
说白了，它的工作原理就是把高压交流电转换成直流电，然后再用这个直流电来驱动电动机。
这不就相当于“调皮的孩子”经过老师的引导变得规矩了吗？相较于直流电，交流电牵引的优点就多了。
首先啊，它的动力传输更高效，速度也能跑得更快。
它的维护成本相对低，设备使用寿命也更长，这不就解决了“便宜没好货”的问题吗？所以像高铁、城际快车等一类需要高速运行的交通工具，基本都是用这种电力牵引了。
不过，单单交流电牵引也不够完美。
你想啊，现实中很多地方根本没有高压交流电，怎么办？别急，咱们有三相交流电牵引！这种方式就是通过三相电来推动列车运行，相比于普通的单相电，三相电在动力上更稳定，效率更高，而且能适应的区域更多。
想象一下就像是一个超级有力气的“团伙”，它们一起合作，确保列车运行时更稳更强。
城市轨道交通牵引供电系统
电流，使IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT
关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道
MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极
注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使
输出变压器
❖ 输出变压器将交流滤波器输出的三相电源变 换为AC380V或AC220V，提供给车辆交流负 载，同时作为和输出回路的隔离之用；同时 还将输出的AC 380V电源通过变压器再变换 为AC 85V和AC 20V，提供给整流装置，整 流装置通过三相整流模块，输出DC 110V和 DC 24V提供给车辆的直流负载。
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。
❖
❖ 普通晶闸管（SCR）靠门极正信号触发之后，撤掉信号亦能 维持通态。欲使之关断，必须切断电源，使正向电流低于维 持电流IH，或施以反向电压强近关断。这就需要增加换向电 路，不仅使设备的体积重量增大，而且会降低效率，产生波 形失真和噪声。可关断晶闸管克服了上述缺陷，它既保留了 普通晶闸管耐压高、电流大等优点，以具有自关断能力，使 用方便，是理想的高压、大电流开关器件。GTO的容量及使 用寿命均超过巨型晶体管（GTR），只是工作频纺比GTR低。 目前，GTO已达到3000A、4500V的容量。大功率可关断晶 闸管已广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显 示出强大的生命力。
电力供电系统
❖ 一次电力系统：发电厂、传输线路、区域变电所 ❖ 轨道交通牵引供电系统：牵引供电和动力照明供电系统
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。
名词解释电牵引
名词解释电牵引
电牵引，是一种通过电动机驱动车轮的牵引动力形式，能够提高车辆的稳定性和可靠性。
其应用在现代城市轨道交通车辆中，是提高自动化与信息化水平的关键因素。
其主要原理是基于轮轨接触理论，其中首次引入蠕滑概念的是英国人卡特，并由库仑定律和赫兹理论发展而来。
为实现电能高效利用，需要配备电机控制器、电子调速器等关键部件，并进行优化设计和控制策略的研究。
另外，电气牵引技术还能实现快速稳定的制动，降低尾气和噪音污染，并有效控制运营成本。
其在20世纪50-60年代开始与物理界和铁路界结合，剑桥大学的约翰逊教授和荷兰德尔夫特理工大学的Kalker做出了重要贡献。
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。
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。
现代轨道交通车辆电气牵引技术分析
现代轨道交通车辆电气牵引技术分析随着城市化进程的不断加速，轨道交通作为城市交通系统的重要组成部分，受到了越来越多的关注和重视。
而现代轨道交通车辆的电气牵引技术作为其核心技术之一，扮演着至关重要的角色。
本文将对现代轨道交通车辆电气牵引技术进行一次深入的分析。
一、电气牵引技术的发展历程电气牵引技术是指利用电力传动系统来驱动轨道交通车辆运行的技术。
随着电气技术的不断发展和进步，电动机、变频器等设备的性能和可靠性得到了巨大的提升，为电气牵引技术的应用提供了有力的支持。
在20世纪初，电气牵引技术首次应用于轨道交通领域，但当时的技术水平有限，电动机效率低下，设备体积庞大，对于车辆的运行稳定性和能效性都存在一定的问题。
随着科技的不断进步，电气牵引技术逐渐成熟，电动机的效率得到了显著提高，逆变器的性能也得到了大幅度的提升，电气牵引技术也进入了一个全新的发展阶段。
1. 高效节能：采用电气牵引技术的轨道交通车辆可以实现能源的高效利用，电动机的效率高，能够将电能充分转化为动力，大大提高了车辆的能效性。
2. 调速性能好：通过电气传动系统，可以实现对车辆运行速度的精确控制，满足不同的运行需求，提高了车辆的运行稳定性。
3. 低噪音：相较于传统的内燃机传动车辆，电气牵引技术可以显著降低车辆的噪音水平，提高了乘客的行车舒适度。
4. 环保节能：电气牵引技术可以降低车辆的尾气排放，减少对环境的污染，符合现代城市对于环保交通的要求。
5. 维护成本低：相较于传统的内燃机传动车辆，电气牵引技术的维护成本更低，设备更加稳定可靠，减少了车辆的故障率，延长了车辆的使用寿命。
目前，电气牵引技术已经广泛应用于地铁、轻轨、有轨电车等城市轨道交通领域，成为了现代城市轨道交通的主要动力来源。
电气牵引技术也逐渐在城际高铁、动车组等领域得到应用，逐渐成为现代铁路交通的重要组成部分。
而随着电动汽车的不断发展和普及，电气牵引技术也在道路交通领域得到了广泛的关注，成为了未来交通发展的重要方向之一。
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：
城市轨道交通电力牵引介绍
一、动轮与钢轨间的粘着
1、电力机车的工作原理
2、粘着
3、蠕滑
粘着
1、 引入 分析 见教材图1-1 动轮对受力分析 2、 概念 由于正压力而保持动轮与钢轨之间接触 相对静止的现象称为粘着。 3、 影响因素
粘着力的最大值与动轮对的正压力成正比， 其比例常数称为粘着系数，用u表示，即 fmax=uPi 上式表明，在轴重一定的条件下，钢 轨间的最大粘着力由抡轨间粘着系数的 大小决定。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，但轴重受钢 轨、路基、桥梁等限制。
校正型粘着控制系统 蠕滑率控制型控制系统
按被控对象分类
集中控制：这种控制方式是一个粘着控 制系统控制整辆制动车 分散控制：这种控制方式也叫单轴控制， 即每一动轴单独控制。
第三节 牵引参数的选择
城市轨道交通车辆的运行特点 ： 与干线列车相比，城市轨道交通车辆 的运行特点是站距短而旅行速度 较高。 制动一般采用再生制动和电阻制动相 结合的电制动优先、空电制动联合。制 动方式，保证在制动系统允许的条件下 尽可能得到大的制动减速度 。
3、分析 图 1-2 牵引工况轮轨（接触面的弹性变形） 两区：滚动区和滑动区
牵引力的形成及限制
形成 ： 牵引电机的转矩 限制 ：受粘着条件的限制 若各动轴驱动转矩归算到轮轨的作用 力之和超出公式限制时，粘着条件相对 较差的动轮就会产生空转，动车的牵引 力就立即下降。
粘着系数与改善粘着的方法
影响粘着系数的重要因素 1、动轮踏面与钢轨表面状态 2、撒沙 3、 线路质量 4、 车辆运行速度和状态 5、 动车有关部件的状态
电机特性匹配曲线
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第二章 牵引电动机与运行
直流牵引电动机 交流牵引电动机 直线牵引电动机
牵引电动机的主要特点
1.使用环境恶劣 绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防潮， 防尘性能及良好的通风、散热条件。 2.外形尺寸受限制 牵引电机结构必须紧凑。 3.动力作用大 采用架承时悬挂，重力加速度大大减小。 4.换向困难 5.负载分配不均匀
电力牵引系统发展概述
一、电力牵引系统的发展 概况 齿轮传动箱 接触网（第三轨） 牵引电机 受流器 变流装置 牵引电机 齿轮传动箱 轮对 列车运行
车轴 车轮
图 5.1 牵引传动装置
二、轨道交通电力牵引系统主要类型 根据供电电压制式可分为： 直流：600，750，1500，3000V (标称值) 交流：6250，15000，25000V(标称值) 根据牵引电机可分为： 直流电力牵引系统 交流电力牵引系统
电机特性匹配曲线
二、轴功率的计算
轴功率的计算公式： PA=NAMA/D
其中 MA——轨道交通车辆的车重 NA——单位重量所需功率 D——动轴数
三、起动加速度的选择
（一）起动加速度（a）与单位重量所需 功率（NA）的关系 见图1-8 （二）起动加速度（a）与开行时间（ tK ） 的关系 见图1-9 （三）轴功率（PA）与区间运行时间（t） 的关系 见图1-10，11
一、动轮与钢轨间的粘着
1、电力机车的工作原理
2、粘着
3、蠕滑
粘着
1、 引入 分析 见教材图1-1 动轮对受力分析 2、 概念 由于正压力而保持动轮与钢轨之间接触 相对静止的现象称为粘着。 3、 影响因素
粘着力的最大值与动轮对的正压力成正比， 其比例常数称为粘着系数，用u表示，即 fmax=uPi 上式表明，在轴重一定的条件下，钢 轨间的最大粘着力由抡轨间粘着系数的 大小决定。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，但轴重受钢 轨、路基、桥梁等限制。
4、 空转 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”。 动轮出现空转时，轮轨间只能依靠湖动 磨镲力传递动切力，传递切向力，传递 切向力的能力大大削弱，同时造成动轮 踏面的擦伤。因此，牵引运行应尽量防 止出现动轮的空转。
蠕滑
1、 概念 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，接触面间出现微量滑动，即 “蠕滑”。 2、原因：压缩
校正型粘着控制系统 蠕滑率控制型控制系统
按被控对象分类
集中控制：这种控制方式是一个粘着控 制系统控制整辆制动车 分散控制：这种控制方式也叫单轴控制， 即每一动轴单独控制。
第三节 牵引参数的选择
城市轨道交通车辆的运行特点 ： 与干线列车相比，城市轨道交通车辆 的运行特点是站距短而旅行速度 较高。 制动一般采用再生制动和电阻制动相 结合的电制动优先、空电制动联合。制 动方式，保证在制动系统允许的条件下 尽可能得到大的制动减速度 。
《城市轨道交通电力牵引》
本课程的主要内容： 牵引理论基础 牵引电动机与运行 电力电子器件的原理与应用 斩波电路和逆变电路 控制与故障检测 车辆电器设备
第一章 牵引理论基础
第一节 粘着、牵引与制动 第二节 空转与滑行、粘着的控制 第三节 牵引参数的选择
第一节 粘着、牵引与制动
（一）调压法：
（1）变阻控制 调节电阻的方法 又可分为两类，即 采用有触点组合式 凸轮开关调阻和无 触点斩波调阻。
R0
CH
图 5.12 斩波调阻原理图
斩波调阻
图 5.11 有触点式开关调阻原理 有触点开关调阻
（二）调节主极磁通：
M
M
（a）
（b）
图 5.15 串励电动机 磁场削弱法 （ a）短路匝数法 （b ）分路电流 法
（二）防空转设计
1、主电路的防空转设计 （1） 牵引电动机全并联结构 （2） 采用机械特性硬的牵引电动机 2、传动系统防空转设计 （1） 采用单电机转向架传动系统 （2）机械走行部分采用低位牵引，以及采 用合适的悬挂系统等措施
二、粘着控制
（一）粘着控制的必要性 （二）粘着控制分类
按控制类型分类
制动的方法：
摩檫制动：包括匝瓦制动和盘式制动 电气制动：包括电阻制动和再生制动 电磁制动：包括磁轨制动和涡流制动
产生
1、原因：摩檫制动和电气制动都是通过轮 轨粘着产生制动力 2、分析产生过程 见图1-4
第二节 空转与滑行、粘着控制
一、空转与滑行的产生与防止 （一）空转与滑行的产生 1、当动轮对的牵引力大于最大粘着力时， 轮对就发生空转。空转时，轮对的 转速迅速上升，若任其扩展往往可能在数 秒或略长的时间内超出构造速度。 2、使得动车的牵引力下降，而且会使轮 对的踏面严重擦伤，引起“扫膛”
改善粘着的方法
一是修正轮轨表面接触条件，改善轮 轨表面不清洁状态；二是试法改善轨道 车辆的悬挂系统，以减轻轮对减载带来 的不利影响 常用的措施：撒沙、清洗轨道、打磨钢 轨，改进匝瓦材料如用增粘匝瓦，改善 车辆悬挂减少轴重转移。
制动力的形成
定义：为了降低列车运行速度或停车，利用制
动装置产生与列车运行方向相反的外力称为制 动力
3、分析 图 1-2 牵引工况轮轨（接触面的弹性变形） 两区：滚动区和滑动区
牵引力的形成及限制
形成 ： 牵引电机的转矩 限制 ：受粘着条件的限制 若各动轴驱动转矩归算到轮轨的作用 力之和超出公式限制时，粘着条件相对 较差的动轮就会产生空转，动车的牵引 力就立即下降。
粘着系数与改善粘着的方法
影响粘着系数的重要因素 1、动轮踏面与钢轨表面状态 2、撒沙 3、 线路质量 4、 车辆运行速度和状态 5、 动车有关部件的状态
~ ~ ~
直流传动框图
交流传动框图
三、电动车组牵引特性
第一节 直流牵引电机
一般的说，串励电动机有软特性，他励 电动机有硬特性。
二、直流牵引调速系统-基本调速方 法
U Id R n CE
在上式中，CE是常数，Id是由负载决定的，因 此调节电动机的转速可以有三种方法：调解电 枢供电电压U、减弱励磁磁通Φ和改变电枢回 路电阻R。