城市轨道交通车辆电器 (1)
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轨道交通供电4 牵引变电所的主要电气设备(1)
(3)多绕组变压器：用于电力系统 (4)自耦变电器：用于连接不 中一种电压等级输入变换得到多种 同电压的电力系统。也可做为 不同电压等级。如分裂变压器。 普通的升压或降后变压器用。
4.按冷却方式分：
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却 (1)干式变压器：依靠空气对 介质、如油浸自冷、油浸风冷、油 流进行冷却，一般用于局部照 浸水冷、强迫油循环等。 明、电子线路等小容量变压器。
5.按铁芯形式分： (1)芯式变压器：用于高 压的电力变压器。 (2)壳式变压器：用于大电流的特殊 变压器，如电炉变压器、电焊变压器； 或用于电子仪器及电视、收音机等的 电源变压器。
6.按容量分： 按电力部门的相关规定: 630KVA以下为小型变压器；800--6300KVA为中小型变压器； 8000--63000KVA为大型变压器；90000KVA及以上为特大型变压器；
牵引变电所的电源一般来自电力系统的区 域变电所，牵引变电所的任务就是将电力系 统提供的三相工频交流电变为牵引所用的电 能。根据牵引制式的不同，牵引变电所又分 为直流牵引变电所和交流牵引变电所。根据 不同的牵引制式，变电所内完成相应的变压、 变相、变流作用。目前我国的牵引变电所主 要有电气化铁路的单相工频交流制牵引变电 所和城市轨道交通系统（地铁、轻轨）的直 流牵引变电所。
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
城市电网
主变电所
高压供电系统
三相交流
牵引变电所 牵引供电系统
馈线 回流线
接触网
直流
轨道
牵引变电所的类型和原理
牵引变电所是城市轨道交通牵引供电系统 的核心，它负担对电动列车直流电能的供 应，它的站位设置，容量大小，需根据所 采用的车辆形式、车流密度、列车编组， 经过牵引供电计算，经多方案比选确定。 牵引变电所有两种形式：户内式变电所和 户外式箱式变电所，前者适宜地下线路， 后者适宜地面线路。
城市轨道交通车辆电机电器课程标准车辆技术
城市轨道交通车辆技术专业《城市轨道交通车辆电机电器》课程标准一、课程基本信息课程代码：18071027学时数：108 学分：6先修课程：《城市轨道交通电工电子技术》、《机械基础》、《城市轨道交通概论》等。
后续课程：《城市轨道交通牵引供电》、《城市轨道交通安全与应急处理》、《计算机网络通信技术》等。
二、课程性质该课程是五年制高职学校学生的一门专业课程，为培养轨道交通车辆技术运用管理的高素质人才的目标服务，在前续课程的基础上进一步培养学生的职业意识，为后续课程打下基础。
1.与前续课程的联系通过《城市轨道交通电工电子技术》、《机械基础》、《城市轨道交通概论》等的学习，学生了解了城市轨道交通车辆电机电器的一些基础知识和总体组成，为以后学习打好基础。
2.与后续课程的关系为学生后续课程《城市轨道交通牵引供电》、《城市轨道交通安全与应急处理》、《计算机网络通信技术》等课程学习打下高度的相关基础，为学生在以后工作中提供轨道交通车辆技术运用管理方面的必要知识。
《城市轨道交通车辆电机电器》是五年制高职城市轨道交通车辆技术专业学生的一门必修的专业核心课程。
三、课程的基本理念本课程是城市轨道交通车辆技术专业的一门核心课程，是本专业核心能力的支撑。
其前修课程是电工电子技术、城市轨道交通概论等专业基础课程，是专业基础课程知识的具体应用及专业基础能力的进一步提升，同时为后续的牵引供电、车辆运用与管理等专业核心课程打下坚实的知识与能力基础。
通过本课程学习，使学生具有一定的职业素养，为学生的职业综合能力形成奠定基础。
四、课程的设计思路本课程其总体设计思路是，木课程面向城市轨道交通运营及生产企业，根据生产、管理、服务第一线从事城轨车辆检修、驾驶、运营管理工作的需要，以培养学生对城轨车辆电机电器结构分析能力为重点，在分析学习领域对应的典型工作任务所需知识、技能、素质的基础上，参照行业职业资格标准，确定教学内容。
将相关的知识、技能、素质按照学生的认知规律和职业成长规律，由易至难，由单一复杂的地用于各学习活动中，实现知识、技能、素质的同步提高。
城市轨道交通车辆电气
33
制动电阻器
34
5 制动电阻器的结构认知与检修
任务二 认知制动电阻器的工作过程
一、电阻制动原理过程 （一）电阻制动的动作过程 （二）制动单元动作情况 二、列车制动控制 （一）常用制动/BB （二）快速制动/BSB （三）紧急制动指令/BNB （四）停放制动
35
5 制动电阻器的结构认知与检修
任务三 认知制动电阻器的维护和检修
任务一 认知接触器的作用类型和结构组成
一、接触器的用途类型 （一）接触器的用途 （二）接触器的类型 二、接触器的结构特点 （一）交流接触器的结构特点 （二）直流接触器的结构特点
27
4 接触器的结构认知与检修
任务一 认知接触器的作用类型和结构组成
三、接触器的主要技术参数 （一）直流接触器的技术参数 （二）交流接触器的基本参数
二、城市轨道交通车辆电路图基本知识 （一）电路图页面结构 （二）电路图阅图说明
2
1 常用低压电器结构认知与检修
任务二 认知常用低压电器
一、直流电磁接触器 （一）直流接触器的作用 （二）直流接触器的分类 （三）直流接触器的组成 （四）直流接触器的技术参数
3
1 常用低压电器结构认知与检修
4
1 常用低压电器结构认知与检修
一、制动电阻器的检查与保养 二、制动电阻及其冷却风机的检修
36
6 蓄电池的结构认知与检修 任务一 认知蓄电池箱的结构特点和安装位置
任务二 认知常用低压电器
二、线路滤波器 （一）线路滤波器的作用 （二）线路滤波电抗器 （三）线路滤波电容器 （四）线路滤波电容器主要参数
5
1 常用低压电器结构认知与检修
任务二 认知常用低压电器
三、继电器 （一）继电器的组成 （二）继电器的工作原理 （三）继电器的技术参数
制动电阻器
34
5 制动电阻器的结构认知与检修
任务二 认知制动电阻器的工作过程
一、电阻制动原理过程 （一）电阻制动的动作过程 （二）制动单元动作情况 二、列车制动控制 （一）常用制动/BB （二）快速制动/BSB （三）紧急制动指令/BNB （四）停放制动
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5 制动电阻器的结构认知与检修
任务三 认知制动电阻器的维护和检修
任务一 认知接触器的作用类型和结构组成
一、接触器的用途类型 （一）接触器的用途 （二）接触器的类型 二、接触器的结构特点 （一）交流接触器的结构特点 （二）直流接触器的结构特点
27
4 接触器的结构认知与检修
任务一 认知接触器的作用类型和结构组成
三、接触器的主要技术参数 （一）直流接触器的技术参数 （二）交流接触器的基本参数
二、城市轨道交通车辆电路图基本知识 （一）电路图页面结构 （二）电路图阅图说明
2
1 常用低压电器结构认知与检修
任务二 认知常用低压电器
一、直流电磁接触器 （一）直流接触器的作用 （二）直流接触器的分类 （三）直流接触器的组成 （四）直流接触器的技术参数
3
1 常用低压电器结构认知与检修
4
1 常用低压电器结构认知与检修
一、制动电阻器的检查与保养 二、制动电阻及其冷却风机的检修
36
6 蓄电池的结构认知与检修 任务一 认知蓄电池箱的结构特点和安装位置
任务二 认知常用低压电器
二、线路滤波器 （一）线路滤波器的作用 （二）线路滤波电抗器 （三）线路滤波电容器 （四）线路滤波电容器主要参数
5
1 常用低压电器结构认知与检修
任务二 认知常用低压电器
三、继电器 （一）继电器的组成 （二）继电器的工作原理 （三）继电器的技术参数
城轨车辆电器-接触器、继电器
JZ7
没有主辅之分，各对触点允许通过
的30％～65％， 释放电流为线圈额定电流
的10％～20％。
城轨车辆电器
2．欠电流继电器 符号
继电器
城轨车辆电器
（二）电压继电器 作用：
输入量为电压的继电器叫电压 继电器。根据线圈两端电压的 大小而接通或断开电路。
继电器
特点及接线：
继电器线圈的导线细、匝数多、阻抗大。
使用时电压继电器的线圈并联在被测量的 电路中.
城轨车辆电器 （二）电压继电器
分 类：
过电压继电器 欠电压继电器 零电压继电器
继电器
城轨车辆电器
过电压继电器
继电器
➢当电压大于其整定值时动作的电压继电器， 主要用于对电路或设备作过电压保护，常用 的过电压继电器为JT4—A系列，其动作电 压可在105％～120％额定电压范围内调整。
城轨车辆电器
城轨车辆电器
符号
KM KM KM
KM
城轨车辆电器
继电器
城轨车辆电器 分类
继电器
按输入信号的性质
按输出方式
电压继电器、电流继电器、 时间继电器、速度继电器、 压力继电器等
有触点式、无触点式
按用途
按工作原理
控制用与保护用继电器等
电磁式继电器、电动式继电器、 感应式继电器、热继电器和电 子式继电器等
由于主触点多采用滚 动接触的指形触点。 在触点闭合过程中， 动触点与静触点接触 过程为A－B-C，断 开时相反. 这样可自动清除触点 表面的氧化膜，保证 了可靠的接触。
辅助触点的通断电流小，可有若干对。
可根据接触器自动控制程度的大小，用
其进行互锁的。
城轨车辆电器
双线圈
城市轨道交通车辆电气控制系统构成
（一）受电弓 1. 车辆的供电与受流
• 国家标准：
DC1500V——接触网 DC750V——第三轨
• 供电方式：
接触网供电——受电弓 接触轨供电——集电靴
牵引网
用以供 牵引电 流返回 牵引变 电所的 导线
主变电站
牵引变电站
馈电线
回流线
由馈电线、接触网、轨道回 路及回流线组成的供电网络
称为牵引网
为便于检修和缩 小事故范围，将 接触网分成若干 段称为电分段
一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述
2. 功能 车门控制系统
• 通过列车信息显示系统，告知和提醒 驾驶员所有乘客车门的状态。
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
二、城市轨道交通车辆总体控制
1. 概念
在轨道交通运输中，采用电动机机械传动来满足车辆牵引的电气部分，称 为电力牵引传动控制系统。
2. 特点
以牵引电动机作为控制对象，通过控制系统对电动机的速度和牵引力进行 调节，以满足车辆牵引和制动特性的要求。
3. 分类
根据电动机形式的不同，控制系统分为两类： • 直流牵引电动机的直流传动控制系统 • 交流牵引电动机的交流传动控制系统
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
二、城市轨道交通车辆总体控制
➢ 城市轨道交通车辆最根本的任务：运输 ➢ 完成运输任务的关键：车辆的运行速度及其控制 ➢ 控制系统作用：根据运营系统给出的命令
对各功能子系统进行调控。 ➢ 控制系统类型: 牵引控制、制动控制 ➢ 控制系统控制方法：数学模型化、传统的PID调节、
人工智能原理的解整个列车的运行状态和各 主要单元部件的工作状态，必要时人工干预。
电分段
馈电线 接触网
经过电动列车的受电器向 电动列车供给电能的导电网
• 国家标准：
DC1500V——接触网 DC750V——第三轨
• 供电方式：
接触网供电——受电弓 接触轨供电——集电靴
牵引网
用以供 牵引电 流返回 牵引变 电所的 导线
主变电站
牵引变电站
馈电线
回流线
由馈电线、接触网、轨道回 路及回流线组成的供电网络
称为牵引网
为便于检修和缩 小事故范围，将 接触网分成若干 段称为电分段
一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述
2. 功能 车门控制系统
• 通过列车信息显示系统，告知和提醒 驾驶员所有乘客车门的状态。
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
二、城市轨道交通车辆总体控制
1. 概念
在轨道交通运输中，采用电动机机械传动来满足车辆牵引的电气部分，称 为电力牵引传动控制系统。
2. 特点
以牵引电动机作为控制对象，通过控制系统对电动机的速度和牵引力进行 调节，以满足车辆牵引和制动特性的要求。
3. 分类
根据电动机形式的不同，控制系统分为两类： • 直流牵引电动机的直流传动控制系统 • 交流牵引电动机的交流传动控制系统
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
二、城市轨道交通车辆总体控制
➢ 城市轨道交通车辆最根本的任务：运输 ➢ 完成运输任务的关键：车辆的运行速度及其控制 ➢ 控制系统作用：根据运营系统给出的命令
对各功能子系统进行调控。 ➢ 控制系统类型: 牵引控制、制动控制 ➢ 控制系统控制方法：数学模型化、传统的PID调节、
人工智能原理的解整个列车的运行状态和各 主要单元部件的工作状态，必要时人工干预。
电分段
馈电线 接触网
经过电动列车的受电器向 电动列车供给电能的导电网
第四章 城市轨道交通车辆中常用的低压电器
时间继电器
• 电子式时间继电器
将电源开关K2闭合，再按下按钮开关K1，这时，晶体二极管V1、V2导通， 继电器吸合。同时电源对电容器C充电。当K1断开后由于C已被充电，它将通 过R和V1V2放电，从而维持三极管继续导通，继电器仍然吸合。经过一段时 间的放电，C两极间电压下降到一定值时，不足以维持三极管继续导通，继电 器才释放。从K1断开到继电器释放的时间间隔称为延时时间。它决定于R和C 的大小。一般Ｃ为100微法时，调节可调电阻器Ｒ可获得10秒至90秒的延时 时间。若Ｃ取1000微法，则延时时间可达5分钟以上
三相电动机的一根接线松开或一相熔丝熔断，是造成三相异步电动机烧坏的主要原因之一。如 果热继电器所保护的电动机是Y接法，当线路发生一相断电时，另外两相电流便增大很多，由 于线电流等于相电流，流过电动机绕组的电流和流过热继电器的电流增加比例相同，因此普通 的两相或三相热继电器可以对此作出保护。如果电动机是△形接法，发生断相时，由于电动机 的相电流与线电流不等，流过电动机绕组的电流和流过热继电器的电流增加比例不相同，而热 元件又串联在电动机的电源进线中，按电动机的额定电流即线电流来整定，整定值较大。当故 障线电流达到额定电流时，在电动机绕组内部，电流较大的那一相绕组的故障电流将超过额定
继电器的特点
• 一般不直接控制主电路或者辅助电路，而 是通过控制器其他较大的电器来间接控制。
• 一般没有灭弧系统 • 结构简单，体积小，质量轻 • 接触容量小 • 动作的准确性要求高
接触器与继电器的区别
• 1、继电器和接触器的本质区别就是承受的载荷不 同，电流容量大的是接触器，小的是继电器，还 有区别使用在主回路的用接触器，控制回路用继 电器。
中间继电器的型号及含义
• JZl5－44Z 型中间继电器 • J－继电器； • Z－中间； • 15－设计序号； • 44－4 常开、4 常闭接点数 • Z－直流控制。
城市轨道交通概论-3.4-车辆电气系统-课件
电路互相隔离，通过电磁或机械传动等 方式相互联系、相互配合
第三部分
列车辅助供电系统
第9页
“ 主要为除牵引系统以外的列车其他辅
助设备提供电源。
”
• 辅助设备
第 10 页
客室空调 照明 广播 通风冷却 空压机
• 辅助逆变器
空调机
第 11 页
压缩机
通风机
客室照明
• 蓄电池组
第 12
由几十只单体组成的一组电 池组，组成DC110V电源
3.4 车辆电气系统
目录
CONTENT
1 列车牵引系统
2 列车控制系统
3 列车辅助供电系统
第2页
第一部分
列车牵引系统
第3页
“ 电气牵引系统的正常与否将直接影响乘客乘 坐的安全性、舒适性以及整列车的功能。 ”
列车牵引系统
列车牵引系统作用
使列车在任何情况下都能获得 合适的牵引力或制动力。
第4页
列车牵引系统特点
是电传动车辆上的高电压、大 电流、大动率的动力电路
• 列车牵引系统主要电气设备
受流装置
常见的是接触网受电和第三轨受电
牵引电机
目前最常用的是三相交流异步电机
第5页
01 02
关键词
关键词
04 03
关键词
关键词
高速断路器
接通和分断车辆的高压电路
变流设备
为牵引电机提供合适的电源
第二部分
列车控制系统
第6页
“城市轨道交通车辆及其主要系统都采
用微机控制系统进行自动控制
”
• 组成
主电路控制
01
空调控制 车门控制 02
列车照明控制
03
01 02
第三部分
列车辅助供电系统
第9页
“ 主要为除牵引系统以外的列车其他辅
助设备提供电源。
”
• 辅助设备
第 10 页
客室空调 照明 广播 通风冷却 空压机
• 辅助逆变器
空调机
第 11 页
压缩机
通风机
客室照明
• 蓄电池组
第 12
由几十只单体组成的一组电 池组，组成DC110V电源
3.4 车辆电气系统
目录
CONTENT
1 列车牵引系统
2 列车控制系统
3 列车辅助供电系统
第2页
第一部分
列车牵引系统
第3页
“ 电气牵引系统的正常与否将直接影响乘客乘 坐的安全性、舒适性以及整列车的功能。 ”
列车牵引系统
列车牵引系统作用
使列车在任何情况下都能获得 合适的牵引力或制动力。
第4页
列车牵引系统特点
是电传动车辆上的高电压、大 电流、大动率的动力电路
• 列车牵引系统主要电气设备
受流装置
常见的是接触网受电和第三轨受电
牵引电机
目前最常用的是三相交流异步电机
第5页
01 02
关键词
关键词
04 03
关键词
关键词
高速断路器
接通和分断车辆的高压电路
变流设备
为牵引电机提供合适的电源
第二部分
列车控制系统
第6页
“城市轨道交通车辆及其主要系统都采
用微机控制系统进行自动控制
”
• 组成
主电路控制
01
空调控制 车门控制 02
列车照明控制
03
01 02
城市轨道交通车辆电器部件与设备及功能
牵引电器结构特点：
螺钉连接应有弹簧垫圈和紧锁螺帽，接触器等运动 的重心落在支撑点上；
计算绕组、选择绝缘材料、润滑油要考虑温度变化； 用电镀涂压的办法来防止零件表面的锈蚀； 选择漏电间隙和绝缘距离时，应从可能最坏的表面
工作情况出发，保证牵引电器之间的绝缘可靠。
（二）高速断路器（HSCB）
作用：在车辆发生故障时执行保护指令，切断动力电源。
1．制动电阻器的主要技术指标
（1）电阻值：20℃时的阻值与热态时的阻值。 （2）电阻材料：材质及温度系数。 （3）功率：等效持续功率与短时最大功率。 （4）最高工作温度：一般600℃左右 （5）冷却：多数采用强迫风冷，少数采用自然风冷 (列车走行风) （6）保护：过热、过流、失风(若用强迫风冷)保护、IP等级（电阻
600 630 800 2400 约l00 约75 3×10 6次 10 4次 54~72 DC110 30
（四）线路滤波器
线路滤波器：包括线路滤波电抗器和线路滤波电容器； 位于主电路牵引变流器中。
1．线路滤波器的作用： （1）滤平输入电压。 （2）抑制电网侧发生的过电压减少其对逆变器的影响。 例如：变电所的操作过电压、雷击过电压等。 （3）抑制逆变器因换流引起的尖峰过电压。 （4）抑制电网侧传输到逆变器直流环节的谐波电流， 抑制逆变器产生的谐波电流对电网的影响。 （5）限制变流器的故障电流。
1．HSCB 的主要性能指标及特点
主要性能指标有两个：
机械响应时间 、分断能力
（1）断路器的机械响应时间（Tm）：
指从通过断路器的电流达到动作值， 到主触头打开的时间。
电流增长率越大，机械响应时间越长。
图1-8 高速断路器
机械响应时间与电流增长速率关系
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绪
论
四、车辆电器面临的主要问题及解决方案
1. 振动问题
2. 工作环境问题 3. 操作频率问题 4. 空间安装位置问题
绪
论
五、车辆电器的发热问题与电器的工作制
温升：电器温度升高后，其本身温度与周围环境 温度之差。 电器的允许温升＝发热温度极限－40C
绪
论
电器的发热 电阻损耗
P＝I2Rt（J）
绪
论
七、本课程的主要任务
（1）车辆电器基本理论，主要包括：触头系统的相
关内容，电弧理论及灭弧装置，传动装置等。
（2）车辆电器常用的低压电器，主要介绍继电器、 接触器及各种开关的结构、作用、性能及动作原理。
绪
论
（3）车辆牵引系统的典型电器，主要包括城市轨道交通
车辆上用的受流器（受电弓、集电靴）、车间电源、避 雷器、高速断路器、熔断器、制动电阻器、司机控制器 和牵引逆变器等。 （4）车辆辅助系统电器，包括蓄电池及蓄电池充电器、
绪 论
绪
论
凡是根据外界特定信号，自动或手动地接通 或断开电路，对电路或非电对象起开关、控制、保 护与检测作用的电工设备，统称为电器。
绪
论
一、车辆电器的基本结构
1. 感应机构（电磁机构） 其主要任务是接收输入信号 2. 执行机构（触头系统） 其主要任务是接收感应机构传来的信号而动作 3. 灭弧机构（保护机构）
2. 电器的散热 电器的散热以传导、对流和辐射三种基本方式进行。 3. 不同工作制下电器的发热 1）长期工作制
2）短时工作制
3）间断工作制（反复短时工作制）
绪
论
六、车辆电器的发展概况
（1）有触点电器与无触点电器同时使用在车辆上，
两者相互结合，取长补短。
（2）从单个电器过渡到成套电器或成套装置。
（3）趋于标准化、系列化、通用化和小型化。
其主要任务是尽快熄灭电器触头在开断电路时产生的
电弧
绪
论
二、车辆电器的分类
1. 按电器所接入的电路分 （1）主电路电器 （2）辅助电路电器
（3）控制电路电器
2. 按电器的用途分 （1）控制电器 （3）检测电器 （2）保护电器 （4）受流器
绪
论
3. 按传动方式分 （1）手动电器 （3）电磁传动电器 （2）电空传动电器
4. 按执行机构分
（1）有触点电器 （2）无触点电器
绪
论
5. 按电压高低和工艺特点分 （1）高压开关电器 （3）自动电磁元件 6. 按电流种类分 （1）直流电器 （2）交流电器 （ 2）低压开关电器
绪
论
三、车辆电器的主要技术参数
（1）额定电压
（2）额定电流
（3）额定发热电流 （4）额定持续电流 （5）机械寿命 （6）电气寿命
辅助逆变器和列车照明。
（5）传感器与检测装置。