直流牵引传动系统
电力机车和电动车组传动方式的分类及特点
电力机车和电动车组传动方式的分类及特点电力机车和电动车组的传动方式按照供电电源的性质及所采用的牵引电动机的不同，理论上可以分为直-直流传动、交-直流传动、交-直-交流传动、交-交流传动和直-交流传动等。
1.直-直流传动方式直-直流传动方式就是使用直流电源供电、直流牵引电动机驱动的传动方式，结构示意图如图1。
受电器从接触网或者第三轨上获取电能，通过直流电压调节装置对直流电压进行调节，从而达到调节直流(脉流)牵引电动机转速和转矩的目的。
图 1 直-直流传动方式示意图调压装置可以是：（1）电阻器：特点是简单、可靠。
维修方便，对使用和维护工人技术要求低。
但是电阻调速是有级的，调速过程中电阻器有能耗，能量损失大，调速性能差，在大功率场合长期调速运行，不仅损失的能量很大，还可能引起地铁隧道或周围环境温度升高。
（2）斩波器：用大功率电力电子器件构成，特点是效率高，调速性能好。
直-直流传动方式的主要特点是调速简单方便，但是直流供电电压低限制了其应用场合，并且直流牵引电动机体积大、维护工作量大、经济性能指标差。
早期的工矿电机车、城市有轨电车、无轨电车和地铁动车大多采用直-直流传动方式。
此外直流电流的回流会对线路周围的金属结构产生电蚀。
2. 交-直流传动方式交-直流传动方式就是使用交流电源供电、直流牵引电动机驱动的传动方式，结构示意图如图2。
受电器从接触网获取交流电能，通过整流调压装置对输出直流电压进行调节，从而达到调节直流牵引电动机转速和转矩的目的。
图2 交-直流传动方式示意图交-直流传动方式是我国电力机车长期使用的一种电力机车传动方式，国产韶山（SS）系列和进口的6K、8K电力机车等均采用这一传动方式，这些机车的主要差别在于调压整流方式和控制方式的不同。
这种传动方式的主要特点是接触网采用单相交流供电，可以大大提高电网的供电能力，减少牵引变电所的数量。
从技术上看，其缺点主要是因为采用直流牵引电动机所引起的。
3. 交-直-交流传动交-直-交流传动方式就是使用交流电源供电，中间经过降压整流变成直流，然后再将直流逆变成为频率和电压幅值可调的交流电，驱动交流牵引电动机的传动方式。
牵引系统--第2讲
逆变单元由IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）绝缘栅 双极型晶体管模块组成，能够实现将输入的直流电逆变为交流 电并变压变频输出，从而控制交流感应电机的转速，实现列车 速度在很宽泛的范围内平稳调节。
主回路系统构成
主回路系统构成
在列牵车引顶逆部变安器装分受别电给弓两，台用转于向将架电上流的从四电台网牵引引入电列机车供。电， 在压电源受和流转电置电操由换流到弓作受和最轨的过电作终道旁电弓为通形边压引高过成安，入速接电装保到断地流避护高路碳回雷主压器刷路器电隔前，。，系离的经主统开隔由要。关离车用，接体于隔地、防离。转止开向雷关架击用轴过于端电车接间地电装
• 牵引控制单元
对牵引电机进行矢量控制； 将车辆控制单元通过总线传输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保护； 对电制动进行调整保护，以及逆变器脉冲模式的产生。
主回路的功能概述及构成
• 定义：是牵引电机工作回路，通过指令对牵引电机进行控制； 为了保证直流供电电压的品质，采用
三相桥式逆变电路： 牵引时：工作在逆变状态，将直流电逆变成三相交流电输出。 电制动时：工作在整流状态，将交流电整流成直流电输出
放电电路：主回路在非工作状态时操作主回路设备。
检测电路：用来检测牵引主回路工作时各状态量，起监控和保护 主回路的作用。
城市轨道交通车辆牵引传动系统
主回路工况
• 牵引电机可以工作在牵引工况或制动工况； • 两个工作状态由主逆变器来管理。 • 牵引时：主逆变器工作在逆变状态，将直流逆变为交流；
直流滤波电路：与滤波电容构成滤波器，对逆变器的直 流侧双向滤波。 抑制电网侧发生的过电压，减少其对逆变器的影响。 抑制逆变器因换流引起的尖峰过电压。 抑制逆变器产生的谐波电流对电网的影响。 限制逆变器的故障电流。
直流牵引电机的工作原理及故障处理
直流牵引电机是电动车辆中常用的动力装置，其工作原理和故障处理如下：
工作原理：
1. 电磁感应：直流牵引电机通过电流在磁场中产生电磁力来实现转动。
当电流通过电枢线圈时，在磁场中产生电磁力矩，使电机转动。
2. 换向系统：为了实现电机的正常运转，需要一套换向系统，通常采用电刷与电枢之间的接触和分离来实现电流的换向，使电机能持续旋转。
3. 控制系统：通过对电机的电流、电压进行调节，可以实现对电机转速、转矩等参数的控制。
故障处理：
1. 电刷磨损：电刷是电机中易损件，长时间磨损会导致电刷接触不良或断裂。
解决方法是定期更换电刷或修整电刷端面。
2. 电枢绕组断路：电枢绕组断路会导致电机失去动力。
处理方法包括检查电枢绕组，修复绝缘层或更换损坏的绕组。
3. 电刷与电枢接触不良：这可能导致电机运行不稳定、发热过高。
解决方法是清洁电刷及其座槽，确保电刷与电枢之间的良好接触。
4. 电机过载：长时间超负荷运行会导致电机损坏。
通过限制负载或增加散热措施来避免电机过载。
5. 电机绝缘老*：导致电机绝缘性能下降，可能出现漏电等问题。
解决方法是定期进行绝缘测试，发现问题及时更换绝缘材料或绕组。
6. 电机轴承故障：电机轴承损坏会导致振动、噪音增大。
解决方法是更换损坏的轴承。
7. 控制系统故障：包括电流过大、电压不稳等问题，建议检查电机控制器及相关电气元件，进行故障排除。
在处理以上故障时，需要根据具体情况进行仔细检查和维护，确保直流牵引电机的正常运行，从而保证电动车辆的安全和可靠性。
机车电传动系统第三章——直流牵引电动机的特性
用K表示，电机的总损耗ΣP= KˊI2+K，将其代
入上则
UI K / I 2 K UI
根据此式画成曲线，即为电机的效率特性。
机械特性
电磁转矩和电枢电流有比例关系，机械特性具有 与转速特性相似的形状
电力拖动机组稳定运行条件 电动机和被它拖动的生产机械组成电力拖动机 组。生产机械的负载特性有的为与转速无关的恒转 速特性，有的为与转速成正比的负载特性，有的为 与转速的平方成正比的负载特性。电动机带动生产 机械，以某一稳定速度运行时，电动机的电磁转矩 必须等于生产机械的阻转矩。 在电动机的机械特性与负载特性的交点上，若 则机组能稳定运行。
转速特性
根据电动机的电势平衡方程式可得转速公式：
从上式可以看出，在 和 均为常数 时，影响电动机转速的因素有两个： （1）是电枢回路的电阻压降 ； （2）是磁通变化 。各种电动机的转 速特性如图：
转矩特性
直流电动机的电磁转矩公式为：
各种电动机的转矩特性如图：
并励电动机，磁通不随电枢电流变
化，转矩与电枢电流成正比，转矩曲
第二节 直流牵引电动机的特性
直流牵引电动机的特性有工作特性和机械特性。 当牵引电动机的电压为恒定时，电动机的转速 、 转矩 和效率 与电枢电流的关系曲线称为直流牵引电 机的工作特性即：速率特性 转矩特性 效率特性 电动机的机械特性是指电动机转速和电磁转矩之 间的关系。 励磁方式不同的电动机具有不同的特性。 他励和并励相同，因此只需分析并励、串励、复励三 种电动机特性。
第三节 直流牵引电动机的特性 分析
串励和并励电动机特性的比较
1.自调节性能 如右图所示,串励牵引电动机的牵引力 和速度能按照机车的运行条件自动进行 调节，自调节性能好。
CRH动车组驱动装置原理解析
CRH动车组驱动装置原理解析CRH动车组是中国铁路高速动车组列车的简称，以其高速、高效、高品质的特点而闻名。
其中，动车组的驱动装置起着至关重要的作用，直接影响列车的运行性能和安全性。
本文将对CRH动车组驱动装置的原理进行解析，以便更好地理解这一关键部件。
一、直流传动系统CRH动车组采用的是直流传动系统，其中包括电机、牵引变流器、车辆控制器等部件。
电机是驱动装置的核心，通过传递电能将机械能转化为动力，推动列车前进。
牵引变流器则负责控制电流大小和方向，实现对电机的精确控制。
车辆控制器则起着协调各个部件工作的作用，确保整个系统的稳定运行。
二、牵引力分配系统在CRH动车组中，牵引力分配系统负责控制不同车厢的动力输出，以确保列车在运行过程中保持平稳和协调。
该系统通过检测车辆的速度、加速度和牵引力需求等参数，动态调整每个车厢的输出功率，使整列车辆的牵引力分配更加均衡和高效。
三、制动系统除了驱动装置外，CRH动车组的制动系统也是至关重要的部件。
制动系统可以通过对电机的反向控制和制动器的作用，实现列车的减速和停车。
通过与驱动装置的协调工作，制动系统能够确保列车在运行过程中的安全性和稳定性。
四、能量回收系统为提高列车的能效和节能表现，CRH动车组采用了能量回收系统。
该系统可以在制动和减速过程中将部分动能转化为电能存储，再次供给电动机使用，实现能量的循环利用。
通过这种方式，不仅可以降低列车的能耗，还可以减少对环境的影响。
总结：CRH动车组驱动装置采用先进的直流传动系统，配合牵引力分配、制动和能量回收等系统，实现列车的高效运行。
这些系统的密切配合和协调作用，确保了CRH动车组在高速运行过程中的安全性、稳定性和节能性能。
希望通过本文的解析，读者能更加深入地了解CRH动车组的驱动装置原理，为相关领域的学习和研究提供参考。
直流牵引电动机
3.2.5均压线
• 均压线连接换向片的等电位点。用 来平衡由磁路不平衡而在电枢绕组 内部引起的环流。均压线分为甲种 均压线和乙种均压线。有全额均压、 1/2均压，1/4均压，均压线截面积一 般为电枢导体截面积的20%-30%。
3.1.4补偿绕组
• 补偿绕组设置在主极极靴部分的补 偿槽内，与换向极线圈及电枢绕组 串联，用来消除电枢反应对主极气 隙磁通畸变的影响，使换向器片间 电压分布均匀，从而减少发生环火 的可能性。作用是改善换向防止环 火。但ZD106E、ZD109B、ZD106电 机未设补偿绕组 。
3.1.5端盖和油封结构
直流牵引电动机
中国北车集团永济电机厂
目录
• 1.概述 • 2.牵引电动机的工作特点 • 3.直流电机的基本结构 • 4、电机故障分析 、 • 5、维护保养 • 6.电机的运输与存放
1.概述
• 各种电力传动车辆上所用的牵引发电 机、牵引电动机、辅助电机一起统称 为牵引电机。牵引电动机是驱动内燃 机车、电力机车、电动车辆、地铁车 辆、城市电车及公路车辆运行的主电 机。它的运行性能直接影响机车车辆 的牵引性能及经济技术指标，是电传 动机车上的关键设备。
3、 直流电机的基本结构
•
• 直流电机由定子和转子两大部分构成。定 子的作用是产生磁场，提供磁路和作为机 械支撑。转子（电枢）是产生感应电势和 电磁力矩实现能量转化的主要部件。
• 3.1.定子：包括机座、主磁极、换向极、 补偿绕组、端盖及轴承等部件组成。
• 3.1.1机座
• 机座分为圆形机座和方形机座；圆形机座 又分为铸钢机座和叠片机座；抱轴室悬挂 的机座上带有油箱、油箱集油器；机座主 要功能为导磁和机械支撑。
• 前、后端盖将电机两端封闭，并通 过轴承支撑转子。端盖上开有出风 口，轴承两侧为迷宫式油封。轴承 室的加油量一般为占轴承室总容量 的1/3~1/2，由于有负压作用使电机 漏油，一般端盖设有通大气孔 。
地铁列车电传动系统分析
地铁列车电传动系统分析摘要：文章通过对我国现阶段主型地铁车辆电传动系统构成及其功能的分析。
清晰的介绍了该系统各器件的作用及相互之间的关系。
为地铁车辆运用与检修提供了有益的参考。
关键词：地铁车辆电传动；主电路；系统工作原理一、轨道车辆电力牵引发展简介电力牵引是一种以电能为动力牵引车辆前进的牵引方式。
轨道车辆通过受流器从架空接触网或第三轨（输电轨）接收电能，通过车载的变流装置给安装在转向架上的牵引电机供电，牵引电机将电能转变成机械能，机械能通过齿轮传给轮对，驱动轮对在轨道上运动带动车辆前进。
轨道交通电力牵引传动系统分为：1、直流电力牵引传动系统（1）直流—直流（2）交流—直流2、交流电力牵引传动系统（1）直流—交流（2）交流—直流—交流早期的电力牵引的轨道车辆采用直流电动机（如北京地铁一号线）。
直流电动机存在体积大、结构复杂、工作可靠性差、制造成本高、维修麻烦的缺点。
随着交流电机控制理论和大功率电力电子元器件制造技术的发展，采用交流电机牵引的交流传动技术迅速崛起，使轨道车辆电力牵引技术上了一个新台阶。
交流—直流—交流供电系统运用于干线铁路。
我国城市内的地铁、轻轨网络多采用直流牵引制式，城市轨道交通采用直流供电制式是因为城市轨道交通运输的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，因此供电电压不需要太高，还由于直流制比交流制的电压损失小（同样电压等级下），因为没有电抗压降。
另外由于城市内的轨道交通，供电线路都处在城市建筑群之间，供电电压不宜太高，以确保安全。
基于以上原因，世界各国城市轨道交通的供电电压都在直流550～1500V之间。
我国国家标准也规定为750 V和1500V。
以北京和天津为代表的北方地区采用DC 750V供电电压制式，允许电压波动范围为DC 500V～DC 900V，第三轨受流；以上海和广州为代表的南方地区采用DC 1500V供电电压制式，允许电压波动范围为DC 1000V～DC 1800V，架空接触网受电弓受流。
列车电力传动与控制第1章交-直流传动技术
动、交-直流传动两个阶段。直-直流传动机车因技术原因已 被淘汰，交-直流传动机车/动车组技术成熟、性能可靠，保 有量很大，仍在许多国家、地区作为主型机车继续服役。 对于直流传动电力机车/EMU，没有经过直-直流传动阶 段，只经历了交-直流传动阶段。由于采用整流调压电路结构、 形式不同，先后经历了调压开关与二极管组合的有级调压、
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3
110KV/50Hz
发电厂
升压站
地区变电所
牵引变电所
25kV/50Hz
A
25kV/50Hz 分相绝缘节
B
回流线 钢轨
图1–1 电力牵引系统组成
弓等高压电器，将接触网上 25kV/50Hz 单相交流电导入机车 内牵引变压器一次绕组，电流流过一次侧绕组，经车体接地装
臵与钢轨、回流线联结，与牵引变电所形成高压供电回路。同
本章主要介绍电力机车、EMU的直流传动系统，围绕基 本组成、牵引与制动等主要方面，进行系统分析。
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1.1 电力牵引传动系统的组成
电力牵引系统是由牵引供电部分和牵引动力装臵两大部分
组成，包括从牵引变电所到列车受电弓在内的供电部分和牵引
动力装臵的传动系统。牵引动力装臵主要指电力机车、电动车 组（EMU）。电力牵引系统组成如图1-1所示。一般习惯上以
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电力传动与控制
入交流传动时代，新造机车/动车组全部采用交流传动系统,
其交流传动机车、动车组的应用已很成熟。我国目前在线运
用的机车绝大多数属于交-直流传动机车。交流传动机车、 动车组在我国还处于起步发展阶段。我国曾研发了个别车型 的交流传动机车，但由于受关键技术、成本等因素制约，只 在机车型谱里占了一个位臵，没有形成批量。当前正在引进 的和谐系列机车、动车组均采用交流传动系统，这将确定了 我国牵引动力的发展方向，必然是走交流传动之路。 直流电力传动技术(机车)的发展概略为：
直流牵引电机的工作原理及故障处理
直流牵引电机是一种常用于电动车、铁路机车等交通工具的驱动装置，其工作原理主要是将电能转换为机械能来驱动车辆行驶。
下面是直流牵引电机的工作原理及故障处理方法：
1. 工作原理：
-直流牵引电机由定子和转子两部分组成。
定子上有一定数目的电枢线圈，转子上则悬挂着一定数目的永磁体或励磁线圈。
-当电源施加到定子上时，产生的电磁场会将转子转动，从而实现牵引。
同时，为了控制电机的速度和方向，需要通过外部电路对电枢线圈进行控制。
2. 故障处理：
-电机无法启动：检查电源供给是否正常，电枢线圈是否损坏，电刷是否磨损过度，电机转子是否卡死等。
-电机发热：检查电机是否正常通电，电枢线圈是否短路，电刷是否与电枢接触不良，风扇是否运转正常等。
-电机转速异常：检查电枢线圈中的电阻值是否正常，电枢线圈是否短路，电刷是否磨损或接触不良等。
针对不同的故障问题，需要采取不同的处理方法，如更换损坏的部件、
进行维护保养、检查电路连接等。
同时，在平时的使用过程中，应该注意对直流牵引电机的日常检查和维护，以延长其寿命并保证运行安全可靠。
HXD3电气系统介绍
【引言概述】本文将对HXD3电气系统进行介绍，该系统是HXD3型电力机车中的核心部分之一。
电气系统作为机车的重要组成部分之一，对机车的运行和性能起着至关重要的作用。
本文将从五个大点来详细阐述HXD3电气系统的组成和功能。
【正文内容】一、主控制系统1.牵引控制模块功能及原理2.制动控制模块功能及原理3.辅助控制模块功能及原理4.信号处理模块功能及原理5.数据通信模块功能及原理二、直流传动系统1.逆变器模块功能及原理2.励磁系统功能及原理3.牵引电机功能及原理4.制动电阻功能及原理5.母线和变压器功能及原理三、辅助供电系统1.电池组功能及原理2.静止变流器功能及原理3.馈电变压器和整流充电机功能及原理4.辅助电源开关装置功能及原理5.辅助负载装置功能及原理四、智能检测与保护系统1.灵敏系数与接线方式功能及原理2.过载保护功能及原理3.短路保护功能及原理4.电源低压保护功能及原理5.温度保护功能及原理五、列车接口系统1.车载监控系统功能及原理2.通信系统功能及原理3.车载信息系统功能及原理4.列车自动控制系统功能及原理5.转向架接口装置功能及原理【总结】HXD3电气系统作为HXD3型电力机车中的核心部分，包含主控制系统、直流传动系统、辅助供电系统、智能检测与保护系统以及列车接口系统等五个大点。
每个大点下又包含59个小点来详细阐述其功能和原理。
HXD3电气系统的合理设计与运行稳定性直接影响着机车的牵引力、制动力及其他性能指标的表现，因此，了解和熟悉HXD3电气系统的结构和原理对于保证机车的正常运行具有重要意义。
直流牵引系统的名词解释
直流牵引系统的名词解释直流牵引系统是一种重要的轨道交通系统，广泛应用于地铁、有轨电车和高速铁路等领域。
本文将对直流牵引系统涉及的一些主要名词进行解释和探讨，以帮助读者更好地了解这一技术。
1. 直流牵引系统直流牵引系统是一种利用直流电源供电的电力传动系统。
它由供电系统、牵引变流器、牵引电动机和传动装置等组成。
直流牵引系统主要包括牵引系统和辅助系统两个部分。
其中，牵引系统负责将电能转化为机械能，使车辆运行；辅助系统则提供车辆辅助功能，如照明、空调和紧急制动等。
2. 牵引变流器牵引变流器是直流牵引系统中的关键设备之一。
它将交流电源转换为直流电源，供给牵引电动机。
牵引变流器的主要功能是控制电机的速度和扭矩输出，以满足车辆的运行需求。
常见的牵引变流器类型有晶闸管变流器和现代化的高压脉宽调制变流器。
3. 牵引电动机牵引电动机是直流牵引系统中实现电能转化为机械能的核心部件。
它通常采用直流串联电动机或直流复合电动机。
牵引电动机具有高效率、可靠性强和扭矩特性好等优点，能够提供足够的动力驱动车辆运行。
4. 传动装置传动装置是直流牵引系统中的另一个重要组成部分。
它通过传递电动机的扭矩，将能量转化为轮轴的旋转力，推动车辆前进。
传动装置通常包括齿轮传动和转向架等，能够通过合理的设计提高传动效率和系统性能。
5. 制动系统制动系统是直流牵引系统中保证车辆行驶安全的关键部件。
它可以分为常用制动和紧急制动两种。
常用制动通过减速装置将动能转化为热能来实现制动，通常由电动制动和机械制动组成。
紧急制动则通过电气或气动系统来迅速停止车辆，保障乘客和车辆的安全。
6. 供电系统供电系统是直流牵引系统的能源来源。
它通常由供电网、变电站和接触网等组成。
供电网将电能输送到变电站，经过变压器等设备进行处理后，通过接触网供给给车辆的牵引电动机。
供电系统对于保证直流牵引系统的稳定运行和可靠供电至关重要。
总结：直流牵引系统是现代轨道交通系统中广泛采用的一种电力传动技术。
浅谈高速动车组电力牵引传动控制系统
浅谈高速动车组电力牵引传动控制系统摘要：高速动车组的发展为我国铁路事业做出了巨大贡献。
人们的出行方式从最初的汽车到飞机，再到现在的高速动车组，也是铁路行业多年努力的结果。
随着经济、高效、安全型高速动车组越来越受到人们的青睐，人们也对高速动车提出了更高的需求,因此有必要对动车牵引系统加以优化,以更好地推进高速动车牵引体系的发展,并维护着我国高速动车交通运输业的平稳发展。
动车组传动系统,是指动车组的动力传动装置。
牵引电机所产生的驱动力经由轴承和变速箱直接传导给轮胎,最后形成牵引作用。
主要阐述了我国高速动车组牵引系统的基本构造,并对各元件的分布情况和工作原理进行了详细描述。
关键词：高速动车组；牵引系统；结构分布；工作原理引言：随着国内高速运输的全面发展，电力机车以其功率大、运量大、牵引力大、速度快等特点在我国得到广泛应用。
特别是近年来，高速动车组列车的速度等级不断提高，载重能力也在不断增加，对列车运行质量提出了更高的要求。
作为动车组列车的十大关键技术之一，牵引传动控制系统的可靠性一直是研究的重点和难点。
结合当前先进的控制理论和方法，深入研究动车组牵引传动控制系统，有效提高牵引系统的可靠性，是保证动车组列车安全稳定运行的一个重大突破点。
通过对动车组列车牵引传动控制系统现状的讨论，分析了列车牵引系统的可靠性。
一、我国高速动车组牵引传动控制系统的发展现状1.牵引动力配置方式以动力集中方式为主我国高速动车组主要是CRH3型动车组，有两种方式：牵引电源配置有集中电源和分散电源。
电力集中的第一种形式是常见的、常规的电力牵引，这种牵引已经使用多年，在上都地区无论是结构上还是技术上都比较成熟，应用广泛。
第二种是权力分散的方式，这种方式现阶段技术还不成熟，使用的范围较小，技术还不太成熟，所具有的缺点是技术不稳定，资金投入不足等缺点。
2.我国高速动车组以直流传动制式为主我国的高速铁路动车组大多采用CRH3系列动车组动车组,牵引传动系统一般分为两种形式:直流传动系统、交流传动系统。
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。
动车组牵引传动系统的构成与工作原理
动车组牵引传动系统的构成与工作原理动车组牵引传动系统的构成与工作原理1. 引言动车组是现代高速铁路的重要组成部分，而牵引传动系统则是动车组的核心部件。
牵引传动系统能够提供动力，并将其传递到车轮上，使列车得以正常运行。
本文将深入探讨动车组牵引传动系统的构成与工作原理，以便更全面地理解其在高速铁路运输中的重要作用。
2. 构成动车组牵引传动系统由多个关键部件组成，包括牵引逆变器、牵引变压器、牵引电机、传动装置等。
2.1 牵引逆变器牵引逆变器是动车组牵引系统的核心组件之一，它负责将来自供电系统的直流电转换成交流电，为牵引电机提供供电。
牵引逆变器能够根据列车的运行状态和要求来调整输出电压和频率，以实现精确的牵引力控制。
2.2 牵引变压器牵引变压器通常位于牵引逆变器和牵引电机之间，其主要作用是将牵引逆变器输出的交流电转换成适合牵引电机使用的电压。
通过牵引变压器的变换，牵引电机可以得到稳定和可控的电压供应，从而实现牵引力的精确控制。
2.3 牵引电机牵引电机是动车组牵引传动系统的关键部件，负责将电能转换为机械能，驱动车轮的转动。
牵引电机通常采用交流电机，其结构紧凑、效率高，并具有良好的低速和高速特性。
牵引电机的输出扭矩和转速能够根据车速和牵引力需求进行精确的调节。
2.4 传动装置传动装置是将牵引电机的转动传递到车轮上的重要组件，其主要有轴、轴承、减速器等部件组成。
传动装置的设计旨在减小能量损失和噪音产生，并提高动车组的牵引性能和行驶平稳性。
3. 工作原理动车组牵引传动系统的工作原理可以简单地概括为：通过供电系统向牵引逆变器提供直流电源，牵引逆变器将直流电转换成交流电，输出给牵引变压器；牵引变压器将交流电转换成适合牵引电机使用的电压；牵引电机将电能转换为机械能，并通过传动装置将转动传递到车轮上，从而推动列车运行。
具体来说，牵引逆变器能够根据列车的速度以及牵引力需求对输出电压和频率进行调节。
在加速过程中，牵引逆变器提供较高的电压和频率，以提供足够的牵引力；而在减速和制动过程中，牵引逆变器通过降低电压和频率来控制牵引力的减小。
动车组牵引系统组成结构
动车组牵引系统组成结构
动车组全列车分多个动力单元，每个牵引单元可以单独独立。
25kV、50Hz 单相交流电源从接触网经受电弓处受流，通过真空断路器与牵引变压器1 次侧绕组连接。
每个动力单元车中各设牵引变压器、牵引变流器 牵引变流器包括整流器和逆变器）及牵引电机。
牵引变流器牵引运行时向牵引电动机供电，制动时将制动再生电能反馈回电网。
牵引电动机为3 相鼠笼式感应电动机，其轴端安装有速度传感器，向牵引变流器､制动控制装置 BCU）输出转子频率信号。
交—直流传动系统控制是指机车或者动车组采用交流电供电、直流电机驱动动车组运行的传动系统。
为了能够用电网提供的交流电驱动直流电机工作，系统中采用了变流器，将交流电变换成直流电，并通过变流器的的控制来调整直流电机的工作速度。
目前动车组运用较少。
动车组牵引传动系统的能量传递与转换过程，受电弓从接触网接受25KV 50Hz高压交流电能，经过安装在车底架上的主变压器降压，降压后的交流电经牵引变流器转换成可变频率可变电压的三相交流电送给牵引电机，将电能转换成牵引列车的机械能。
目前我国动车组都属于交－直－交传动的电力牵引列车。
城市轨道交通列车牵引传动系统
城市轨道交通列车牵引传动系统城市轨道交通列车的牵引力是由城市轨道交通列车的牵引系统产生的，因此要掌握城市轨道交通列车牵引力的知识，就必须先掌握列车牵引传动系统的基础知识。
目前城市轨道交通列车的牵引传动系统基本都是电力牵引传动系统，其基本的工作过程是：电能经过列车牵引供电系统传输和相应的转换，提供给列车的牵引电动机，电能转换成机械能，从而驱动列车运行。
城市轨道交通列车牵引供电的电源是城市电网，城市电网提供的电能经过牵引变电所的降压、整流变成DC 1 500 V（或DC 750 V），再通过馈电线传递给接触网，然后通过受流装置，由钢轨和回流线流回牵引变电所形成回流。
城市轨道交通列车牵引传动系统的基本特点是牵引功率大、传动效率高、能源利用率高、绿色环保、产生的污染很少、容易实现自动化控制。
城市轨道交通列车的牵引电动机为列车提供动力，牵引电动机按工作原理可分为直流电动机、交流异步电动机、交流同步牵引电动机三种。
由于交流电动机与直流电动机相比不需要换向器，结构简单，可靠性高，维护量少，重量小，并能获得较大的单位重量功率，具有良好的牵引性能，同时三相交流牵引电动机的调频、调压特性如果设计合理，可以实现大范围的平滑调速，还具有防空转的性能，使黏着利用率提高；三相交流牵引电动机对瞬时过电压和过电流很不敏感，在启动时能在更长的时间内产生较大的起动力矩。
因此，交流异步电动机有取代直流电动机的趋势。
一、牵引传动系统的工况城市轨道交通列车的牵引传动系统有两个工况：牵引工况和制动工况。
1、在牵引工况下，列车牵引传动系统为列车提供牵引动力，将供电接触网上的电能转换为列车在轨道上运行的机械能。
2、制动工况可以分为再生制动工况和电阻制动工况。
再生制动就是将列车的机械能转换成电能反馈到接触网再供给其他列车或车站设备使用，这种方式能最大限度地降低电能的损耗。
列车制动过程中牵引传动系统反馈的电能超过了接触网上的限值（达到DC 1 800 V）时，列车电制动产生的电能将会消耗在制动电阻上，通过制动电阻发热而消耗到大气中去，这种通过制动电阻消耗电能的电制动工况称为电阻制动工况。
动车组牵引传动系统
CRH1列车基本单元
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M3
Tb
Mc1
M1
Tp1
Mc2
M2
Tp2
TBU3
TBU1
TBU2
牵引传动系统的能量传递与转换
CRH1的受电弓从接触网接受25KV 50Hz高压交流电能，经过安装在车底架上的主变压器降成900V 50Hz交流电， 降压后的交流电经网侧变流器转换成1650V DC直流电能，该直流电再由牵引逆变器转换成可变频率可变电压的三相交流电送给牵引电机，将电能转换成牵引列车的机械能。
牵引传动及计算机控制系统示意图
TCMS接受司机的指令信息，经过转换与运算以后发给主回路电器系统执行实施能量转换过程，控制列车运行；TCMS还检测列车运行的实际状态信息，对该状态信息进行处理和判断，一方面显示给司机、乘务人员和维护人员了解列车的运行情况，另一方面对出现的异常情况进行报警和应急处理。
可以说牵引主回路是列车运行的驱干，TCMS系统是列车运行的灵魂。
牵引传动系统主电路构成
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CRH1的主电路框架
TBU1单元的牵引电路框图
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该动车组由南车四方机车车辆股份有限公司与国外合作伙伴川崎重工提供。四方动车组是以日本新干线E2－1000型动车组为原型车经改变设计而成的。 动车组采用8辆编组，4动4拖，由两个动力单元组成。每个动力单元由2个动车和 2个拖车（T-M –M-T）组成。
CRH2动车组牵引传动系统 CRH2(四方/川崎动车组)
CRH 2 编组结构图
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1、CRH2动车组牵引系统的组成
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牵引系统的组成：4号车或者6号车的受电弓受电，通过车顶上的特高压导线，经由VCB后被送到2号车或者6号车的主变压器。车顶上安装有保护接地装置（EGS），运行中，需要紧急让变电所区间内的所有车辆停车时，让其动作，使架线接地短路。EGS的操作必须按照铁道部的规定执行。
城市轨道交通牵引传动系统
牵引传动系统
2 直流牵引传动系统
①直流电动机
图6-1 直流电动机的工作原理模型
牵引传动系统
2 直流牵引传动系统
②直流发电机。直流发电机的结构分为可旋转部分和静止部 分。可旋转部分称为转子，静止部分称为定子，定子和转子之间 存在气隙。定子的作用：在电磁方面产生磁场和构成磁路，在机 械方面作为整个电机的支撑。定子由磁极、机座、换向极、电刷 装置、端盖、轴承等组成。转子又称电枢，是电机的转动部分， 是用来产生感应电动势和电磁转矩，从而实现机电能量转换的关 键部分。它包括电枢铁芯、换向器、电机转轴、电枢绕组、轴承 、风扇等。
牵引传动系统
3 交流牵引传动系统
交流异步牵引电机的转速控制方法是在保持电源频率恒定的 情况下改变定子电压的大小，从而实现控制目的的。目前，我国 的城轨交通车辆多采用闭环控制系统，基本采用：转差-电流控 制，如上海地铁2号线车辆；矢量控制，如西安地铁2号线DKZ27 型车辆、广州地铁1号线车辆、北京地铁1号线SMF04型车辆等； 直接转矩控制，如深圳地铁1号线车辆。
（1）交流牵引电机的类型。交流牵引电机有同步和异步之 分，目前城轨交通车辆普遍采用的是交流异步牵引电机， 异步 牵引电机在空间利用和重量上都优于同步牵引电机，因此被广泛 应用。异步牵引电机采用VVVF控制，即直流电通过逆变器变为 三相交流电，用电压和频率的变化来控制异步牵引电机的转速变 化，获得最佳的调速性能，并实现再生制动。
牵引传动系统
1 牵引传动系统概述
1.牵引传动系统的工况
牵引传动系统有两个工况：牵引工况和制动工 况。
（1）牵引工况。在牵引工况下，列车牵引传 动系统为列车提供牵引动力，将供电接触网上的 电能转换为列车在轨道上运行的动能。
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直流牵引传动系统
直流牵引传动系统由接触网侧高压电路和直流电机调速电路组成，包括受流器、断路器、接触器、直流牵引电机、齿轮箱、轮对、接地回流装置等。
（1）直流牵引传动系统的类型。
直流牵引传动系统按电机调速的原理不同可分为变阻控制和斩波调压控制。
变阻控制通过调节串入电机回路的电阻，改变直流牵引电机的端电压而达到调速目的，有凸轮调阻控制和斩波调阻控制两种类型。
斩波调压控制是通过控制接在电网与牵引电机之间的斩波器的导通与关断来改变牵引电机的端电压而达到调速目的的。
斩波调压控制装置代替了启、制动电阻，在启动过程中减少了电能的消耗，在再生制动过程中回收一部分电能的消耗，并在再生制动的过程中回收一部分电能，与凸轮变阻车相比可节约电能20%～30%，并且启、制动过程完全是无级平滑调节的，提高了平稳性。
（2）直流牵引电机的特点及类型。
直流牵引电机具有以下特点：良好的牵引和制动性能，调速方便；防空转性能较差，等功率条件下，直流牵引电机的体积和重量较大，换向困难，电位条件恶化，易产生环火和复杂的维护，特别是在高电压大功率时，换向困难，电位条件更加恶化，使电机的工作可靠性降低。
直流牵引电机按其工作目的的不同可分为直流电动机和直流发电机。
①直流电动机。
②直流发电机。
直流发电机的结构分为可旋转部分和静止部分。
可旋转部分称为转子，静止部分称为定子，定子和转子之间存在气隙。
定子的作用：在电磁方面产生磁场和构成磁路，在机械方面作为整个电机的支撑。
定子由磁极、机座、换向极、电刷装置、端盖、轴承等组成。
转子又称电枢，是电机的转动部分，是用
来产生感应电动势和电磁转矩，从而实现机电能量转换的关键部分。
它包括电枢铁芯、换向器、电机转轴、电枢绕组、轴承、风扇等。