地鐵列車牽引系統(tǒng)課件

列車牽引系統(tǒng)9/5/20231列車牽引系統(tǒng)8/2/20231目錄列車牽引理論簡(jiǎn)述列車牽引系統(tǒng)設(shè)備組成列車牽引控制一號(hào)線車輛牽引系統(tǒng)簡(jiǎn)介9/5/20232目錄列車牽引理論簡(jiǎn)述8/2/20232第一部分列車牽引理論簡(jiǎn)述9/5/20233第一部分列車牽引理論簡(jiǎn)述8/2/20233列車受力分析地鐵車輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)受到各種外力的作用，影響它的運(yùn)行結(jié)果。我們把所有作用在車輛上外力的合力用G表示，根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理:當(dāng)G

0時(shí)，車輛加速運(yùn)行；當(dāng)G=0時(shí)，車輛靜止或勻速運(yùn)行；當(dāng)G

0時(shí)，車輛減速運(yùn)行。作用在車輛上的諸多外力按其性質(zhì)可分為三類：牽引力FK——使列車運(yùn)動(dòng)并可以控制的外力；車輛阻力W——在運(yùn)行中產(chǎn)生的與列車運(yùn)行方向相反的不可控制的力；制動(dòng)力B——與列車運(yùn)行方向相反的并使列車減速或停止的可控制的外力。這三個(gè)力作用于列車，并影響列車運(yùn)行。在一般情況下不是同時(shí)存在的。在牽引工況，牽引力、阻力同時(shí)存在；在惰行工況，僅阻力存在；在制動(dòng)工況，制動(dòng)力、阻力同時(shí)存在。

9/5/20234列車受力分析地鐵車輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)受到各種外力的作用，影響它牽引力的形成牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)輸出軸，傳動(dòng)裝置（聯(lián)軸節(jié)，齒輪箱）最后使車輛動(dòng)輪獲得扭矩M。假設(shè)我們把車輛吊起來(lái)離開鋼軌，則扭矩作為內(nèi)力矩，只能使車輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而不能使車輛發(fā)生平衡運(yùn)動(dòng)。但當(dāng)車輛置于鋼軌上使車輪和鋼軌成為有壓力的接觸時(shí)，就產(chǎn)生車輪作用于鋼軌的可以控制的力F，而F所引起的鋼軌反作用于車輪的反作用力FK就是使列車發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)的外力（如圖所示）。這種由鋼軌沿列車運(yùn)行方向加于動(dòng)輪輪周上的切向外力ΣFK就是列車的輪周牽引力，簡(jiǎn)稱列車牽引力。9/5/20235牽引力的形成牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)輸出軸黏著與黏著定律

由上面的圖可以看出，車輪由于受到正壓力而保持動(dòng)輪與鋼軌的接觸處的相對(duì)靜止,這種現(xiàn)象稱為“黏著”。黏著狀態(tài)下的靜摩擦力FK也叫“黏著力”。黏著類似于靜力學(xué)里的靜摩擦。當(dāng)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的切向力F增大時(shí)，黏著力FK也隨之增大，保持與F相等，實(shí)驗(yàn)證明，黏著力最大值于動(dòng)輪的正壓力成正比，其比例常數(shù)被稱為黏著系數(shù)。當(dāng)F增大超過(guò)粘著力的極限值時(shí)，輪軌間的粘著被破壞，動(dòng)輪因無(wú)足夠的水平支承力，就不能在鋼軌上滾動(dòng)，而開始在鋼軌上滑動(dòng)，造成動(dòng)輪空轉(zhuǎn)，這時(shí)，鋼軌對(duì)車輪的反作用力FK（牽引力）也因由靜摩擦力變?yōu)閯?dòng)摩擦力而急劇下降。隨著輪軌間相對(duì)滑動(dòng)速度的增加，動(dòng)磨擦系數(shù)越來(lái)越小，粘著力的下降更為嚴(yán)重。結(jié)果動(dòng)輪以軸為中心加速空轉(zhuǎn)，車輪空轉(zhuǎn)易造成傳動(dòng)裝置和走行部的損壞，并使軌與輪接觸面擦傷。所以在運(yùn)行中必須盡量避免。綜上所述，列車牽引力最大值在任何時(shí)候都不得超過(guò)車輛各動(dòng)輪與鋼軌間粘著力的最大值的總和。這一原理稱為粘著定律

9/5/20236黏著與黏著定律由上面的圖可以看出，車輪由影響牽引力的兩個(gè)因素一是牽引裝置傳給輪對(duì)的轉(zhuǎn)矩。它和牽引電機(jī)的速度特性和扭轉(zhuǎn)特性所決定的牽引特性有關(guān)；二是動(dòng)輪與鋼軌的相互作用，主要是輪軌間的粘著系數(shù)以及動(dòng)輪的荷重有關(guān)。當(dāng)牽引電機(jī)選定后，輪軌間的粘著就變成產(chǎn)生牽引力的決定條件，牽引力不能大于輪軌粘著力，否則動(dòng)輪就會(huì)產(chǎn)生空轉(zhuǎn)，列車不能前進(jìn)并造成輪對(duì)踏面和鋼軌面擦傷的惡果。9/5/20237影響牽引力的兩個(gè)因素一是牽引裝置傳給輪對(duì)的轉(zhuǎn)矩。它和牽引電阻力阻力是車輛運(yùn)行中必然存在的一種外力與列車運(yùn)動(dòng)方向相反，根據(jù)阻力引起的原因可把阻力分為基本阻力和附加阻力。基本阻力：列車在運(yùn)行中總是存在，列車在平直道上運(yùn)行時(shí)一般只有基本阻力。附加阻力：發(fā)生在特定的情況下，上坡、曲線、起動(dòng)。列車阻力隨所處環(huán)境的不同而變化，也與車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保養(yǎng)質(zhì)量有關(guān)。影響阻力的因素極為復(fù)雜，變化也很大，很難進(jìn)行理論推算。9/5/20238阻力阻力是車輛運(yùn)行中必然存在的一種外力與列車運(yùn)動(dòng)方向相反，根基本阻力產(chǎn)生基本阻力的主要因素有：滾動(dòng)軸承及車輛各摩擦處之間的摩擦；車輪與鋼軌間的滾動(dòng)的滾動(dòng)摩擦和滑動(dòng)摩擦；沖擊和振動(dòng)引起的阻力；空氣阻力?；咀枇χT因素對(duì)列車阻力的影響程度與運(yùn)行速度有關(guān)。低速時(shí)，軸承、輪軌等摩擦的影響大，空氣阻力影響??；高速時(shí)，空氣阻力占主導(dǎo)地位，而摩擦影響就不大。對(duì)于地鐵車輛而言，車輛主要在隧道中運(yùn)行，由于車輛與隧道的橫截面之比很小，在車輛與隧道的間隙中存在著強(qiáng)烈氣流摩擦和車輛前后的空氣壓力差，使空氣阻力成為車輛的主要運(yùn)行阻力。列車運(yùn)行速度越高，基本阻力越大。地鐵在A車前端下部設(shè)計(jì)擾流板的目的就是為了減少運(yùn)行時(shí)的空氣阻力。高速列車把外形設(shè)計(jì)成流線形也是為了減少高速時(shí)很大的氣流阻力。因?yàn)橛绊懽枇Φ囊蛩貥O為復(fù)雜，變化很大，所以一般采用理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，求出經(jīng)驗(yàn)公式，在車輛單位重量下車輛的基本阻力公式為：W=a+bv+cv2(N/KN)阻力與速度是二次函數(shù)的關(guān)系，式中a、b、c為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)9/5/20239基本阻力產(chǎn)生基本阻力的主要因素有：8/2/2附加阻力坡道阻力:列車進(jìn)入坡道后，由列車重力產(chǎn)生的沿坡道斜面的分力稱為坡道阻力。曲線阻力：曲線阻力是列車通過(guò)曲線時(shí)增加的阻力，引起曲線阻力的原因有：緣與外軌頭內(nèi)側(cè)的摩擦；柱軸承的軸端摩擦；輪對(duì)于鋼軌的橫向及縱向滑動(dòng)；心銷及中心銷座因轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)而發(fā)生的摩擦。曲線阻力與許多因素有關(guān)，如：曲線半徑、運(yùn)行速度、外軌超高、車重、軸距、踏面的磨耗程度等。經(jīng)驗(yàn)公式：起動(dòng)阻力：起動(dòng)阻力對(duì)地鐵車輛而言起動(dòng)性能好，影響不大。對(duì)內(nèi)燃機(jī)車是一主要阻力。9/5/202310附加阻力坡道阻力:列車進(jìn)入坡道后，由列車重力產(chǎn)生的沿坡道斜制動(dòng)力制動(dòng)力的形成：制動(dòng)是車輛運(yùn)行的重要性能，制動(dòng)性能的好壞在很大程度上限制了車輛的載重和列車的運(yùn)行速度。地鐵車輛主要采用電制動(dòng)，但是由于電制動(dòng)的制動(dòng)力和車輛運(yùn)行速度之間的關(guān)系是速度越低制動(dòng)力越小，所以停車和緊急制動(dòng)時(shí)還要采用空氣制動(dòng)系統(tǒng)?？諝庵苿?dòng)又稱摩擦制動(dòng)。列車運(yùn)行時(shí)，增大制動(dòng)力可縮短制動(dòng)距離，提高行車的安全性，但是，并不是制動(dòng)力越大，制動(dòng)效果越好。制動(dòng)力也和實(shí)現(xiàn)牽引力一樣，必須遵守粘著定律。當(dāng)制動(dòng)力大于輪軌間的粘著力時(shí)，就像牽引力一樣，也會(huì)發(fā)生輪軌間的滑行，此時(shí)，車輪被閘瓦抱死，車輪在鋼軌上滑行。列車一旦滑行，首先是制動(dòng)力下降，其次會(huì)發(fā)生輪對(duì)踏面及軌面的擦傷。對(duì)此司機(jī)在駕駛列車，尤其是天氣不良，輪軌粘著狀態(tài)不好時(shí)，要特別加以注意。為了保證正常制動(dòng)，制動(dòng)力必須不超過(guò)粘著力9/5/202311制動(dòng)力制動(dòng)力的形成：制動(dòng)是車輛運(yùn)行的重要性能，制動(dòng)性能的好壞第二部分列車牽引系統(tǒng)設(shè)備組成9/5/202312第二部分列車牽引系統(tǒng)設(shè)備組成8/2/202312牽引系統(tǒng)設(shè)備組成受電弓高速斷路器HSCBVVVF牽引逆變器牽引控制單元DCU牽引電機(jī)制動(dòng)電阻司控器9/5/202313牽引系統(tǒng)設(shè)備組成受電弓8/2/202313受電弓組成：底座下臂下導(dǎo)桿上臂上導(dǎo)桿弓頭張緊彈簧氣壓升弓裝置導(dǎo)電橋線機(jī)構(gòu)阻尼器托最低點(diǎn)位置指示器高位阻擋用途：從接觸網(wǎng)獲得1500V直流電，將其轉(zhuǎn)化為三相交流電，來(lái)滿足列車牽引和車上其他的設(shè)備的用電需求。

9/5/202314受電弓組成：8/2/202314高速斷路器HSCB低壓控制高壓的開關(guān)設(shè)備。其作用就是將電網(wǎng)與車輛高壓設(shè)備分開，利用HSCB過(guò)電流(如短路)后的快速響應(yīng)特性來(lái)保護(hù)直流側(cè)設(shè)備。9/5/202315高速斷路器HSCB低壓控制高壓的開關(guān)設(shè)備。8/2/20231VVVF逆變器組成：電源電流傳感器濾波電抗器直流電壓傳感器過(guò)電壓釋放晶閘管過(guò)電壓放電電阻放電電阻,濾波電容器IGBT模塊相電流傳感器作用：牽引時(shí)，通過(guò)控制內(nèi)部的IGBT模塊的通斷來(lái)產(chǎn)生三相交流電源供牽引電機(jī)使用；制動(dòng)時(shí)，將感應(yīng)電機(jī)產(chǎn)生的交流電整流成直流電反饋給電網(wǎng)或制動(dòng)電阻。

9/5/202316VVVF逆變器組成：8/2/202316牽引控制單元DCUDCU的主要功能異步電動(dòng)機(jī)控制

牽引控制單元DCU將機(jī)車控制級(jí)給定值和控制指令轉(zhuǎn)換成VVVF逆變器用的控制信號(hào)，對(duì)VVVF逆變器和牽引電機(jī)進(jìn)行控制，包括調(diào)節(jié)、保護(hù)、逆變器脈沖模式的產(chǎn)生等。對(duì)VVVF逆變器和牽引電機(jī)進(jìn)行保護(hù)控制電制動(dòng)（ED-BRAKE）進(jìn)行調(diào)整、保護(hù)和逆變器脈沖模式的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)在再生制動(dòng)和電阻制動(dòng)之間的平滑過(guò)渡。防空轉(zhuǎn)/防滑保護(hù)控制列車加減速?zèng)_擊限制保護(hù)通信網(wǎng)路功能故障診斷功能等9/5/202317牽引控制單元DCUDCU的主要功能8/2/202317牽引電機(jī)基本參數(shù)類型和冷卻： 自通風(fēng)銅條鼠籠式三相感應(yīng)電機(jī)額定方式： 持續(xù)制額定功率： 190kW轉(zhuǎn)矩：766N·m電機(jī)電壓： 1100V電機(jī)電流： 130A額定頻率： 80Hz額定轉(zhuǎn)速： 2370r/min轉(zhuǎn)差率： 1.4%-轉(zhuǎn)差率極數(shù)： 4極效率： 93%功率因數(shù)： 84%最大功率：牽引時(shí)：277kW,DC1350V車速40km/h,電流210A制動(dòng)時(shí)：455kW,DC1650V車速80km/h,電流215A絕緣等級(jí)： 200級(jí)（IEC60349-2）齒輪傳動(dòng)比： 7.71(131/17)輪徑： 840mm（新）805（半磨耗，計(jì)算用）770（全磨耗）最高轉(zhuǎn)速： 4780r/min最高試驗(yàn)轉(zhuǎn)速： 5740r/min轉(zhuǎn)向： U-V-W正常相序時(shí)按照順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)（從牽引端看）估計(jì)重量： 625Kg9/5/202318牽引電機(jī)基本參數(shù)8/2/202318制動(dòng)電阻為牽引系統(tǒng)在電制動(dòng)時(shí)消耗過(guò)高再生電壓的耗能設(shè)備，保證線網(wǎng)及列車的安全。因?yàn)樵陔娭苿?dòng)的情況下,當(dāng)能量不能被電網(wǎng)完全吸收時(shí),多余的能量必須轉(zhuǎn)換為熱能消耗在制動(dòng)電阻上，否則電網(wǎng)電壓將抬高到不能承受的水平。因此制動(dòng)電阻的存在確保了電網(wǎng)上的其它設(shè)備的安全。額定電阻值（20℃） 2.95Ω±5%采用自然風(fēng)冷的冷卻方式9/5/202319制動(dòng)電阻為牽引系統(tǒng)在電制動(dòng)時(shí)消耗過(guò)高再生電壓的耗能設(shè)備，保證司控器司機(jī)控制器是用來(lái)操縱地鐵車輛運(yùn)行的主令控制器，是利用控制電路的低壓電器間接控制主電路的電氣設(shè)備。司機(jī)控制器的面板上有控制手柄、換向手柄兩種可操作機(jī)構(gòu)?？刂剖直校籂恳齾^(qū)、0位、制動(dòng)區(qū)、快速制動(dòng)位；換向手柄有：“向后”、“0”、“向前”三個(gè)檔位。司機(jī)控制器的控制手柄0位、牽引最大位、制動(dòng)最大位、快速制動(dòng)位有定位；在這些檔位之間為無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)同軸的驅(qū)動(dòng)電位器用來(lái)調(diào)節(jié)輸入到電子柜的電壓指令，從而達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)車牽引力和電阻制動(dòng)的目的；換向手柄在每個(gè)檔位均定位，換向手柄穩(wěn)定在相應(yīng)的檔位中。控制手柄、換向手柄和機(jī)械鎖之間相互機(jī)械聯(lián)鎖。在使用時(shí)，先打開機(jī)械鎖，再由換向手柄選定機(jī)車的行車方向和工況，再操作控制手柄來(lái)控制機(jī)車的速度。在行車過(guò)程中，如需要改變機(jī)車的工況時(shí)，必須將控制手柄放回“0”位后，才可進(jìn)行換向手柄的操作。如司機(jī)需要進(jìn)行異端操作時(shí)，必須將本端司控器的控制手柄置“0”位，且換向手柄置“0”位，鎖閉機(jī)械鎖，拔出鑰匙，方可進(jìn)行異端操作。9/5/202320司控器司機(jī)控制器是用來(lái)操縱地鐵車輛運(yùn)行的主令控制器，是利用控第三部分列車牽引控制9/5/202321第三部分列車牽引控制8/2/202321整列車的牽引指令控制車輛牽引指令中有對(duì)車輛各種狀態(tài)的監(jiān)控，一旦這些因素有一點(diǎn)不滿足要求，牽引指令線就會(huì)斷開，列車將無(wú)法牽引，以此來(lái)進(jìn)行保護(hù)。這其中除了信號(hào)系統(tǒng)相關(guān)的保護(hù)外，還有車門狀態(tài)監(jiān)控、主風(fēng)缸壓力大小監(jiān)控、停車制動(dòng)狀態(tài)監(jiān)控、緊急制動(dòng)狀態(tài)監(jiān)控，如下圖所示：DCR為車門全關(guān)閉繼電器，當(dāng)車門全部關(guān)好后，DCR得電，其串在牽引回路中的常開觸點(diǎn)閉合，一旦車門中有一個(gè)未能關(guān)閉，繼電器失電，觸點(diǎn)斷開，牽引指令就法發(fā)送出去。MRPR2為主風(fēng)缸壓力繼電器，是由列車管理系統(tǒng)TMS控制，當(dāng)主風(fēng)缸的壓力高于6bar時(shí)得電，其輔助觸點(diǎn)閉合，一旦主風(fēng)缸壓力低于6bar，繼電器失電，觸點(diǎn)斷開，牽引封鎖。PKBR為停放制動(dòng)繼電器，列車在牽引前必須按停放制動(dòng)緩解按鈕緩解停放制動(dòng)才能讓繼電器得電來(lái)牽引，若停放制動(dòng)不緩解，繼電器不得電，將牽引封鎖。EBR為緊急制動(dòng)繼電器，若列車處于緊急制動(dòng)狀態(tài)，繼電器失電，列車將無(wú)法牽引。DCRDLCOSPKBRPKBRCOSMRPR2MPR2COS110vEBRVVVFDCU9/5/202322整列車的牽引指令控制車輛牽引指令中有對(duì)車輛各種狀態(tài)的監(jiān)控，一牽引主電路原理高速斷路器(HB)，線路接觸器(LB)，充電電阻(CHRe)，充電接觸器(LCH)，制動(dòng)斬波模塊(BCH1,2),制動(dòng)電阻(BRe1,2)輸入電流傳感器(DCCTS)，差動(dòng)電流傳感器（DCCT1），濾波電抗器（FL），直流電壓傳感器(DCPT1、2)，放電電阻(DCHR)濾波電容器(FC)，牽引電機(jī)(IM1～4)，U相電流傳感器(CTU)，V相電流傳感器(CTV)，IGBT模塊(IGU～I(xiàn)GZ)9/5/202323牽引主電路原理高速斷路器(HB)，線路接觸器(LB)，充電主電路功能與說(shuō)明功能主電路通過(guò)HB、線路接觸器連至接觸網(wǎng)，從電網(wǎng)獲得電能。逆變器將1500V直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流電壓，從而驅(qū)動(dòng)三相感應(yīng)電機(jī)。逆變器由IPM模塊組成。該逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)變壓變頻控制，它能夠控制感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，也就使得列車速度能在一個(gè)很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。它還能夠?qū)崿F(xiàn)牽引/再生制動(dòng)和向前/向后操作，不需切換主電路，而是通過(guò)對(duì)滑差頻率及輸出相序的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)只需控制門極信號(hào)。電容濾波器用以吸收地鐵接觸網(wǎng)電壓中的紋波。制動(dòng)電阻用于消耗再生制動(dòng)網(wǎng)壓過(guò)高時(shí)，不能反饋到網(wǎng)上的能量。說(shuō)明整個(gè)主電路具有驅(qū)動(dòng)4臺(tái)感應(yīng)電機(jī)的能力。采用大容量的IPM模塊，逆變器的每個(gè)橋臂由一個(gè)1S1P連接到功率單元組成。為了減少IPM和濾波電容器之間的雜散電感，把濾波電容器的安裝盡量靠近IPM，并采用了疊片式低感母排。采用了大容量的電容濾波器(FC)以吸收接觸網(wǎng)電壓中的紋波。當(dāng)檢測(cè)到主電路中有過(guò)電壓時(shí)，BCH動(dòng)作，使濾波電容通過(guò)電阻放電，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。檢測(cè)電壓的DCPT2連在電容濾波器上。充電時(shí)，主電路的能量通過(guò)充電電阻傳遞過(guò)來(lái)。9/5/202324主電路功能與說(shuō)明功能8/2/202324牽引系統(tǒng)基本控制原理一

整個(gè)牽引控制系統(tǒng)由輸入值設(shè)定、速度測(cè)量、電機(jī)控制、脈沖發(fā)生器、能量反饋各環(huán)節(jié)構(gòu)成。DCU通過(guò)列車線接受來(lái)自控制系統(tǒng)的牽引/制動(dòng)力絕對(duì)值（以百分比的形式），與此同時(shí)還接受司機(jī)發(fā)出牽引或制動(dòng)指令，來(lái)決定是施加牽引或制動(dòng)力。在給定值進(jìn)行實(shí)際電機(jī)控制前，必須經(jīng)過(guò)以下條件的處理:一、輸入值設(shè)定載荷校驗(yàn)DCU根據(jù)相應(yīng)動(dòng)車的載荷狀況來(lái)調(diào)整實(shí)際牽引/制動(dòng)力，這是由于采用了動(dòng)力分散型控制，為了保持車鉤之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)最小，并且使整車達(dá)到相同的動(dòng)態(tài)特性。沖擊限制不同的給定值大小的改變速率必須符合沖擊限制的規(guī)定，但在防滑/防空轉(zhuǎn)功能激活的時(shí)候則不受此限制。速度限制（牽引時(shí)）一號(hào)線規(guī)定了3個(gè)速度限制，速度控制的優(yōu)先級(jí)高于電機(jī)控制。正常速度： 80km/h倒車速度： 10km/h慢行速度： 3km/h9/5/202325牽引系統(tǒng)基本控制原理一整個(gè)牽引系統(tǒng)基本控制原理二線電流限制（牽引時(shí)）在牽引工況時(shí)，線電流控制的優(yōu)先級(jí)高于電機(jī)控制，出于功耗的考慮，會(huì)設(shè)置一個(gè)限制值。欠壓保護(hù)（制動(dòng)時(shí)）在制動(dòng)時(shí)，網(wǎng)壓一直受到檢測(cè)，當(dāng)網(wǎng)壓降到1500V以下時(shí)，制動(dòng)力矩隨速度和網(wǎng)壓相應(yīng)的減少，這時(shí)不足的制動(dòng)力由氣制動(dòng)補(bǔ)充?？辙D(zhuǎn)/滑行保護(hù)空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)通過(guò)比較拖車動(dòng)車之間的速度差異來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)適當(dāng)減少力矩設(shè)定值，該保護(hù)能確保輸出最大所要求的牽引/制動(dòng)力，當(dāng)拖車速度檢測(cè)失敗時(shí)，該保護(hù)還可以通過(guò)仿真計(jì)算拖車速度來(lái)保證正常功能9/5/202326牽引系統(tǒng)基本控制原理二線電流限制（牽引時(shí)）8/2/20232牽引系統(tǒng)基本控制原理三二、速度檢測(cè)每個(gè)牽引電機(jī)帶一個(gè)速度傳感器，每個(gè)牽引控制單元連接3個(gè)速度傳感器。在正常情況下，該數(shù)值直接送入DCU進(jìn)行牽引控制，在進(jìn)行速度測(cè)量的時(shí)候，如果出現(xiàn)各速度值不相等的情況（例如，空轉(zhuǎn)/滑行時(shí)），甚至在極端情況下，只有一個(gè)電機(jī)的速度信息對(duì)于牽引控制來(lái)說(shuō)都是足夠的。當(dāng)DCU監(jiān)控邏輯系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)速度傳感器故障時(shí)，馬上封鎖該速度信號(hào)，以免對(duì)牽引控制造成嚴(yán)重的影響。除了電機(jī)速度，在DCU中同樣檢測(cè)拖車的速度。在拖車一個(gè)軸上裝有一個(gè)編碼速度傳感器。三、脈沖模式發(fā)生器脈沖模式發(fā)生器根據(jù)電機(jī)控制的三個(gè)輸入變量：相控因數(shù)、定子頻率、和校正角實(shí)時(shí)計(jì)算牽引逆變器中的IGBT觸發(fā)脈沖。9/5/202327牽引系統(tǒng)基本控制原理三二、速度檢測(cè)8/2/202327牽引系統(tǒng)基本控制原理四四、能量反饋在電機(jī)的能量反饋中,能量反饋到電網(wǎng)中,如果在電制動(dòng)的情況下,能量不能被電網(wǎng)完全吸收,多余的能量必須轉(zhuǎn)換為熱能消耗在制動(dòng)電阻上，否則電網(wǎng)電壓將抬高到不能承受的水平。制動(dòng)斬波器的存在確保大部分的能量能反饋回電網(wǎng)，同時(shí)又保護(hù)了電網(wǎng)上的其他設(shè)備。在制動(dòng)時(shí)，電網(wǎng)電壓一直被檢測(cè)，如果網(wǎng)壓降到1500V以下，制動(dòng)力矩隨速度和網(wǎng)壓相應(yīng)受限制，不足的電制動(dòng)由氣制動(dòng)補(bǔ)充，如果網(wǎng)壓降到回饋制動(dòng)的保護(hù)值1000V時(shí)，電制動(dòng)切除，列車制動(dòng)完全由氣制動(dòng)承擔(dān)。9/5/202328牽引系統(tǒng)基本控制原理四8/2/202328電機(jī)控制原理VVVF逆變器由六個(gè)IGBT開關(guān)SU–SZ組成，同一時(shí)間總是開通三個(gè)開關(guān)輸出三相交流電。交流電的頻率、電壓是通過(guò)開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間來(lái)控制的。采用空間矢量控制電機(jī)的磁通大小和方向（空間矢量）通過(guò)逆變器輸出線電壓和相電流，電機(jī)速度等參數(shù)近似得到。繞組中的電流和電機(jī)電壓作為空間矢量與磁通量有關(guān)，9/5/202329電機(jī)控制原理VVVF逆變器由六個(gè)IGBT開關(guān)SU–S列車運(yùn)行控制模式圖9/5/202330列車運(yùn)行控制模式圖8/2/202330第四部分一號(hào)線列車牽引系統(tǒng)簡(jiǎn)介9/5/202331第四部分一號(hào)線列車牽引系統(tǒng)簡(jiǎn)介8/2/202331一號(hào)線車輛牽引系統(tǒng)概況沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線牽引系統(tǒng)由日本三菱公司提供：采用3動(dòng)3拖方案采用受電弓受流方式采用1C4M供電方式，即每輛動(dòng)車配置一臺(tái)VVVF逆變器向同一輛動(dòng)車上的四臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)供電的交流傳動(dòng)方式,。設(shè)一臺(tái)高速斷路器。牽引電機(jī)采用矢量控制，在AW0～AW3范圍內(nèi)能自動(dòng)調(diào)整牽引力和電