城市轨道交通车辆电气控制系统构成

第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
3. 直流牵引电动机的功率利用 从牵引供电的角度不希望机车的牵引功率在整个列车运行过程中有大幅度的变 化，过多的功率波动将造成供电设备容量和接触网导线截面增加等问题。
第1章 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
本章重点 城市轨道交通概念。 城市轨道交通车辆电气系统组成。 城市轨道交通车辆主要电气设备配置。
1.1 城市轨道交通车辆电气控制系统基本概念
城市轨道交通系统是指在城市中使用车辆在固 定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。 城市轨道交通的定义为：通常以电能为动力， 采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总 称。
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
2. 高压电器单元 高压电器单元是将受流器从接触线路采集的电能引入车内，为牵引设备和其他 设施提供动力并进行高压系统的控制、检测和保护。高压电器单元主要包括主 断路器、避雷器、接地开关和检测保护装置等。
第2章 城市轨道交பைடு நூலகம்车辆牵引传动系统
3. 牵引变压器 牵引变压器的作用主要是将电网电压转换成适当的电压供列车牵引系统和其他电气 系统使用；另外牵引变压器还可以将列车电气系统与接触网相隔离，并提供滤波、 保护等手段，为列车提供安全、可靠、高质量的电源。
4. 变流器 变流器是一类采用功率电子器件实现电源制式或性能变换的功率转换设备，它主要 包括实现交流到直流变换的整流器、直流到交流变换的逆变器、实现直流电压变换 的直流变换器和实现交流频率变换的交-交变流器。
5. 牵引电动机 牵引电动机可分为直流牵引电动机、交流牵引电动机和直线牵引电动机，交流牵引 电动机又可分为交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机。目前在车辆牵引系统 中主要采用的是交流异步牵引电动机，只有在磁悬浮列车的牵引系统中采用交流同 步牵引电动机。
2.1 车辆电气牵引系统 城市轨道交通车辆中采用电动机驱动的电气传动部分称为车辆牵引传动系统， 它以牵引电动机为控制对象，通过开环或闭环控制系统对电动机所产生的牵引 力和速度进行调节，以满足车辆牵引和制动特性的要求，从而实现对车辆的运 行控制。
2.1.1 车辆牵引系统的主要设备 车辆牵引系统的基本组成如图2-1所示。在系统的基本结构中主要由5部分设 备，即：受流器；高压电器单元；变流设备，主要是整流器或变流器；驱动设 备，即牵引电动机和控制设备；转向架及车辆。
城市轨道交通牵引供电系统主要是指牵引变电 所和直流牵引网两部分，如图1-1所示。
第1章 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
城市轨道交通车辆电气控制系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。按 其作用和功能可分为不同的车辆电气控制系统，如图1-2所示为城市轨道交通车 辆电气控制系统的组成框图。
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第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
1. 受流器 受流器的功能是将电源引入车内。我国干线铁路和大部分城市的轨道交通车辆 的受流器都采用受电弓，只有部分城市的地铁车辆采用第三轨受流器；另外， 目前正在研制的中低速磁悬浮列车也采用第三轨受流器。 从接触网将电源引入车辆的装置称为受电弓，如图2-2所示。
图2-7（a）表示转速差异在两台并励式电动机之间引起的负载分配不均； 图 2-7（b）表示同样的转速差异在两台串励式电动机之间引起的负载分配不均。
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2. 电压波动对牵引电动机工作的影响 接触网电压经常会发生波动，如当电力机车运行经过两个牵引变电所供电的交 界处时，供电电压就会突然变化。这种变化进行得很快，而列车的速度还来不 及改变，就可能产生大的电流冲击和牵引力冲击。
1.2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
以庞巴迪公司与长春客车厂生产的地铁车辆的主要电气设备配置为例，如图1-3 所示。在城市轨道交通电动列车中，动车和拖车通过车钩连接而成的一个相对 固定的编组称为一个（动力）单元。一列车可以由一个或几个单元编组而成。
第1章 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
本章小结
6. 牵引控制设备 牵引控制设备是保证牵引系统有序、正常工作的核心设备。早期的控制设备是由一 些有节点的电器如继电器、接触器等构成，功能上实现“与”、“或”、
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2.2 直流牵引传动系统
多年以来，直流串励牵引电机一直作为各种铁道车辆的主要牵引动力，因为它 具有启动性能好、调速范围大、过载能力强、功率利用充分、运行较可靠且控 制简单等优点。
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第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
1. 牵引电动机之间的负载分配 理论上机车上各台牵引电动机的负载应当是相同的，但是由于各台牵引电动机 的特性不可能完全相同，实际的动轮直径也有所差异（包括公差和磨耗），这 些差异都将引起电动机之间负载分配的不均匀。
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
本章重点 城市轨道交通车辆牵引传动控制的类型。 城市轨道交通车辆直流、交流传动的控制原理。 城市轨道交通车辆牵引和电制动电路。 城市轨道交通车辆整流、斩波和逆变电路工作原理及应用。 城市轨道交通车辆高压电路工作原理。
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
1．城市轨道交通系统是指在城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市 客运的交通系统。 2．城市轨道交通的定义为：通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运 量公共交通的总称。 3．城市轨道交通车辆电气包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。 4．城市轨道交通车辆电气控制系统包括牵引传动系统、辅助供电系统、牵引/ 制动控制系统、车门系统、空调系统和列车微机控制系统等。
2.2.1 直流牵引电动机的牵引性能
直流电动机的机械特性与励磁方式有关，直流电机的励磁方式有：串励、并 励、复励等，如图2-4所示。图2-4（a）是并励方式的工作示意图；图2-4（b） 是串励方式的工作示意图；图2-4（c）是他励方式的工作示意图。
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
直流牵引电动机的基本工作原理可以用下述两个方程表示：