牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理課件

課題二牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理單元七牽引系統(tǒng)裝置一、牽引系統(tǒng)的組成交流牽引系統(tǒng)主要包括以下幾個部件：受流裝置，高速斷路器，牽引逆變器，牽引電機，制動電阻。受電弓從接觸網(wǎng)受流，通過高速斷路器、線路接觸器、接地檢測裝置后，將1500VDC送入MCM（牽引電機控制模塊）電機轉(zhuǎn)換模塊上，逆變成頻率電壓可調(diào)的三相交流電，平行供給車輛4臺交流鼠籠式異步牽引電機，實現(xiàn)對電機的調(diào)速，完成列車牽引、電制動功能。牽引主回路原理圖單元七牽引系統(tǒng)裝置二、牽引系統(tǒng)主要組成部件的結(jié)構(gòu)及工作原理一）、受流裝置1、受電弓受電弓是從接觸網(wǎng)向整個列車電氣系統(tǒng)供電以及輸送再生制動能量的必要部件。受電弓的驅(qū)動方式有電動和氣動兩種，結(jié)構(gòu)形式有單臂弓和雙臂弓兩種，均由碳滑板、弓頭、弓角、上框架、下臂桿（雙臂弓用下框架）、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。另外，按照弓頭滑板數(shù)量，可分為單滑板與雙滑板受電弓兩種。城軌車輛以氣動、單臂，雙滑板受電弓居多。單元七牽引系統(tǒng)裝置1）、城軌車輛常見受電弓結(jié)構(gòu)

1.底架2.高度止擋3.絕緣子4.構(gòu)架5.下臂6.下導桿7.上臂8.上導桿9.弓頭10.接觸滑板11.端角12.升降裝置13.電流傳輸裝置14.鎖鉤15.最低位置指示器單元七牽引系統(tǒng)裝置6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修一高速斷路器檢修

二牽引逆變器檢修

三接觸器檢修

四牽引控制單元檢修

五制動電阻檢修

城市軌道交通車輛檢修6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修一高速斷路器檢修

一）高速斷路器簡介

城市軌道交通車輛檢修在列車牽引系統(tǒng)的電路出現(xiàn)嚴重干擾的情況下（如過電流、逆變器故障或線路短路），高速斷路器(HSCB)能夠?qū)⒏鳡恳O(shè)備從受電弓線路上安全斷開。高速斷路器典型結(jié)構(gòu)和主要部件

城市軌道交通車輛檢修1主電路5滅弧罩9右連接2脫扣裝置6下部連接10蓋子3閉合裝置7動觸點11托盤4輔助觸點8左連接12導軌高速斷路器典型結(jié)構(gòu)高速斷路器典型結(jié)構(gòu)和主要部件

城市軌道交通車輛檢修1上部連接6銷座11沉頭螺釘2動觸點7導向組件12左連接3下部連接8連接13螺母4構(gòu)架9防護扭矩螺母(8Nm)5叉桿10雙頭螺栓主電路高速斷路器典型結(jié)構(gòu)和主要部件

城市軌道交通車輛檢修脫扣裝置

1杠桿5脫扣裝置蓋9前刻度板2移動磁鐵6左彈簧10脫扣指示器3板組7右彈簧11緊固件4脫扣盒8旋鈕12鎖緊螺釘高速斷路器典型結(jié)構(gòu)和主要部件

城市軌道交通車輛檢修閉合裝置

1叉桿9閉合裝置蓋17彈簧環(huán)2閉合桿10氣缸18桿3前蓋板11MVQ環(huán)19桿4閉合線圈12滾筒20銷釘5線圈芯組件13六角內(nèi)螺帽螺釘21彈簧6后蓋板14接地柱*1間隙X=0.7±0.3mm7閉合裝置盒15圓頭螺釘8觸點壓力彈簧16彈性墊圈高速斷路器典型結(jié)構(gòu)和主要部件

城市軌道交通車輛檢修滅弧罩1上變流裝置5滅弧罩板9平墊圈2頂板6變流裝置10連接3螺桿7黑頭螺母(1.5Nm)4去離子器8六角螺母(2.2Nm)6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）高速斷路器檢修城市軌道交通車輛檢修1.合閘裝置檢查測量螺管線圈的阻值，若阻值與標稱值不相符應(yīng)更換線圈。檢查線圈與鐵心之間是否有噴擦痕跡，檢查鐵心是否動作自如。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）高速斷路器檢修城市軌道交通車輛檢修1.合閘裝置檢查對機械聯(lián)鎖機構(gòu)進行潤滑，正常情況下潤滑能延長高速開關(guān)壽命，潤滑脂應(yīng)是專用油脂，不準有其他油脂。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）高速斷路器檢修城市軌道交通車輛檢修2.動、靜觸點檢查檢查動、靜觸點的“熔化”程度，如“熔化”程度厲害，應(yīng)更換觸點。觸點應(yīng)成對更換，更換完畢后還應(yīng)檢查動、靜接觸面接觸情況。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）高速斷路器檢修城市軌道交通車輛檢修3.接線端檢查清潔、打磨主要線端及電纜的接觸面，使兩接觸面的接觸保持密貼，防止接觸電阻增大而損壞電攬及主接線端。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）高速斷路器檢修城市軌道交通車輛檢修4.滅弧罩檢查將滅弧罩分解，檢查滅弧柵片的情況。對于燒灼厲害的滅弧柵片應(yīng)更換。在滅弧柵片組裝過程中，應(yīng)注意柵片的安裝角度。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）高速斷路器檢修城市軌道交通車輛檢修5.輔助開關(guān)檢查檢查輔助開關(guān)時應(yīng)測量開關(guān)觸點的接觸阻值，同時還需檢查機械部件的工作情況。此外，在高速開關(guān)使用到一定期限時，應(yīng)更換機構(gòu)內(nèi)所有底色彈簧部件。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）高速斷路器檢修城市軌道交通車輛檢修高速開關(guān)檢修完成后，應(yīng)對載跳閘裝置整定值進行調(diào)整。通過外接電源模擬過載電流，檢查高速開關(guān)是否能在整定值處斷開。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二牽引逆變器檢修

一）牽引逆變器簡介

城市軌道交通車輛檢修VVVF逆變器將1500V恒定電壓轉(zhuǎn)換為用于牽引電機的三相電流輸出(針對不同的速度和力矩，頻率和振幅可變)。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二牽引逆變器檢修

一）牽引逆變器簡介

城市軌道交通車輛檢修VVVF牽引逆變器采用PWM脈寬調(diào)制模式，早期城軌車輛VVVF的功率元件是GTO，近年來，隨著IGBT技術(shù)的不斷發(fā)展，目前VVVF的功率元件已經(jīng)普遍采用IGBT元件。牽引逆變器的設(shè)計一般為模塊化。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二牽引逆變器檢修

一）牽引逆變器簡介

城市軌道交通車輛檢修VVVF牽引逆變器采用PWM脈寬調(diào)制模式，早期城軌車輛VVVF的功率元件是GTO，近年來，隨著IGBT技術(shù)的不斷發(fā)展，目前VVVF的功率元件已經(jīng)普遍采用IGBT元件。牽引逆變器的設(shè)計一般為模塊化。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二牽引逆變器檢修

一）牽引逆變器簡介

城市軌道交通車輛檢修牽引逆變器，主要由下列部件組成：輸入電路逆變單元牽引控制單元傳感器除以上主要部件外，牽引逆變器還包括各種輔助的電源供應(yīng)、散熱部件等。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修一）牽引逆變器簡介

城市軌道交通車輛檢修6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修一）牽引逆變器簡介

城市軌道交通車輛檢修逆變單元

6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修一）牽引逆變器簡介

城市軌道交通車輛檢修逆變單元

A10–A80IGBT門控A91ICU電源(PS–ICU)F1進風口溫度傳感器A82IGBT門控電源A95電壓傳感器(QPSW)U10、U12線路電源和回流傳感器A90逆變器控制單元(ICU)C10直流連接電容U14,U16電機電流感應(yīng)器，U和V6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二牽引逆變器檢修

二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修變流系統(tǒng)通常安裝在一個獨立的設(shè)備箱內(nèi)，通常安裝有半導體元件、控制板、散熱片、電纜等電氣部件，這些部件基本實現(xiàn)了模塊化安裝，如三相逆變器電路由三個完全相同的模塊組成。對于變流設(shè)備的檢修應(yīng)重點對以下幾方面進行檢查。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修1.清潔通風區(qū)域及散熱片檢查大功率半導體元件在工作時會發(fā)熱，為了保護元件，通常這些元件安裝在散熱片上，而散熱片是通過通風冷卻。如果散熱片上灰塵堆積過多，或者通風風道內(nèi)有異物，都會影響元件散熱性能。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修1.清潔通風區(qū)域及散熱片檢查因此應(yīng)經(jīng)常對通風區(qū)域及散熱片進行清潔，去除散熱片上的灰塵和碎屑。在散熱片間必須沒有阻擋空氣流進入的阻塞物。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修2.清潔控制板檢查控制板通常為印制線路板，在檢修中應(yīng)小心清潔。在清潔過程中，檢修人員應(yīng)采取防靜電措施，保證線路板上元件不因受靜電影響而損壞。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修2.清潔控制板檢查同時，如控制板上有接線端，應(yīng)對接線端進行清潔，必要時進行打磨，以保證與電纜、控制線接觸良好。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修3.VVVF逆變器箱體蓋和緊固件檢查逆變器的所有蓋板應(yīng)無損壞、變形，鎖閉功能良好，如有必要需進行檢修或予以更換；檢查所有蓋板的密封橡膠的彈性，如果存在3mm的裂縫或更大的永久變形，則需要更換；6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修3.VVVF逆變器箱體蓋和緊固件檢查檢查所有蓋板的門鎖，看能否正常工作和自由轉(zhuǎn)動，如果有必要則予以更換；檢查多針插頭無腐蝕或污垢，如有則對其進行清潔清掃或更換。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修4.VVVF逆變器外表及安裝檢查檢查逆變器箱的外表無腐蝕、變形或其他損壞現(xiàn)象；檢查安裝螺母無松動，安裝支架無損傷和裂縫；檢查柜體的焊接無裂紋，箱體接地線良好。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修5.VVVF逆變器接線端子和電纜檢修接線端子絕緣良好，無老化、開裂、損壞或脫落等現(xiàn)象，無異味，接線端子緊固良好，所有進出線狀態(tài)應(yīng)良好；檢查散熱片應(yīng)無污垢、變形，必要時用硬刷和吸塵器進行清理。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修6.VVVF逆變器箱體內(nèi)部檢查外觀無缺陷，配線電線無變質(zhì)、損壞；端子無變形、褪色、開裂和損壞；端子螺栓無松動；安裝螺栓無松動；6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修6.VVVF逆變器箱體內(nèi)部檢查清潔VVVF箱體內(nèi)部，確保箱體內(nèi)沒有灰塵，特別是箱體內(nèi)不得安裝部件沒有灰塵覆蓋；檢查絕緣安裝面、絕緣端子和絕緣柱等無變色、開裂、損壞、起皮或脫層等現(xiàn)象。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修7.元件檢查電阻元件：檢查電阻表面無變色、開裂、損壞、起皮或脫層等現(xiàn)象，檢查電阻接線端子緊固良好。電容元件：檢查充油的電容是否有漏油現(xiàn)象，檢查電容接線端子的緊固應(yīng)良好。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修8.VVVF逆變器的控制單元檢修控制單元外觀無缺陷，印制電路板完好，印制電路板的安裝狀態(tài)良好，接線端子整齊無損壞現(xiàn)象，電線電纜無褪色、開裂、損壞、起皮等現(xiàn)象，電線電纜扎帶排列良好，控制單元連接插頭連接狀態(tài)良好，必要時更換。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修9.動力單元與電源單元檢查動力單元與電源單元的接線良好，沒有變形或污垢，電纜電線沒有損傷、褪色、開裂、損壞、起皮等現(xiàn)象，電纜電線扣件排列整齊；PCB印制電路板外觀完好。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修10.VVVF逆變器線路接觸器（LB、CHB單元）檢修(1)將LB接觸器的閉鎖杠桿往上抬，從接觸器上取下滅弧罩。（2）仔細觀察滅弧室是否損壞，如有損壞及時報告。（3）滅弧室如無損壞，僅有拉狐痕跡時，須用硬刷或干布擦拭滅弧罩至潔凈。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修10.VVVF逆變器線路接觸器（LB、CHB單元）檢修（4）使用6號六角扳手，小心仔細拆下LB觸點，特別應(yīng)注意避免弄傷觸點表面與箱內(nèi)其他機構(gòu)。（5）仔細觀察接觸點上是否有過渡燒灼，觸點允許的最大燒灼范圍，如果超過范圍則及時報告。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修10.VVVF逆變器線路接觸器（LB、CHB單元）檢修（6）觸點的燒灼范圍如未超過允許范圍，僅有燒灼痕跡或毛刺，則通過銼刀或手動方式去除毛刺，在拉弧觸點面上用砂紙（180號以上）輕輕打磨，特別注意不要損傷觸點表面，不要露出銅制材料，打磨時請?zhí)貏e注意必須保持LB原有的滅弧角。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修10.VVVF逆變器線路接觸器（LB、CHB單元）檢修（7）再重新安裝觸點前，請仔細觀察LB接觸器基座上是否有異物，如有請務(wù)必清除，然后再使用6號角扳手重新安裝觸點。（8）在安裝觸點時，務(wù)必確認動、靜觸點位置對正，使用扭力扳手以18N.m的力矩扭緊，如無扭力扳手，請熟練員工估計力矩。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修10.VVVF逆變器線路接觸器（LB、CHB單元）檢修（9）觸點安裝完畢后，請確認在不超過0.5mm條件下閉合主觸點和輔助觸點。（10）所有作業(yè)完成后，請確認所有裝置已經(jīng)回復(fù)至原位。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修11、繼電器單元以及電壓、電流傳感器檢修繼電器單元接線良好，電纜電線扣件排列整齊；繼電器表面沒有損傷、褪色、開裂、損壞、起皮等現(xiàn)象，外觀完好，安裝螺母無松動；6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修11、繼電器單元以及電壓、電流傳感器檢修電壓、電流傳感器安裝良好，外觀完好，進出線正常，接線端子無松動，排列有序。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修12、檢查驗收檢查確定所有的安裝螺母、插頭無松動、無裂紋，并打上明顯的放松標記。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）牽引逆變器的檢修

城市軌道交通車輛檢修13、填寫相應(yīng)記錄以上項目檢修完畢，符合規(guī)定要求后，簽名并確認作業(yè)編號，將處理及未處理故障填入相應(yīng)的記錄表并簽名。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修三接觸器檢修城市軌道交通車輛檢修一）接觸器結(jié)構(gòu)

地鐵車輛使用的電磁接觸器是一種用來頻繁的接通知和切斷主要電路的自動切換電器；它的特點是能進行遠距離自動控制，操作頻繁較高，通斷電流較大。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修三接觸器檢修城市軌道交通車輛檢修一）接觸器結(jié)構(gòu)

電磁接觸器的主要結(jié)構(gòu)一般由電磁機構(gòu)、傳動裝置、主觸頭、滅弧裝置、輔助開關(guān)裝置等組成。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修三接觸器檢修城市軌道交通車輛檢修一）接觸器結(jié)構(gòu)

觸頭是電器的執(zhí)行機構(gòu)，直接關(guān)系到電器工作的可靠性。觸頭有四種工作狀態(tài)：閉合狀態(tài)、觸頭閉合狀態(tài)、斷開狀態(tài)和觸頭開斷過程。在觸頭開斷電流時，一般在兩觸頭間會產(chǎn)生電弧，所以地鐵列車上的接觸器都有滅弧柵。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修1、主觸頭檢修

城市軌道交通車輛檢修二）接觸器的檢修

觸頭是電器的執(zhí)行機構(gòu)，直接關(guān)系到電器工作的可靠性。觸頭在閉合和斷開的過程中通常會發(fā)生機械磨損、觸頭熔焊和電氣磨損三種。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修1、主觸頭檢修

城市軌道交通車輛檢修二）接觸器的檢修

主觸頭接觸面的工作情況應(yīng)經(jīng)常檢查。對于有輕度燒灼或有結(jié)瘤的接觸面，可進行打磨。對于有較大面積的燒損熔焊時，應(yīng)更換主觸頭。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修1、主觸頭檢修

城市軌道交通車輛檢修二）接觸器的檢修

主觸頭的更換應(yīng)成對進行。在更換主觸頭的作業(yè)時，首先應(yīng)對主觸頭進行配對。安裝時，可使用專用夾具來保證主觸頭的安裝精度，以保證靜、動觸頭接觸面的接觸良好。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修2、電磁機構(gòu)檢修城市軌道交通車輛檢修二）接觸器的檢修

檢查鐵心與線圈的表面是否有擦痕；測量線圈阻值是否正常；清潔、打磨線圈接線端子，使其接觸良好；檢查復(fù)位彈簧的工作狀態(tài)，在大修時應(yīng)更換復(fù)位彈簧。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修3、傳動機構(gòu)檢修城市軌道交通車輛檢修二）接觸器的檢修

接觸器內(nèi)的傳動機構(gòu)由于絕緣的需要，通常有塑料等絕緣材料制成。在一段時間后，這些材料的性能可能會發(fā)生改變，有時因為受力升溫原因也會出現(xiàn)裂紋、破損等現(xiàn)象。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修3、傳動機構(gòu)檢修城市軌道交通車輛檢修二）接觸器的檢修

對于損壞的部件應(yīng)予以更換。同時，還需要檢查軸孔的工作狀態(tài)，由于軸和外殼使用的材料不同，通常外殼上的軸孔較易磨損。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修4、輔助開關(guān)檢修城市軌道交通車輛檢修二）接觸器的檢修

測量輔助開關(guān)觸點的接觸電阻是否符合要求；檢查凸輪機構(gòu)的工作狀態(tài)，對于磨損嚴重的凸輪應(yīng)更換，清潔、打磨接線端子。在大修時，應(yīng)更換所有輔助開關(guān)。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修5、檢查測試城市軌道交通車輛檢修二）接觸器的檢修

接觸器檢修完畢后，應(yīng)用交流電源檢查接觸器耐壓值，并測量主觸點與外殼之間的絕緣電阻。然后檢查接觸器的吸合及分段時間。由于列車控制系統(tǒng)是通過輔助開關(guān)來檢查主接觸器工作情況，所以在測量接觸器的吸合及分斷時間時，應(yīng)以輔助開關(guān)的閉合和分斷時間為準。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修1、牽引控制單元DCU作用城市軌道交通車輛檢修四、牽引控制單元檢修

（1）牽引控制單元DCU為牽引逆變器VVVF提供脈寬調(diào)制信號PWM，為牽引電動機提供矢量控制，采用空間磁場矢量控制的轉(zhuǎn)矩控制模式。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修1、牽引控制單元DCU作用城市軌道交通車輛檢修四、牽引控制單元檢修

（2）DCU主要負責牽引/制動控制、脈沖模式產(chǎn)生、逆變器保護、速度測量、牽引/制動指令參考值處理、轉(zhuǎn)矩控制、電壓電流控制等。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修1、牽引控制單元DCU檢修城市軌道交通車輛檢修四、牽引控制單元檢修

（1）牽引控制單元通常安裝在密閉的箱體內(nèi)，該箱體具有良好的防潮、抗電磁干擾、抗振、防塵等特性，因此，在日常維護中一般不需要對牽引控制單元進行檢修。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修1、牽引控制單元DCU檢修城市軌道交通車輛檢修四、牽引控制單元檢修

（2）如果在檢修中發(fā)現(xiàn)牽引控制單元所在的箱體有水跡或積灰較多時，應(yīng)將控制系統(tǒng)分解，檢查并清潔印制電路板。在檢查及清潔印制電路板時，需對檢修人員采取防靜電措施。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修1、牽引控制單元DCU檢修城市軌道交通車輛檢修四、牽引控制單元檢修

（3）牽引控制單元調(diào)試一般是在裝車后的靜態(tài)調(diào)試中進行的，可通過相應(yīng)的通信軟件，利用用戶程序進行測試。通過觀察部件工作狀態(tài)或測量輸出波形來判斷系統(tǒng)工作是否正常。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修一）制動電阻結(jié)構(gòu)原理

城市軌道交通車輛檢修五、制動電阻檢修

在電制動過程中，VVVF逆變器能將列車上減速時產(chǎn)生的能量回饋給供電網(wǎng)，條件是供電系統(tǒng)能夠吸收這種能量。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修一）制動電阻結(jié)構(gòu)原理

城市軌道交通車輛檢修五、制動電阻檢修

如果在電制動過程中由牽引電機(M)產(chǎn)生的電能不能饋入供電系統(tǒng)（在這種模式下，牽引電機被用作發(fā)電機），電流則被饋入制動電阻(BR)并被轉(zhuǎn)化為熱能。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修一）制動電阻結(jié)構(gòu)原理

城市軌道交通車輛檢修五、制動電阻檢修

當再生能量吸收系統(tǒng)不能完全或部分吸收能量時，制動電阻(BR)用來消散制動能量。它與摩擦制動混合，提供一種平穩(wěn)、持續(xù)的制動效果。6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修一）制動電阻結(jié)構(gòu)原理

城市軌道交通車輛檢修1電阻組合9絕緣體17蓋板2條形端子10端子箱18標準雙絕緣體3標準絕緣體11出風口整流罩19彈簧4絕緣體12底板20六角螺母(40Nm)5端部螺栓13電阻條21六角螺母(40Nm)6中間螺栓14墊圈7止推墊圈15彈簧墊圈8側(cè)板16六角螺釘6.2牽引及控制系統(tǒng)檢修二）制動電阻的檢修

城市軌道交通車輛檢修五、制動電阻檢修

1、制動電阻及制動電阻箱清潔2、制動電阻外觀檢查3、測量制動電阻阻值4、絕緣測試5、檢查驗收6、填寫相應(yīng)記錄

氣缸拉伸彈簧最低位置指示器底架絕緣子單元七牽引系統(tǒng)裝置2）、受電弓的工作原理(氣動弓）（1）、升弓壓縮空氣由輔助空壓機或儲風缸經(jīng)過受電弓閥板均勻進入氣囊或傳動氣缸，活塞推動杠桿使下臂桿轉(zhuǎn)動，同時下拉桿作用于上框架和弓頭，受電弓均勻上升，并同接觸網(wǎng)接觸單元七牽引系統(tǒng)裝置（2）降弓傳動氣缸內(nèi)壓縮空氣經(jīng)受電弓快排閥迅速排向大氣，在降弓彈簧作用下，克服升弓彈簧的作用力，使受電弓迅速下降，脫離接觸網(wǎng)單元七牽引系統(tǒng)裝置3）、受電弓的技術(shù)參數(shù)

單元七牽引系統(tǒng)裝置2、集電靴（受流器）電靴又稱受集流器，它的功能與受電弓類似。集電靴安裝在轉(zhuǎn)向架上，是與第三軌接觸的受流裝置。絕緣框架受電靴臂彈簧滑塊熔斷器電纜活動鉸鏈伸縮桿單元七牽引系統(tǒng)裝置二）、高速斷路器1、功能高速斷路器主要是對牽引逆變器與高壓電路進行隔離，同時對牽引系統(tǒng)進行保護。在列車牽引系統(tǒng)的電路出現(xiàn)異常的情況下（如過電流、逆變器故障或線路短路），高速斷路器(HSCB)能夠?qū)⒏鳡恳O(shè)備從受電弓線路上安全斷開。VVVF逆變器通過高速斷路器(HSCB)連接到接觸網(wǎng)上。單元七牽引系統(tǒng)裝置2、高速斷路器的結(jié)構(gòu)

單元七牽引系統(tǒng)裝置高速斷路器實物圖片

單元七牽引系統(tǒng)裝置3、高速斷路器的工作原理1）HSCB的閉合動作：動觸點的關(guān)閉是由叉桿提供的，叉桿與關(guān)閉設(shè)備集成在一起。在列車發(fā)出HSCB閉合指令后，列車會向閉合線圈輸送一個電流脈沖。由此產(chǎn)生的磁場可吸引與叉桿一體的移動線圈心。在其移動過程中，線圈心壓縮一個觸點壓力彈簧產(chǎn)生觸點壓力。該裝置由吸持電流保持閉合。單元七牽引系統(tǒng)裝置2）、HSCB脫扣功能由故障電流控制，一旦發(fā)生過電流（短路、過載或故障），由主電路形成的線圈產(chǎn)生一個磁場，使得磁鐵向上移動，通過杠桿下壓叉桿從而釋放動觸點，過電流反應(yīng)閾值從1200A到2000A可調(diào)，調(diào)整通過旋鈕來完成，調(diào)整以后的數(shù)值可從與脫扣指示器位置相對應(yīng)的刻度板上讀出。如果主電路斷開，當斷路器加壓時，在上連接和動觸點之間產(chǎn)生的電弧被主電路生成的自動滅弧系統(tǒng)迅速推人滅弧罩，當動觸點被移開時，就可以拉出一道電弧，橋接右連接與左連接。電弧進入滅弧罩以后被分離，并且留在變流裝置之間一直到熄滅。產(chǎn)生的氣體在去離子器之間逸出，從滅弧罩的四周消散。單元七牽引系統(tǒng)裝置4、高速斷路器的參數(shù)

單元七牽引系統(tǒng)裝置三）、牽引逆變器VVVF逆變器是將1500V恒定電壓轉(zhuǎn)換為用于牽引電機的三相電流輸出（針對不同的速度和力矩，頻率和振幅可變）。牽引逆變器電路主要由輸入電路，逆變器單元，牽引控制單元構(gòu)成。除以上主要部分外，牽引逆變器還包括各種輔助的電源供應(yīng)、散熱系統(tǒng)等。單元七牽引系統(tǒng)裝置逆變器實物圖片

單元七牽引系統(tǒng)裝置牽引控制單元充電電容IGBT散熱裝置門極驅(qū)動牽引控制單元單元七牽引系統(tǒng)裝置門極驅(qū)動門極驅(qū)動門極驅(qū)動單元七牽引系統(tǒng)裝置單元七牽引系統(tǒng)裝置IGBT（一）、逆變器的基本組成1、輸入電路。輸入電路包括線路電抗器、線路接觸器、線路電容器。它們的設(shè)計考慮了牽引逆變器最大輸入電流、最大可允許沖擊電流、線路電壓瞬間變化和EMC要求等因素。牽引系統(tǒng)中的線路電感器與電容器組成LC濾波電路，作用是減少線路電壓的瞬變和諧波，穩(wěn)定逆變單元的輸入直流電壓，保證逆變單元得到一個優(yōu)質(zhì)的直流電壓。同時線路電感器也起扼流作用，扼制電感器后端在接地短路或逆變單元故障產(chǎn)生的大電流。單元七牽引系統(tǒng)裝置2、逆變器單元逆變器單元主要構(gòu)成①逆變器部分。PWM逆變器由三相組成，每一相帶兩個開關(guān)，它們都使用IGBT(或GTO)模塊。在輸出端子上，它提供可變頻率、可變振幅的三相電源，持續(xù)改變所連接的牽引電機的轉(zhuǎn)速和扭矩。它可以運行在牽引模式和電制動模式（再生電能）單元七牽引系統(tǒng)裝置②制動斬波部分。逆變器配有兩個或一個制動斬波器。外部制動電阻器與這兩個制動斬波器相連。制動斬波器與制動電阻器一起構(gòu)成制動電路。制動電路的功能是：施加電制動時，牽引電機是作為發(fā)電機運行，它將列車動能轉(zhuǎn)換為電能。如果線路能夠吸收這部分能量（即未達到電壓限制的上限），這部分能量就會通過逆變器重新生成電能進入供電網(wǎng)絡(luò)；如果線路不能吸收這部分能量（已達到電壓限制的上限），制動斬波器在控制單元的控制下接通。此時，制動能量在制動電阻器中被轉(zhuǎn)換為熱能，以阻止電壓升高到上限以上。續(xù)流二極管還能保證在接觸器分斷及直流高速開關(guān)分斷時不致于造成電流突然中斷而引起直流回路過壓。單元七牽引系統(tǒng)裝置3、牽引控制單元。牽引控制單元實現(xiàn)對牽引逆變器的控制和檢測，每套牽引系統(tǒng)配備一個牽引控制單元。牽引控制單元為微機控制系統(tǒng)，監(jiān)測和控制牽引系統(tǒng)的大部分功能，在列車中是分布式控制系統(tǒng)的一部分。牽引控制單元通過列車線及通信線路（例如MVB）與列車連接。隨技術(shù)和牽引控制理論的不斷發(fā)展，早期在牽引控制單元完成的部分功能已經(jīng)在列車控制單元中實現(xiàn)。牽引控制單元既是軟件，又是硬件，具有自診斷、故障診斷、存儲功能和自監(jiān)視功能。單元七牽引系統(tǒng)裝置（二）、逆變器的工作原理牽引逆變器是通過改變VVVF逆變器各開關(guān)元件（如IGBT，GTO等）的開通時間來改變負載的電壓，通過改變VVVF逆變器各開關(guān)元件開通的周期來改變輸出的頻率。根據(jù)異步電動機的原理，電機轉(zhuǎn)矩與電機電壓和電源頻率之比的平方成正比、與轉(zhuǎn)差頻率成正比。同時，當轉(zhuǎn)差頻率為負值時，轉(zhuǎn)矩為負值，產(chǎn)生制動力。因此，在采用VVVF逆變器的電動車中，只要控制壓頻比和轉(zhuǎn)差頻率即可自由地控制牽引力和再生制動力。即只需控制3個因素：逆變器輸出電壓、逆變頻率、轉(zhuǎn)差頻率，城軌車輛在運行過程中牽引系統(tǒng)就會進入不同的工況。單元七牽引系統(tǒng)裝置牽引控制單元門極驅(qū)動GDUIGBT反饋單元七牽引系統(tǒng)裝置指令光纖電信號四）、牽引電機城軌車輛牽引電機有直流和交流牽引電機兩種，按運動形式又可分為旋轉(zhuǎn)電機和直線電機兩種。旋轉(zhuǎn)牽引電機用于驅(qū)動每個動車轉(zhuǎn)向架的動車輪對，而直線電機用于驅(qū)動安裝電機的轉(zhuǎn)向架。單元七牽引系統(tǒng)裝置1．牽引電機結(jié)構(gòu)和主要部件(交流）單元七牽引系統(tǒng)裝置（1）定子。電機定子由電氣絕緣鋼片疊裝而成的定子鐵心組件被冷縮裝配到定子殼體內(nèi)，形成一個固定式定子單元。定子鐵心組件和定子殼體中提供有通風用的軸向風道。定子繞組被插入定子鐵心組件的槽中。機座鐵心繞組單元七牽引系統(tǒng)裝置（2）轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由電氣絕緣鋼片疊裝而成的鐵心組件被冷縮裝配到由高強度熱處理鋼制成的轉(zhuǎn)子軸上，同時配以分別布置于其左右的轉(zhuǎn)子止推環(huán)。轉(zhuǎn)子配有通風用的軸向風道。銅制轉(zhuǎn)子線排位于鐵心組件的槽中銅條鐵心風扇單元七牽引系統(tǒng)裝置2、牽引電機工作原理（1）異步電機的主要運行原理：定子通上三相交流電后，在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場，該磁場切割轉(zhuǎn)子導條后在轉(zhuǎn)子導條中產(chǎn)生感應(yīng)電流，帶電的轉(zhuǎn)子導條處于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場中將產(chǎn)生電動力，使轉(zhuǎn)子朝定子旋轉(zhuǎn)磁場的同一方向旋轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)子導條中的電流是因轉(zhuǎn)子導條切割由定子繞組產(chǎn)生的氣隙磁場才感應(yīng)產(chǎn)生的，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速只能低于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，永遠不可能與其同步，否則轉(zhuǎn)子導條與氣隙磁場同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導條不再切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流和產(chǎn)生電動力了，轉(zhuǎn)子也不可能旋轉(zhuǎn)了，所以稱按這種原理運行的電機為異步電動機單元七牽引系統(tǒng)裝置

（2）異步電機牽引與再生制動原理：在l>S>0的范圍內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同，它拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，電機從逆變器吸收電能轉(zhuǎn)換為機械能，克服機車阻力驅(qū)動機車運行，處于電動機運行狀態(tài)。S=1為起動運行狀態(tài)。在S<0的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向與定子旋轉(zhuǎn)磁場一致，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n大于電機同步轉(zhuǎn)速n1，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，它阻礙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，電機將車輛機械能轉(zhuǎn)換為電能傳送給逆變器，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，電機處于發(fā)電機運行狀態(tài)，稱之為電制動。單元七牽引系統(tǒng)裝置3、牽引電機主要技術(shù)參數(shù)

單元七牽引系統(tǒng)裝置五）、制動電阻1、制動電阻的作用制動電阻是安裝在每節(jié)動車的車底架上，為牽引系統(tǒng)在電制動時消耗過高再生電壓的耗能設(shè)備，保證線網(wǎng)及列車的安全。因為在電制動的情況下，當能量不能被電網(wǎng)完全吸收時，多余的能量必須轉(zhuǎn)換為熱能消耗在制動電阻上，否則電網(wǎng)電壓將抬高到不能承受的水平。單元七牽引系統(tǒng)裝置2、制動電阻結(jié)構(gòu)1）自然風冷制動電阻有些制動電阻采用對流冷卻，無須強制冷卻，即自然風冷制動電阻。不同的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品可能不盡相同，下文介紹一個典型的結(jié)構(gòu)。冷卻空氣從底部進入制動電阻箱并從帶孔側(cè)墻排出。單元七牽引系統(tǒng)裝置2）強迫風冷制動電阻強迫風冷制動電阻由入風罩和出風防護罩、一個電機和葉輪以及主箱體內(nèi)兩個低阻值（20qC時為2×3.07fl+2%）電阻組成。整機由安裝吊架吊掛車底架下。單元七牽引系統(tǒng)裝置3.制動電阻的主要技術(shù)參數(shù)例：某地鐵列車用的制動電阻電阻最大電阻值（熱）2×3.5Ω±2%最小電阻值（冷）2×3.0Ω最大電感系數(shù)