城市轨道交通电力牵引复习

城市轨道交通电力牵引复习资料

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

，式中v—动轮的前进速度；ω—动轮的转动角速度。为蠕滑速度，用蠕滑率表示。σ=ωR i−v

v

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。

8、电磁制动的最大优点是所产生的制动力不受轮轨间的粘着条件限制。

9、摩擦制动和电气制动都是通过轮轨粘着产生制动力的。

10、当动轮对的牵引力大于最大粘着力时，轮对就发生空转。

11、轨道交通车辆在设计时，充分考虑了轮轨之间的粘着利用，但是没有粘着控制系统的轨道车辆动车只能靠其自然特性运行，难以运用到粘着极限。

12、粘着控制分类：按控制类型分类，目前国内常见的粘着控制系统主要是校正型和蠕滑率控制型两大类。

13、集中控制：这种控制方式是一个粘着控制系统控制整辆动车。

14、分散控制：这种控制方式也是单轴控制，即每一动轴单独控制。

15、城市轨道交通车辆的运行阻力包括基本阻力和附加阻力。

16、城市轨道交通车辆的单位重量附加阻力主要取决于线路条件，例如坡道阻力、弯道阻力、隧道空气阻力。

17、城市轨道交通车辆各项牵引参数中，起动加速度的选择至关重要，因为它对轴功率和旅行速度都有着直接的影响。目前世界各国的城市轨道交通车辆起动加速度为

0.69~1.43m/s-2。适当地选择起动加速度，可以使城市轨道交通车辆以较小的轴功率得到符合需要的旅行速度。

18、对于各种不同的站距，起动加速度大于0.9后，对缩短开行时间的作用都将越来越弱。取不同的最高运行速度进行设计计算，也可以看到起动加速度大于0.9后，对缩短开行时间的作用减弱这一现象。

19、城市轨道交通车辆各项牵引参数中，起动加速度的选择对轴功率和旅行速度都有着直接的形响。起动加速度大于0.9后，再用增加起动加速度的方法来缩短运行时间，其效果将越来越差，而轴功率却仍然成倍数增长。必须适当选择起动加速度，以保证在得到规定旅行速度的同时，避兔不必要地增加轴功率，从而降低车辆和其他设施造价。

第二章牵引电动机与运行

1、牵引电动机是城市轨道交通车辆得以实现牵引及电制动的动力机械。

2、直流电动机的特性与励磁方式有关，直流电机的励磁方式有：串励、

他励、复励。

3、一般来说，串励电动机有软特性，他励电动机有硬特性。

4、加复励电动机，速率特性介于他励和串励电动机之间，其硬度由他励

绕组磁势占总磁势的比例而定，他励绕组磁势比例越大，速率特性越接近他励电动机，反之则接近串励电动机的特性。

5、由空载损耗引起的制动转矩△M一般为电动机额定转矩的1%~3%左右。

6、调节直流串励牵引电动机转速的方法：改变牵引电动机的端电压；改变牵引电动机的主极磁通。

7、改变牵引电动机的端电压的方法：①改变牵引电动机的联接法；例如串并联的方式。由于联接

的方式有限，所以可调的电压等级也有限，同时使电动机的连接复杂；②在电动机回路中

接电阻，通过凸轮成斩波方法调节电阻值实现调压，这种应用已久的方法要消耗电能，不经济；③在电动机与电源之间串接斩波器，调节斩波器的导通比来改变电动机的端电压。

8、判断：机械稳定性是指列车正常运行时，由于偶然的原因引起速度发生微量的变化后，动车本身能恢复到原有的稳定运行状态。可以用列车速度获得增量△v时，引起的反馈是负反馈还是正反馈来判断是否稳定。

9、除差复励外的各种励磁方式下，直流牵引电动机的特性曲线都具有负斜率，均满足稳定性条件，在列车牵引时具有机械稳定性。

10、牵引电动机的电气稳定性是动车正常运行时，由于偶然的原因引起电流发生微量变化后，电动机本身能恢复到原有的电平衡状态。

11、牵引电动机的曲线斜率为正值时，就具有电气稳定性。串励电动机在任何负载情况下，，斜率处处为正值，具有电气稳定性。

12、串励电动机负载分配不均匀程度比他励电动机小。

13、从粘着重量利用观点出发，他励电动机优于串励电动机。除粘着重量利用外其他性能，都是串励电动机优于他励电动机。

14、变阻控制是通过调节串入电机回路的电阻来改变直流牵引电动机端电压来达到调速目的，主要有凸轮控制和斩波调阻控制两种方式。

15、电阻制动分为：他励式电阻制动和串励式电阻制动。

16、直流牵引电动机只有优良的牵引利制动性能、调节端电压和励磁，就可以方便地进行调皮。但是直流牵引电动机酌换向器结构尚存在一系列缺点：电机换向困难和电位条件恶化、结构复杂、工作可靠性较差、制造成本高和维修麻烦。

17、异步电动机采用VVVF控制。

18、转矩裕量：异步电机的最大电磁转矩取决于电机漏抗，最大电磁转矩与实际输出转矩的差值称为转矩裕量。

19、增大异步电机的最大电磁转矩的方法有两种：增大磁通（磁负荷型）和增大转子电流（电负荷型）。

20、牵引工况时，轮径大的负载偏大，轮径小的负载偏小；制动工况相反：轮径大的负载偏小，轮径小的负载偏大。

21、对于由一台逆变器供给多台异步电机并联运行的城市轨道交通车辆，在检测空转时．应选取并联电机中转速最低的作为基准信号；而检测滑行时，应选取其中转速最高的作为基难信号。为了提高防止空转和滑行系统的灵敏度，通常还检测电机转速的变化率作为空转