《城市軌道交通車輛電氣控制》課件全套 第1-6章 城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)-城市軌道交通車輛輔助供電系統(tǒng)

城市軌道交通車輛電氣控制

第

一

章城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)項(xiàng)目描述（1）：城市軌道交通車輛最根本的任務(wù)：運(yùn)輸完成運(yùn)輸任務(wù)的關(guān)鍵：車輛的運(yùn)行速度及其控制控制系統(tǒng)作用：根據(jù)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)給出的命令

對(duì)各功能子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控?？刂葡到y(tǒng)類型:牽引控制、制動(dòng)控制控制系統(tǒng)控制方法：數(shù)學(xué)模型化、傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)、

人工智能原理的各種控制方法

16:51:11人機(jī)界面作用：駕駛員可隨時(shí)了解整個(gè)列車的運(yùn)行狀態(tài)和各主要單元部件的工作狀態(tài)，必要時(shí)人工干預(yù)。

人機(jī)界面組成：系統(tǒng)操作軟件、微機(jī)控制系統(tǒng)、總線控制電氣控制系統(tǒng)功能：實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)ATO、列車自動(dòng)控制系統(tǒng)ATC、列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)ATP、列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)ATS、

列車通信控制TCC等全自動(dòng)控制電氣控制系統(tǒng)組成：主牽引傳動(dòng)系統(tǒng)、輔助電源系統(tǒng)、

牽引/制動(dòng)控制系統(tǒng)、車門控制系統(tǒng)

16:51:11項(xiàng)目描述（2）：第一節(jié)

城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ)一、城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)概述16:51:11電氣設(shè)備（高壓電器，低壓電器）主電路系統(tǒng)輔助電路系統(tǒng)電子與控制電路系統(tǒng)車輛電氣學(xué)習(xí)任務(wù)圖1-1城市軌道交通車輛控制原理圖16:51:11二、城市軌道交通車輛總體控制電力牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)：定義：在軌道交通運(yùn)輸中，采用電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)來(lái)滿足車輛牽引的電氣部分?？刂茖?duì)象：牽引電機(jī)作用：對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度和牽引力進(jìn)行調(diào)節(jié)分類：直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)、交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)

16:51:11圖

地鐵單元車輛的總體控制16:51:11三、城市軌道交通車輛電器部件與設(shè)備

圖1龐巴迪公司與長(zhǎng)客生產(chǎn)的地鐵車輛的主要設(shè)備配置拖車(TC)動(dòng)車（M’）

動(dòng)車(M)16:51:11第二節(jié)

城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)主要部件功能城市軌道交通車輛控制系統(tǒng)部件一般稱為牽引電器。定義：對(duì)城市軌道交通車輛以及其它的牽引設(shè)備進(jìn)行切換、檢測(cè)、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)的電器及裝置。構(gòu)成：主電路電器、控制電路電器、輔助電路電器特點(diǎn)：外型呈平整的箱狀，且寬度小，安裝時(shí)盡可能成列布置；

結(jié)構(gòu)方面要便于更換觸頭、彈簧和其它被磨損零件。

操作次數(shù)頻繁，零件的機(jī)械與電氣強(qiáng)度方面，

要求有較大的安全系數(shù)，同時(shí)必須保證有最大的可靠性。16:51:11牽引電器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：螺釘連接應(yīng)有彈簧墊圈和緊鎖螺帽，接觸器等運(yùn)動(dòng)

的重心落在支撐點(diǎn)上；計(jì)算繞組、選擇絕緣材料、潤(rùn)滑油要考慮溫度變化；用電鍍涂壓的辦法來(lái)防止零件表面的銹蝕；選擇漏電間隙和絕緣距離時(shí)，應(yīng)從可能最壞的表面

工作情況出發(fā)，保證牽引電器之間的絕緣可靠。16:51:11

（一）受電弓1.城軌交通車輛的供電與受流

地鐵和輕軌速度不高，常采用直流供電。電壓制式：發(fā)展趨向是IEC標(biāo)準(zhǔn)中600伏、750伏、1500伏中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《地鐵直流供電系統(tǒng)》的規(guī)定是:

直流750伏（波動(dòng)范圍500～900伏）和

直流1500伏（波動(dòng)范圍1000～1800伏）。供電形式：接觸網(wǎng)供電、接觸軌供電受流形式：接觸網(wǎng)受流、第三軌受流16:51:11一、主電路電器主要包括：受電弓、高速斷路器、主接觸器和牽引變流裝置等。牽引網(wǎng)

由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道回路及回流線組成的供電網(wǎng)絡(luò)稱為牽引網(wǎng)從牽引變電所向接觸網(wǎng)輸送牽引電能的導(dǎo)線用以供牽引電流返回牽引變電所的導(dǎo)線列車行走時(shí)，利用走行軌作為牽引電流回流的電路為便于檢修和縮小事故范圍，將接觸網(wǎng)分成若干段稱為電分段經(jīng)過(guò)電動(dòng)列車的受電器向電動(dòng)列車供給電能的導(dǎo)電網(wǎng)主變電站牽引變電站饋電線接觸網(wǎng)鋼軌

回流線電分段

接觸網(wǎng)

饋電線主變電站回流線2.受電弓的結(jié)構(gòu)組成受電弓:

城市軌道交通車輛

的受流裝置根據(jù)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分為:

氣動(dòng)弓和電動(dòng)弓

1-基礎(chǔ)框架2-高度止擋3-絕緣子4-框架5-下部支桿6-下部導(dǎo)桿7-上部支桿8-上部導(dǎo)桿9-集流頭10-接觸帶11-端角12-升高和降低裝置13-電流傳送裝置14-吊鉤閉鎖器圖1-5單臂受電弓結(jié)構(gòu)組成16:51:113．受電弓工作原理受電弓靠滑動(dòng)接觸受流，是移動(dòng)設(shè)備與固定供電裝置之間的連接環(huán)節(jié)。受電弓受流性能的基本要求是：集流頭與接觸網(wǎng)接觸可靠，磨耗??；升降弓時(shí)對(duì)車頂設(shè)備不產(chǎn)生有害沖擊；運(yùn)行中受電弓動(dòng)作輕巧，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性能好。受電弓的提升依靠升弓彈簧完成；降弓是通過(guò)傳動(dòng)風(fēng)缸內(nèi)部的降弓彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)；壓縮空氣在傳動(dòng)風(fēng)缸的充氣及排氣決定了受電弓的升與降。（1）升弓過(guò)程：在列車及司機(jī)臺(tái)激活的情況下，按下副司機(jī)臺(tái)受電弓升弓按鈕，相應(yīng)的升弓電路工作，升弓電磁閥得電動(dòng)作，打開(kāi)風(fēng)源至傳動(dòng)風(fēng)缸的通路，傳動(dòng)風(fēng)缸充氣，將內(nèi)部的降弓彈簧壓縮，在升弓彈簧的作用下克服自身重力升起。16:51:11圖1-6升弓風(fēng)路示意圖風(fēng)路系統(tǒng)16:51:11（2）降弓過(guò)程

a)快速降弓風(fēng)路b)緩慢降弓風(fēng)路圖1-7降弓風(fēng)路示意圖16:51:11（3）緊急操作當(dāng)車輛有壓縮空氣，但氣壓不足(低于3bar)時(shí)，受電弓也可以手動(dòng)升弓。16:51:11使用B車車廂設(shè)備柜中的腳踏泵，同時(shí)手動(dòng)或電動(dòng)控制電磁閥開(kāi)通風(fēng)路，人工踩壓腳踏泵打風(fēng)，至風(fēng)壓足以升起受電弓為止。額定電壓/VDCl500電壓范圍/VDCl000～1800額定電流/ADCl050最大啟動(dòng)電流(30s)/ADCl600最大停車電流/ADC460標(biāo)準(zhǔn)靜接觸壓力/N

120±10靜壓力調(diào)節(jié)范圍/N100~140滑板單向運(yùn)動(dòng)在工作高度范圍內(nèi)壓力差/N不大于10滑板在工作高度范圍內(nèi)同一高度上，升與降壓力差/N不大于15運(yùn)行速度（km／h）≤90傳動(dòng)裝置壓力/kPa額定550，最小/300，最大800主要尺寸（帶絕緣子的高度）/mm300（折疊高度300+10）最小/大工作高度/mm175（463）/（1600）最大升起高度/mm1700碳滑板長(zhǎng)度/mm800（1050）弓頭寬度/mm1550升/降弓時(shí)間/s升弓≤8，降弓≤7絕緣性能交流50Hz，5.75kV干閃絡(luò)電壓1min；交流50Hz，4.75kV濕閃絡(luò)電壓1min機(jī)械壽命15×103次受電弓總重（絕緣子除外）/kg200

受電弓主要技術(shù)參數(shù)有電氣數(shù)據(jù)、機(jī)械參數(shù)及幾何尺寸參數(shù)。

適用場(chǎng)合：某公司A型車受電弓，網(wǎng)壓DCl500V，4M2T編組。4．受電弓主要技術(shù)參數(shù)16:51:11（二）高速斷路器（HSCB）

作用：在車輛發(fā)生故障時(shí)執(zhí)行保護(hù)指令，切斷動(dòng)力電源。1．HSCB的主要性能指標(biāo)及特點(diǎn)

主要性能指標(biāo)有兩個(gè)：

機(jī)械響應(yīng)時(shí)間

、分?jǐn)嗄芰?/p>

（1）斷路器的機(jī)械響應(yīng)時(shí)間（Tm）：

指從通過(guò)斷路器的電流達(dá)到動(dòng)作值，

到主觸頭打開(kāi)的時(shí)間。

電流增長(zhǎng)率越大，機(jī)械響應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)。

高速斷路器機(jī)械響應(yīng)時(shí)間與電流增長(zhǎng)速率關(guān)系16:51:11（2）分?jǐn)嗄芰?/p>

在相同的短路穩(wěn)態(tài)電流情況下：電流增長(zhǎng)率di／dt越大，則開(kāi)斷電流?d越大，限制時(shí)間TL越短，總開(kāi)關(guān)時(shí)間Ttot越短，I2d積分越大。16:51:11圖

高速斷路器開(kāi)斷過(guò)程電流、電壓波形2.HSCB的主要特點(diǎn):（1）對(duì)地有很高的絕緣等級(jí)。（2）分?jǐn)嗄芰?qiáng)，響應(yīng)時(shí)間短。（3）不受氣候條件的影響。（4）長(zhǎng)使用壽命。（5）易于維護(hù)。16:51:113．HSCB結(jié)構(gòu)上海地鐵1號(hào)線用AEG公司產(chǎn)TSEl250-B-I型高速開(kāi)關(guān)，安裝于B車上。主要包括：基架、短路快速跳閘裝置（KS）、過(guò)載跳閘裝置（S型）、合閘裝置、滅弧柵。

圖

高速開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)外形16:51:11高速開(kāi)關(guān)主要構(gòu)件有：（1）觸頭系統(tǒng)（2）滅弧機(jī)構(gòu)

（3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（4）自由脫扣機(jī)構(gòu)（5）最大電流釋入器（6）最小電壓釋入器（7）輔助開(kāi)關(guān)---采用串封閉式導(dǎo)弧角。-------

動(dòng)、靜觸頭（上海地鐵車輛高速開(kāi)關(guān)

是雙極串聯(lián)形式），觸頭的接觸形式采用線接觸——接觸面大、磨損較小、制造方便，觸頭制成單獨(dú)成零件，便于更換。---------用來(lái)操縱主觸頭閉合。

傳動(dòng)形式：手動(dòng)傳動(dòng)

電磁機(jī)構(gòu)傳動(dòng)--------位于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與主觸頭之間，用來(lái)保證當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還起作用，高速開(kāi)關(guān)能夠可靠地開(kāi)斷電路。-----即過(guò)載時(shí)通過(guò)拉桿作用于自由脫扣機(jī)構(gòu)而開(kāi)斷；短路時(shí)直接撞擊鎖鉤開(kāi)斷電路。

通過(guò)電磁機(jī)構(gòu)作用，銜鐵直接作用在鎖鉤上，使鎖鉤釋放，

在開(kāi)斷彈簧作用下開(kāi)斷電路，正常操作電壓DC110伏，最低電壓77伏。------------用于聯(lián)鎖、指示、控制作用。16:51:11

4.HSCB的工作原理圖TSEl250-B-I型高速開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)原理1-上接線端2-靜觸頭3-動(dòng)觸頭4-動(dòng)觸頭臂5-彈性連接板6-下界限端7-過(guò)載跳閘（S）裝置8-拉桿9-釋放鎖件10-轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)11-轉(zhuǎn)換軸12-短路快速跳閘（KS）銜鐵13-撞擊螺釘14-轉(zhuǎn)換桿15-滾軸17-短路快速跳閘拉桿18、19-滅弧板16:51:115.高速斷路器參數(shù)舉例表類型電磁控制自然冷卻的單極直流斷路器額定電壓1500V+20%額定電流1250A短時(shí)允許電流1400A，2h；2000A，2min；3000A，20s；額定分?jǐn)嗄芰?5kAKS—釋放的分?jǐn)鄷r(shí)間di/dt≥3KA/ms5ms機(jī)械反應(yīng)時(shí)間2ms機(jī)械壽命20000次控制電壓DC110V電壽命1000次分?jǐn)囝l率（1h）30次16:51:11（三）主接觸器作用：用來(lái)頻繁地接通和切斷主電路的自動(dòng)切換電器。特點(diǎn)：能進(jìn)行遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制，操作頻率較高，通斷電流較大。分類：

按通斷電路電流種類：直流接觸器、交流接觸器

按主觸頭數(shù)目：?jiǎn)螛O接觸器

、多極接觸器

按主觸頭數(shù)目：電空接觸器，電磁接觸器16:51:111.電磁接觸器結(jié)構(gòu)組成電磁機(jī)構(gòu)：包括鐵芯、帶驅(qū)動(dòng)桿的螺旋線圈、蓋板。主觸頭：用來(lái)通斷電路，觸頭為球面鍍銀。

滅弧裝置：包括吹弧線圈、帶電離柵的滅弧罩輔助觸頭支架固定裝置電離柵：將進(jìn)入的電弧分割成一系列短弧，然后使電弧加速冷卻，

吹弧線圈確?？焖俸陀行У臏缁　Ｖ绷鹘佑|器設(shè)計(jì)為模塊結(jié)構(gòu)，外殼材料阻燃、無(wú)毒、無(wú)環(huán)境污染。16:51:112.電磁接觸器工作原理a、接通過(guò)程：電磁圈未通電時(shí)，銜鐵在反力彈簧作用下保持在釋放位置。當(dāng)電磁線圈得電后，鐵芯在電磁力作用下帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿克服反力彈簧運(yùn)動(dòng)。動(dòng)觸頭在驅(qū)動(dòng)桿帶動(dòng)下，觸頭上部與靜觸頭點(diǎn)接觸，隨著驅(qū)動(dòng)桿繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，觸頭上壓力不斷增加，動(dòng)觸頭在靜觸頭上邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)，進(jìn)行研磨，一直到電磁力與反力彈簧力平衡止，接觸點(diǎn)移到觸頭下部，完成觸頭閉合，主接觸器進(jìn)入工作狀態(tài)。同時(shí)輔助觸頭依靠驅(qū)動(dòng)凹輪，同步打開(kāi)或閉合。16:51:11

斷開(kāi)的過(guò)程則相反，失電后，電磁力小時(shí)，反力彈簧起作用，主觸頭分?jǐn)啵瑫r(shí)輔助觸頭的狀態(tài)也跟著變化。

主觸頭閉合的研磨過(guò)程，將其表面的氧化物或臟物擦掉，減小接觸電阻。

出頭斷開(kāi)的反力可使觸頭分?jǐn)鄷r(shí)所產(chǎn)生的電弧不致?lián)p壞正常接觸點(diǎn)。反力主要由彈簧力產(chǎn)生，通常是園柱螺旋彈簧。

圓柱螺旋彈簧分為：拉伸彈簧、壓縮彈簧

b、斷開(kāi)過(guò)程16:51:113.BMS.15.06型直流電磁接觸器技術(shù)參數(shù)額定電壓/VDC1500最大工作電壓/VDC1800額定絕緣電壓/VDC1500額定電流/A600小時(shí)電流/A630短時(shí)電流(5S)/A800最大整斷電流(15ms)/A2400閉合時(shí)間/ms約l00開(kāi)斷時(shí)間/ms約75機(jī)械壽命3×10

6次電壽命104次觸頭壓力/N54~72控制電源/VDC110控制功率/W3016:51:11（四）線路濾波器

線路濾波器：包括線路濾波電抗器和線路濾波電容器；

位于主電路牽引變流器中。1．線路濾波器的作用：

（1）濾平輸入電壓。

（2）抑制電網(wǎng)側(cè)發(fā)生的過(guò)電壓減少其對(duì)逆變器的影響。

例如：變電所的操作過(guò)電壓、雷擊過(guò)電壓等。

（3）抑制逆變器因換流引起的尖峰過(guò)電壓。

（4）抑制電網(wǎng)側(cè)傳輸?shù)侥孀兤髦绷鳝h(huán)節(jié)的諧波電流，

抑制逆變器產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的影響。

（5）限制變流器的故障電流。16:51:11

2．線路濾波電抗器：作用：保證電感在任何電流值時(shí)均恒定。要求：采用空心線圈結(jié)構(gòu)。

電抗器的電感量須與線路電容器的電容量相匹配。

諧振頻率與信號(hào)系統(tǒng)的調(diào)制頻率有一定的差值。網(wǎng)壓DCl500V的城軌車輛，逆變器容量在1000kVA以上的系統(tǒng)，電感量一般為5～8mH。16:51:113．線路濾波電容器

從功能上，由于它用于逆變系統(tǒng)的直流環(huán)節(jié)（DCLink），因此稱作“支撐電容器”。

從性質(zhì)上，由于要求它能承受很大的諧波電流，因此稱作“直流脈沖電容器”。最大電流Imax最高達(dá)600A額定電壓UN最高達(dá)6kV自感Lself≤40nH額定能量WN最高達(dá)18kJ介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ02×10最大峰值電流

最高達(dá)10kA最大浪涌電流

最高達(dá)100kA端子間直流試驗(yàn)電壓UTT1.5UN,10s端子對(duì)外殼交流試驗(yàn)電壓UTC2Ui+1000V,50Hz,10s（Ui為絕緣電壓）自放電時(shí)間常數(shù)Ris·C≥10000s國(guó)外某公司支撐電容器系列產(chǎn)品主要參數(shù)舉例表：16:51:11（五）制動(dòng)電阻器16:51:11車底制動(dòng)電阻箱作用:電阻制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電阻吸收未被消耗掉的電機(jī)發(fā)電能量，轉(zhuǎn)換為熱能散逸到大氣中去。制動(dòng)電阻器要求:良好的熱容量、耐振動(dòng)、防腐蝕，在高溫下不生成氧化層，特別要注意在正常使用周期內(nèi)不斷裂。16:51:11圖

制動(dòng)電阻器結(jié)構(gòu)1-底面板2-電阻排3-絕緣板4-銅棒5-熱量顯示盒6-風(fēng)道1．制動(dòng)電阻器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）電阻值：20℃時(shí)的阻值與熱態(tài)時(shí)的阻值。（2）電阻材料：材質(zhì)及溫度系數(shù)。（3）功率：等效持續(xù)功率與短時(shí)最大功率。（4）最高工作溫度：一般600℃左右（5）冷卻：多數(shù)采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，少數(shù)采用自然風(fēng)冷(列車走行風(fēng))（6）保護(hù)：過(guò)熱、過(guò)流、失風(fēng)(若用強(qiáng)迫風(fēng)冷)保護(hù)、IP等級(jí)（電阻箱外觀保護(hù)等級(jí)）16:51:112．制動(dòng)電阻器主要技術(shù)參數(shù)舉例

某公司A型車，網(wǎng)壓DCl500V，4M2T編組。20℃時(shí)的電阻值2×3.0Ω熱態(tài)電阻2×3.5Ω材料AISI310S（不銹鋼）短時(shí)功率2×750kW等效持續(xù)功率2×220kW冷卻方法強(qiáng)迫風(fēng)冷風(fēng)量1.2m／s風(fēng)壓300Pa風(fēng)機(jī)功率1.2kW、AC380V、50Hz最高工作溫度600℃（電阻帶處）16:51:11（六）平波電抗器平波電抗器是一個(gè)帶鐵心的大電感。16:51:11（六）平波電抗器工作原理：利用電感元件隔交通直的性質(zhì)和電路的楞次定律，在牽引電機(jī)支路串聯(lián)平波電抗器后，當(dāng)整流器輸出的脈動(dòng)電流流過(guò)時(shí)，平波電抗器產(chǎn)生自感電勢(shì)（

）阻止電流的變化。

作用：減小、敷平電流脈動(dòng)。

選擇：在一定的整流電壓下，先規(guī)定好整流電流的脈動(dòng)系數(shù)，然后計(jì)算出不同負(fù)載下對(duì)應(yīng)的電感值，再選用合適的平波電抗器。平波電抗器是一個(gè)帶鐵心的大電感。16:51:11

電感Ld與整流電流Id的關(guān)系Ld＝f（Id）應(yīng)為一雙曲函數(shù)（如圖1-20所示曲線1）；平波電抗器特性曲線：16:51:11

試驗(yàn)表明具有鐵芯的電抗器可使IdLd的乘積近似常數(shù)，這樣便使電流脈動(dòng)系數(shù)近似不變（其特性曲線如1-20中曲線2）。（七）接地裝置1.功能：為主電路提供回流通路，使電流經(jīng)輪對(duì)到達(dá)鋼軌，構(gòu)成1500V完整的電路。同時(shí)防止電流通過(guò)軸承造成電腐蝕，提高軸承的使用壽命。2.安裝：安裝于轉(zhuǎn)向架軸端，分別在A車轉(zhuǎn)向架的第2軸的右側(cè)和第3軸左側(cè)軸端各安裝了一個(gè)，分別在B車和C車的轉(zhuǎn)向架第1、3軸的左側(cè)軸端各安裝了一個(gè)，在第2、4軸的右側(cè)軸端各安裝了一個(gè)。16:51:113．接地裝置的外形與結(jié)構(gòu)接地裝置主要由接觸盤、碳刷架、彈簧支撐組成。圖

接地裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)16:51:11二、控制電路電器駕駛控制器裝置牽引控制系統(tǒng)電器列車自動(dòng)控制系統(tǒng)電器等主要包括下面分別介紹：駕駛控制器、速度傳感器、繼電器、浪涌吸收器（一）駕駛控制器城軌車輛司機(jī)控制器為凸輪觸點(diǎn)式控制器。16:51:11司機(jī)控制器及其相關(guān)位置凸輪組

警惕開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)組主控制手柄方式/方向手柄16:51:11圖

司機(jī)控制器結(jié)構(gòu)駕駛控制器結(jié)構(gòu)駕駛控制器的結(jié)構(gòu)：1.主控制手柄2.方式/方向手柄3.主控器鑰匙4.警惕開(kāi)關(guān)5.電位器6.轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)組7.凸輪組

位于主控手柄的上端的兩個(gè)半圓頭開(kāi)關(guān)。正常工作時(shí)，司機(jī)必須用大拇指將兩個(gè)半圓合攏，只有停車時(shí)才放開(kāi)。人工駕駛時(shí)只有按下警惕開(kāi)關(guān)，操作主控器手柄，列車才能啟動(dòng)。若松開(kāi)警惕開(kāi)關(guān)3秒鐘（在彈簧作用下兩個(gè)半圓頭分開(kāi)），列車立即進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài)。--------在主控手柄底部連接一電位器，當(dāng)主控手柄由零位移向牽引或制動(dòng)位時(shí)，輸出0-20mA電流的司機(jī)指令，給控制電路。16:51:111.主控制手柄主控手柄有零位、牽引、制動(dòng)、快速制動(dòng)四個(gè)位置?！?”位————機(jī)械零位?！盃恳蔽弧蚯巴苿?dòng)手柄（遠(yuǎn)離司機(jī)），牽引給定值可無(wú)

級(jí)輸入，最前端位置為“100%牽引位”?！爸苿?dòng)”位——向內(nèi)拉動(dòng)手柄（拉向司機(jī)），制動(dòng)給定值可無(wú)

級(jí)輸入，在“100%制動(dòng)位”有一阻滯，最里端

位置為“緊急（快速）制動(dòng)位”，快速制動(dòng)帶

有限位凹槽。16:51:112.方式/方向手柄方式方向手柄用于選擇駕駛方向，有向前、0、后退三個(gè)位置。運(yùn)行方向必須在車輛運(yùn)行前選擇，并且到下一站前保持有效。“ATC”列車自動(dòng)控制位：通過(guò)系統(tǒng)操作或手動(dòng)控制向前運(yùn)行。

在制動(dòng)位上通過(guò)操作主控器手柄，可擺脫“ATC”的指令進(jìn)行制動(dòng)?！?”位置：沒(méi)有駕駛模式被激活?！昂笸恕蔽恢茫喝斯さ管嚹Ｊ健７绞?方向手柄與主控制手柄間存在機(jī)械連鎖。

只有當(dāng)主控器手柄在“0”位，方式/方向手柄才進(jìn)行向前或向后位置轉(zhuǎn)換。只有當(dāng)選擇好方向，即方式/方向手柄在非零位，主控器手柄才可進(jìn)行牽引或制動(dòng)操作。一旦方式/方向手柄在非允許情況下改變了方向手柄的位置，則系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)緊急制動(dòng)。16:51:113.主控器鑰匙

主控器鑰匙用于激活司機(jī)臺(tái)，有兩個(gè)位置：“0”位置：關(guān)閉位置，只能在此位置取出或插入鑰匙。

主控器鑰匙零位時(shí)，主控器手柄和方式/方向手

柄被鎖死，不能操作且都處于零位?！?”位置：激活司機(jī)臺(tái)。司機(jī)可進(jìn)一步操作其它開(kāi)關(guān)激活車輛。

一旦主控器手柄和方式方向手柄處于非零位，則主控器鑰匙被鎖死不能回零位。只有當(dāng)主控器手柄和方式/方向手柄雙零位時(shí)，主控器鑰匙開(kāi)關(guān)才能從“1”位移回“0”位。16:51:11（二）速度傳感器速度傳感器安裝于車輛輪軸上，它提供控制系統(tǒng)信號(hào)的選取，轉(zhuǎn)換和傳輸。裝于城市軌道交通車輛上的速度傳感器要求性能可靠、精度要高、抗干擾性強(qiáng)。圖

車輛速度傳感器布置速度傳感器防滑速度傳感器接地裝置防空轉(zhuǎn)防滑速度傳感器接地裝置16:51:111．速度傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理作用：用于城市軌道交通列車的速度檢測(cè)。結(jié)構(gòu)：脈沖發(fā)生器、磁輪、密封件、外蓋。工作原理：是磁電式傳感器，利用電磁感應(yīng)原理，不需要外加電源，

可將輸入機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電勢(shì)輸出。

圖

轉(zhuǎn)速傳感器原理圖當(dāng)齒輪隨車軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪與軟磁鐵軛之間的氣隙隨之變化，從而導(dǎo)致氣隙磁阻和穿過(guò)氣隙的主磁通的變化，在線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。設(shè)每轉(zhuǎn)一圈傳感器發(fā)出110個(gè)脈沖，其頻率為：f=Nn/60Hz式中：n----轉(zhuǎn)速（r／min）

N----齒數(shù)（110）16:51:112．技術(shù)參數(shù)工作電壓(Ug)12V至20VDC信號(hào)輸出電阻1KΩ軸出電壓峰值≥UB–2.5V，低值≤0．6V負(fù)載電阻≥2．2KΩ靜態(tài)輸出電壓7V±1V額定工作電壓15VDC頻率范圍1HZ～5KHZ探頭與磁輪間氣隙0.90±5%mm工作環(huán)境溫度–40℃～+80℃16:51:11（三）繼電器定義:是一種根據(jù)外界輸入信號(hào)（電量或非電量）的變化，接通或斷開(kāi)小電流電路，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)功能的電器。作用：主要用來(lái)反映各種控制信號(hào)，其觸點(diǎn)通常接在控制電路中，不直接控制主電路。特點(diǎn)：主要用來(lái)反映各種控制信號(hào)，其觸點(diǎn)通常接在控制電路中，不直接控制主電路。圖

電氣設(shè)備柜中的繼電器16:51:11繼電器構(gòu)成：測(cè)量機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼電器分類：

按照工作原理分為:電磁繼電器、感應(yīng)繼電器、

熱繼電器等

按輸入信號(hào)性質(zhì)分:電流繼電器、電壓繼電器、壓力繼電器等

按輸入信號(hào)性質(zhì)分:有觸點(diǎn)、無(wú)觸點(diǎn)16:51:112．技術(shù)參數(shù)繼電器的主要特征參數(shù)有:額定電壓、吸合電壓、釋放電壓，吸合時(shí)間、釋放時(shí)間，線圈消耗功率，觸點(diǎn)接觸電阻、絕緣電阻，觸點(diǎn)負(fù)荷和壽命等。型號(hào)

線圈電壓

觸點(diǎn)分配SH04.22E

DC110V

二常開(kāi)、二常閉SH04.40E

DC110V

四常開(kāi)SH8.44E

DC110V

四常開(kāi)、四常閉SH8.62E

DC110V

六常開(kāi)、二常閉SH8.80E

DC110V

八常開(kāi)SH8.53E

DC110V

五常開(kāi)、三常閉3．繼電器舉例上海地鐵一號(hào)線車輛主要使用SH系列繼電器。其命名為：16:51:11作用：浪涌吸收器用于防止來(lái)自城市軌道交通車輛外部的過(guò)電壓（如雷擊等）對(duì)車輛電氣設(shè)備的破壞。

其外殼用硅橡膠材料或其它抗紫外線、不分解的絕緣材料制成。（四）浪涌吸收器（避雷器）圖

浪涌吸收器1．結(jié)構(gòu)原理浪涌吸收器安裝于B車車頂?shù)氖茈姽瓊?cè)。它包括一個(gè)火花間隙和一個(gè)非線性電阻，裝配于一個(gè)陶瓷殼內(nèi)。正常電壓下火花間隙處于不通狀態(tài)，出現(xiàn)大氣過(guò)電壓時(shí)擊穿放電。將過(guò)電壓限制在一定水平，保護(hù)設(shè)備。當(dāng)過(guò)電壓終止后，迅速恢復(fù)至正常狀態(tài)。擊穿電壓的幅值同擊穿時(shí)機(jī)的關(guān)系曲線稱為伏秒特性。

要可靠保護(hù)用電設(shè)備，避雷器的伏秒特性應(yīng)低于被保護(hù)絕緣的伏秒特性，即同一過(guò)電壓下避雷器應(yīng)先擊穿。16:51:112．浪涌吸收器主要技術(shù)參數(shù)（1）額定沖擊釋放電流、沖擊電流、持續(xù)釋放電流、短路電流；（2）閥座電壓、沖擊釋放電壓、直流放電電壓；（3）爬電距離、放電距離；（4）特性曲線。標(biāo)稱電壓/VDCl500最大電壓/VDC2000額定沖擊釋放電流/kA10沖擊電流/kA100短路電流/kA20閥座電壓/kV7.1爬電距離/5mm163．浪涌吸收器主要技術(shù)參數(shù)舉例（使用車型：A型車，網(wǎng)壓DCl500V）16:51:11三、輔助電路電器主要包括：空氣壓縮機(jī)裝置、照明和空調(diào)等。

城軌列車的每個(gè)單元，即A、B和C車車頂上都安裝了兩個(gè)相同的空調(diào)裝置（A/C），該空調(diào)裝置一般不能用來(lái)取曖。

空調(diào)裝置把空氣吸入到安裝在車頂板上部的風(fēng)道里，空氣在風(fēng)道里按整車長(zhǎng)度均勻分配，并通過(guò)安裝在車頂上的空氣隔柵吹入客室。

A車除了有客室通風(fēng)系統(tǒng)，還安裝了單獨(dú)的司機(jī)室通風(fēng)單元，司機(jī)室通風(fēng)單元與風(fēng)道系統(tǒng)相連，由人工控制。

新鮮空氣通過(guò)四個(gè)橫向的隔柵（新風(fēng)入口）進(jìn)入A/C單元，與從客室來(lái)的循環(huán)空氣混合。循環(huán)空氣通過(guò)空調(diào)單元端部的返回入風(fēng)口進(jìn)入空調(diào)?；旌峡諝饨?jīng)處理后，經(jīng)空氣分配風(fēng)道強(qiáng)迫進(jìn)入客室。圖

車輛空調(diào)系統(tǒng)16:51:11客室空調(diào)送回風(fēng)口分布圖客室空調(diào)風(fēng)道出口空調(diào)機(jī)組的主要部件及其分布見(jiàn)下圖所示：16:51:11客室空調(diào)控制器客室空調(diào)控制柜作用：確保車內(nèi)有一個(gè)舒適的環(huán)境溫度和濕度，即使室外的溫度和濕度很高，空調(diào)裝置也能夠給旅客提供充足的新鮮空氣。空調(diào)壓縮機(jī)空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)冷凝風(fēng)機(jī)蒸發(fā)器1.空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成2個(gè)冷凝盤管、2個(gè)軸流風(fēng)扇電機(jī)（即室外熱交換機(jī)）

作用：將室外風(fēng)機(jī)吸入的新鮮空氣經(jīng)過(guò)盤管，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部制冷劑的冷凝；2個(gè)渦旋式壓縮機(jī)：吸入低溫的制冷劑將其壓縮為高溫高壓的制冷劑后送出；2個(gè)干燥過(guò)濾器：用以吸收制冷劑中的水分，同時(shí)過(guò)濾制冷劑中的雜質(zhì)，避

免制冷系統(tǒng)出現(xiàn)臟堵；1套蒸發(fā)器包括：1個(gè)帶有兩個(gè)熱力膨脹閥的蒸發(fā)器盤管、1套風(fēng)扇及其驅(qū)動(dòng)

電機(jī)、1個(gè)壓力開(kāi)關(guān)、1個(gè)供風(fēng)溫度傳感器、1個(gè)空氣過(guò)濾器

作用：將制冷劑與混合空氣進(jìn)行熱交換。1個(gè)基于微處理器的溫度控制器控制板：通過(guò)數(shù)字輸入/輸出和MVB總線與車輛信息系統(tǒng)連接，用來(lái)報(bào)告

故障，啟動(dòng)命令，啟動(dòng)授權(quán)和自檢測(cè)結(jié)果。16:51:112.空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式⑴通風(fēng)（無(wú)制冷）⑵預(yù)制冷（只有循環(huán)空氣）⑶制冷--一般新鮮空氣模式⑷制冷--減少新鮮空氣模式⑸緊急通風(fēng)（只有新鮮空氣）⑹試驗(yàn)?zāi)Ｊ酵ǔ５娜N-----空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，預(yù)制冷模式自動(dòng)啟動(dòng)，一直保持到發(fā)出駕駛指令，在這期間沒(méi)有新風(fēng)被送入客室。

來(lái)自客室的循環(huán)空氣和吸入的新鮮空氣混合后，通過(guò)相應(yīng)的空氣調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)入蒸發(fā)器模塊，被風(fēng)扇強(qiáng)迫吹過(guò)蒸發(fā)器盤管，利用制冷劑，空氣熱量被翅片吸收，使溫度下降后即冷卻空氣送入客室。

可以在每輛車的控制板上選擇?？照{(diào)系統(tǒng)一啟動(dòng)，就開(kāi)始系列試驗(yàn)，檢查系統(tǒng)的正常工作。-------------車載供電系統(tǒng)故障時(shí)，例:如果車載380VAC供電系統(tǒng)故障，空調(diào)無(wú)法使用。為了保持向客室內(nèi)供應(yīng)新鮮空氣，地板下的一個(gè)靜止逆變器啟動(dòng)，由蓄電池供電，供風(fēng)風(fēng)扇工作，同時(shí)循環(huán)空氣蓋被關(guān)閉，只允許外部空氣供向車內(nèi)。

--16:51:11（三）空調(diào)單元制冷循環(huán)

制冷循環(huán)：列車制冷就是利用制冷劑由液體狀態(tài)汽化為蒸汽狀態(tài)過(guò)程中吸收熱量，使得被冷卻介質(zhì)失去熱量而降低溫度，達(dá)到制冷的目的。制冷循環(huán)可以分成四個(gè)過(guò)程：即壓縮過(guò)程、冷凝過(guò)程、節(jié)流過(guò)程和蒸發(fā)過(guò)程。空調(diào)系統(tǒng)（三）空調(diào)單元制冷循環(huán)

壓縮過(guò)程：壓縮機(jī)可同時(shí)對(duì)該單元的兩臺(tái)蒸發(fā)器供液。空調(diào)在制冷運(yùn)行時(shí)，低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入后加壓變成高溫高壓的制冷劑氣體送到冷凝器。

制冷循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)（三）空調(diào)單元制冷循環(huán)

冷凝過(guò)程：高溫高壓的制冷劑氣體由壓縮機(jī)送到冷凝器。在冷凝器里面，高溫高壓的氣體冷卻成中溫高壓的液體，以便在蒸發(fā)過(guò)程中吸熱。

制冷循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)（三）空調(diào)單元制冷循環(huán)

冷凝過(guò)程：制冷劑氣體特點(diǎn)是在容積和壓力高到一定值后變成液體。在制冷劑氣體液化時(shí)放出的熱量通過(guò)翅片管傳給冷凝風(fēng)機(jī)吸入的空氣，空氣受熱后向上排出，使得冷凝過(guò)程可以持續(xù)。兩個(gè)冷凝風(fēng)機(jī)是同時(shí)啟動(dòng)的。

制冷循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)（三）空調(diào)單元制冷循環(huán)

節(jié)流過(guò)程：中溫高壓的制冷劑液體經(jīng)干燥過(guò)濾器過(guò)濾干燥后輸送給熱力控制閥進(jìn)入節(jié)流過(guò)程。干燥過(guò)濾器除去水分和雜質(zhì)，防止系統(tǒng)管路和閥被污堵或腐蝕，液管上裝有帶含濕量指示器的視液鏡。制冷劑液體流經(jīng)干燥過(guò)濾器后進(jìn)入熱力控制閥。

制冷循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)（三）空調(diào)單元制冷循環(huán)

節(jié)流過(guò)程：中溫高壓的制冷劑液體經(jīng)干燥過(guò)濾器過(guò)濾干燥后輸送給熱力控制閥進(jìn)入節(jié)流過(guò)程。

制冷循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)（三）空調(diào)單元制冷循環(huán)

節(jié)流過(guò)程：制冷劑通過(guò)閥門時(shí)流動(dòng)截面突然收縮，流體流速加快，壓力下降，壓力下降的大小取決于流動(dòng)截面收縮的比例，控制好比例就能控制壓力下降值。熱力控制閥降低制冷劑壓力后，使得該壓力下的蒸發(fā)溫度低于環(huán)境溫度，并且通過(guò)控制流量控制制冷效果。

制冷循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)（三）空調(diào)單元制冷循環(huán)

蒸發(fā)過(guò)程：中溫高壓的制冷劑液體經(jīng)節(jié)流裝置后進(jìn)入蒸發(fā)器，通過(guò)蒸發(fā)器時(shí)充分吸熱并汽化從而到達(dá)降低周圍空氣溫度的目的，同時(shí)中溫高壓的制冷劑液體汽化成低溫低壓的氣體。冷空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)吹入風(fēng)道；低溫低壓的制冷劑氣體進(jìn)入熱力膨脹閥回流至空氣壓縮機(jī)重復(fù)制冷過(guò)程。

制冷循環(huán)項(xiàng)目小結(jié)1.城軌交通控制系統(tǒng)構(gòu)成：

主、輔、控、門控系統(tǒng)2.車輛運(yùn)行傳動(dòng)控制原理：能量轉(zhuǎn)換與力的傳遞3.車輛電氣主要部件的結(jié)構(gòu)原理：

主電路電器、控制電路電器、輔助電路電器

思考題1.簡(jiǎn)述城市軌道交通車輛電氣控制系統(tǒng)的組成。2.以A型車為例，列表說(shuō)明城市軌道交通車輛電氣設(shè)備布置。3.分析線路濾波器在城市軌道交通車輛控制系統(tǒng)中的作用。4.分析高速斷路器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。5.說(shuō)明受流器的種類和作用。6.區(qū)分接觸器和繼電器的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。7.牽引電器一般分為哪三大部分?8.請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明受電弓受流性能的基本要求。9.衡量HSCB性能的主要指標(biāo)有哪兩個(gè)?10.繼電器的主要技術(shù)參數(shù)有哪些?Thank

You!城市軌道交通車輛電氣控制

第

二

章

城市軌道交通車輛牽引傳動(dòng)系統(tǒng)第一節(jié)

車輛電氣牽引系統(tǒng)車輛牽引系統(tǒng)的基本組成如圖所示。在系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)中主要有6部分設(shè)備，即：受流器；高壓電器單元；牽引變壓器；變流設(shè)備，主要是整流器或變流器；驅(qū)動(dòng)設(shè)備，即牽引電動(dòng)機(jī)和控制設(shè)備；轉(zhuǎn)向架及車輛。1.受流器

受流器的功能是將電源引入車內(nèi)。我國(guó)大部分城市的軌道交通車輛的受流器都采用受電弓，只有部分城市的地鐵車輛采用第三軌受流器。另外，中低速磁懸浮列車也采用第三軌受流器。2.高壓電器單元

高壓電器單元將受流器從接觸線路采集的電能引入車內(nèi)，為牽引設(shè)備和其他設(shè)施提供動(dòng)力并進(jìn)行高壓系統(tǒng)的控制、檢測(cè)和保護(hù)。高壓電器單元主要包括主斷路器、避雷器、接地開(kāi)關(guān)和檢測(cè)保護(hù)裝置等。第二節(jié)

直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)電力牽引控制定義：在軌道交通車輛中，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛牽引的傳動(dòng)控制方式（電傳動(dòng)系統(tǒng)）。作用：它是以牽引電機(jī)作為控制對(duì)象，通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度和牽引力進(jìn)行調(diào)節(jié)，滿足車輛牽引和制動(dòng)特性的要求。類型：直流傳動(dòng)系統(tǒng)：采用直流（脈流）牽引電動(dòng)機(jī)。

交流傳動(dòng)系統(tǒng)：采用交流（同步、異步）牽引電動(dòng)機(jī)。電傳動(dòng)系統(tǒng)主電路定義：一般是指一個(gè)車輛單元的牽引動(dòng)力電路。組成：受流器、牽引箱（PA）、牽引電機(jī)、制動(dòng)電阻箱、電抗器、電氣開(kāi)關(guān)等。一．直流牽引電機(jī)的原理

1．直流牽引電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理圖2-2直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)（二）直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)組成與控制原理

城市軌道交通車輛直流主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)組成直流傳動(dòng)調(diào)速控制基本形式：變阻控制

斬波調(diào)壓控制1．變阻控制

——通過(guò)調(diào)節(jié)串入電機(jī)回路的電阻，改變直流牽引電動(dòng)機(jī)端電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)速目的。

調(diào)阻方法：凸輪調(diào)阻、斬波調(diào)阻。

凸輪調(diào)阻控制（1）

凸輪調(diào)阻控制的原理（2）

斬波調(diào)阻控制

斬波調(diào)阻控制2.斬波調(diào)壓控制（電樞斬波控制）

利用接在電網(wǎng)與牽引電動(dòng)機(jī)之間的斬波器，通過(guò)控制斬波器的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間來(lái)改變牽引電動(dòng)機(jī)的端電壓。

斬波調(diào)壓控制

結(jié)論：斬波調(diào)速是一種經(jīng)濟(jì)的調(diào)速手段。3．直流傳動(dòng)系統(tǒng)的電氣制動(dòng)原理：電氣制動(dòng)是利用電機(jī)的可逆性原理。分類：

1.電阻制動(dòng)（能耗制動(dòng)）：電氣制動(dòng)時(shí)牽引電機(jī)所產(chǎn)生的電能，利用電阻使之轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉。2.再生制動(dòng)（反饋制動(dòng)）：電氣制動(dòng)時(shí)牽引電機(jī)所產(chǎn)生的電能重新反饋回電網(wǎng)中去加以利用。（1）電阻制動(dòng)（能耗制動(dòng)）（a）他勵(lì)(b)串勵(lì)

電阻制動(dòng)原理

（2）再生制動(dòng)（反饋制動(dòng)）

采用GTO斬波裝置，可以比較方便地實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)。

再生制動(dòng)原理（四）直流斬波控制方式主電路實(shí)例分析以某地鐵車輛主電路為例分析其工作原理。該主電路的原理接線圖包括兩部分:主傳動(dòng)輸入濾波電路、牽引/制動(dòng)電路。1．主傳動(dòng)輸入濾波電路組成：網(wǎng)側(cè)電路濾波電路啟動(dòng)限流環(huán)節(jié)保護(hù)電路由單臂受電弓1Q1（安裝在B車上）、避雷器1F1、高速斷路器1Q3組成。作用是將接觸網(wǎng)電壓引入車內(nèi)。

由波電容1C1及固定放電電阻R1和二次放電接觸器1K17與電阻1R2、電感1L1組成。作用是為了克服浪涌電壓及網(wǎng)壓波動(dòng)，同時(shí)將直流斬波器產(chǎn)生的諧波限制在主電路內(nèi)

。

作用是限制主電路啟動(dòng)電流過(guò)大，建立穩(wěn)定的饋電電壓。構(gòu)成:由差動(dòng)電流繼電器1U1、1Q2/1R4固定接地裝置、避雷器1F1構(gòu)成。作用：1U1和1Q2/1R4固定接地裝置接在主電路的輸入與接地端之間，用以對(duì)主電路進(jìn)行過(guò)電流及接地保護(hù)，F(xiàn)1對(duì)主電路大氣過(guò)電壓進(jìn)行保護(hù)。⑴牽引電路地鐵車輛動(dòng)車調(diào)速以調(diào)壓調(diào)速為主、磁削調(diào)速為輔，即采用直流斬波調(diào)壓調(diào)速，通過(guò)主極磁通削磁擴(kuò)展調(diào)速范圍。

牽引時(shí)四臺(tái)牽引電機(jī)兩串兩并，電流路徑（向前時(shí)）為：

第一、二電機(jī)支路

第三、四電機(jī)支路

磁場(chǎng)削弱電路饋電正端→1K9→第一牽引電機(jī)勵(lì)磁繞組1M1→第二牽引電機(jī)勵(lì)磁繞組1M2→電流互感器1U3→1K1→第一牽引電機(jī)1M1A1B2→第二牽引電機(jī)電樞繞組1M2B2A1→波器1A17、6→饋電負(fù)端→接地裝置11K2→1K10→平波電抗器1L3→斬電樞繞組Q8-1Q11→車軸→鋼軌回流。饋電正端→1K9→1K5→第三牽引電機(jī)電樞繞組1M3A1B2→第四牽引電機(jī)電樞繞組1M4B2A1→1K6→電流互感器1U4→第三牽引電機(jī)勵(lì)磁繞組1M3→第四牽引電機(jī)勵(lì)磁繞組1M4→1K10→平波電抗器1L3→斬波器1A17、6→饋電負(fù)端→接地裝置1Q8-1Q11→車軸→鋼軌回流。當(dāng)速度達(dá)到36km/h，斬波器調(diào)節(jié)達(dá)到0.95時(shí)，閉合磁削接觸器1K13，磁削電阻1R3-R4

并入第一、二電機(jī)的勵(lì)磁繞組支路；閉合磁削接觸器1K14，磁削電阻1R3-R6并入第三、四電機(jī)的勵(lì)磁繞組支路，實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)削弱級(jí)調(diào)速，磁場(chǎng)削弱系數(shù)為50%。注意：電機(jī)勵(lì)磁繞組上并聯(lián)的電阻1R3-R3、1R3-R5為固定分路電阻，用以改善牽引電機(jī)的換向，其固定磁削率為93%。

主傳動(dòng)輸入濾波電路1Q1—受電弓1Q3—高速斷路器1F1—避雷器1L1—濾波電感1C1/R1—濾波電容1R1—啟動(dòng)限流電阻1R2—二次放電電阻1K17—二次放電接觸器1U1—差動(dòng)電流繼電器1U2—電壓互感器1Q2—接地端子1F2—快速熔斷器1V1—防迂回二極管

1R4—接地電阻1Q4～1Q11—接地裝置

主傳動(dòng)牽引--制動(dòng)電路1K1～1K14—接觸器1U3～1U4—電流互感器1M1～1M4—牽引電動(dòng)機(jī)1A2—預(yù)勵(lì)磁裝置1L3—平波電抗器1R3/R3、R6—磁削電1R3/R4～R5—固定分路電阻1R3/R7～R9—制動(dòng)電阻1A1—斬波器（V1～V2—GTO主晶閘管，V3～V4—制動(dòng)晶閘管，V7～V8—制動(dòng)電阻調(diào)節(jié)晶閘管，V9—串聯(lián)制動(dòng)二極管，V5—續(xù)流二極管，V11—短路保護(hù)晶閘管）

2．主傳動(dòng)牽引

—制動(dòng)電路⑵電制動(dòng)電路

路制動(dòng)時(shí)電流路徑為:負(fù)端接地裝置→V5→受電弓→其他車輛→1L3→1K11→1M3勵(lì)磁→1M4勵(lì)磁→1K2→1M2電樞A1B2→1M1電樞B2A1→1K1

V7→1R3-R9→V3、V4→

V8→→

→1R3-R7→1R3-R8→V9→V1//V21R3-R5、R61U4→1K6→1M4電樞A1B2→1M3電樞B2A1→1K5→1M1勵(lì)磁→1M2勵(lì)磁→1U3

1R3-R3、R43．主要設(shè)備（1）牽引電機(jī)

（2）斬波器（1）牽引電機(jī)：

地鐵車輛選用直流串勵(lì)牽引電機(jī)特點(diǎn)：起動(dòng)力矩大，

過(guò)載能力強(qiáng)，

調(diào)速平滑且范圍廣，

控制簡(jiǎn)單。型號(hào)CUCS5668h工作制持續(xù)制額定功率207kW額定電壓750V額定電流305A額定轉(zhuǎn)速1470r／min最大轉(zhuǎn)速3140r／min絕緣等級(jí)H級(jí)通風(fēng)量自通風(fēng)量0.28m3／s磁場(chǎng)削弱系數(shù)β0／βmin：93％／50％齒輪傳動(dòng)比5.95：1

主要技術(shù)參數(shù)（2）斬波器

斬波器原理：

地鐵車輛斬波器控制方法：

①啟動(dòng)牽引前期采用頻率調(diào)制，設(shè)定很小的脈寬（即定ton），頻率從60Hz起調(diào)至400Hz，之后轉(zhuǎn)入脈寬調(diào)制（即調(diào)ton），對(duì)導(dǎo)通比α在0.05～0.95之間進(jìn)行控制。

②

電制動(dòng)時(shí)，V1、V2可關(guān)斷晶閘管調(diào)節(jié)再生制動(dòng)電流，V3、V4電阻制動(dòng)晶閘管調(diào)節(jié)電阻制動(dòng)電流，V7、V8配上電阻（1R3-R7、-R8、-R9）構(gòu)成分級(jí)電阻制動(dòng)調(diào)節(jié)電路。

兩相一重相位差180°工作頻率500HzGTO導(dǎo)通角0.05<α<0.95型號(hào)CSG2003—01最大可控制關(guān)斷電流2000A最大截止電壓4500VGTO正向正壓降(2000A,125?):<3.5V最大不重復(fù)沖擊電流(10ms)：13kA觸發(fā)電流(25?)：<2.5可重復(fù)最大反向電壓4500V電流增長(zhǎng)率400A／μs環(huán)境溫度范圍–40～125?斬波器主要技術(shù)參數(shù)：GTO主要技術(shù)參數(shù)：斬波器冷卻圖2-25斬波器箱通風(fēng)冷卻示意圖

斬波器箱內(nèi)的熱量一部分通過(guò)箱體表面散熱，一部分通過(guò)熱交換器排大氣。由于箱內(nèi)空氣只在箱內(nèi)循環(huán)，不與外部空氣接觸，因此能保持很高的清潔度。（一）交流牽引電機(jī)的原理分析

交流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

沒(méi)有換向器、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、

工作可靠、壽命長(zhǎng)、維修與運(yùn)行費(fèi)用低、

防控轉(zhuǎn)性能好。

目前城軌交通車輛普遍用交流異步牽引電動(dòng)機(jī)。第三節(jié)

交流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)1．三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)最基本的工作原理之一是在氣隙中建立旋轉(zhuǎn)和正弦分布的磁場(chǎng)。

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速ns與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率s：

式中：?1—定子頻率，Hz；p—電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)；s—轉(zhuǎn)差率。

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為2．等效電路

異步電動(dòng)機(jī)本質(zhì):

可看成一個(gè)具有旋轉(zhuǎn)和短路的次級(jí)繞組的三相變壓器。

二次電流I2為：

交流異步電動(dòng)機(jī)等效回路3．特性根據(jù)每相等效電路，可求感應(yīng)電機(jī)的各項(xiàng)特性。（1）電流

一次負(fù)載電流：

一次電流I1：式中：I0—?jiǎng)?lì)磁電流，A。（2）功率

由定子向轉(zhuǎn)子輸入的電磁功率P2：

轉(zhuǎn)子銅損PCu2：轉(zhuǎn)子輸出的機(jī)械功率P0：

（3）轉(zhuǎn)矩

電動(dòng)機(jī)的輸出機(jī)械功率：

當(dāng)頻率和電源電壓恒定時(shí)，式T是轉(zhuǎn)差率s的函數(shù)。轉(zhuǎn)差率為s的異步電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T：4．轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線：轉(zhuǎn)差率由1到0時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的力矩、負(fù)載電流和一次電流的變化。

異步電動(dòng)機(jī)的力矩、電流和轉(zhuǎn)差率關(guān)系曲線電源的頻率、電壓變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電流和力矩相應(yīng)變化曲線:（c）：不同定子電壓下的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線。（b）：若增加定子頻率而電壓保持恒定，轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線。（d）：電壓/頻率=常數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線。

異步電動(dòng)機(jī)基本特性曲線的變化電源電壓與頻率之比保持恒定時(shí)改變頻率，電動(dòng)機(jī)的電流和力矩相應(yīng)變化曲線:

結(jié)論：穩(wěn)定狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速要比最大力矩轉(zhuǎn)速稍大。

異步電動(dòng)機(jī)的力矩近似表示式：V/f恒定時(shí)異步電動(dòng)機(jī)基本特性曲線的變化（二）交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制

交流調(diào)速理論的重大突破：矢量控制理論矢量控制定義：交流電機(jī)模擬成直流電機(jī)來(lái)控制，通過(guò)坐標(biāo)變換來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子電流的勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的解藕

，然后分別獨(dú)立調(diào)節(jié)，從而獲得高性能的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速響應(yīng)特性。矢量控制方式：磁場(chǎng)定向矢量控制/轉(zhuǎn)差頻率矢量控制

矢量控制關(guān)鍵：轉(zhuǎn)子磁鏈的準(zhǔn)確檢測(cè)。

一般地，轉(zhuǎn)子磁鏈檢測(cè)可以采用直接法或間接法來(lái)實(shí)現(xiàn)。1．異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方法①V／?恒定控制②恒功率控制③恒電壓控制④恒轉(zhuǎn)差頻率控制V恒定而增加?，則使?S與?的平方成正比地增加。

轉(zhuǎn)差率(?–?S)／?為恒定。電源電壓恒定、轉(zhuǎn)差率與電源頻率成正比、輸入電流基本恒定。

這種方式等效于直流電動(dòng)機(jī)的削弱磁場(chǎng)控制。這是逆變電路的輸出電壓達(dá)到最大值后，僅僅改變逆變電路輸出頻率的控制方法。相當(dāng)于直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的自然特性?？梢栽谳^大的速度范圍內(nèi)輸出恒定力矩。特性與直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)保持電樞和勵(lì)磁電流恒定，調(diào)節(jié)電壓改變速度的控制方法相同。

在低頻時(shí)要適當(dāng)加大電壓，以保持氣隙磁通不變。以上的方法只是用于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。如果采用閉環(huán)系統(tǒng)，則可達(dá)到E／?為常數(shù)，這樣在包括低頻在內(nèi)的整個(gè)頻率范圍內(nèi)都可得到恒磁通運(yùn)行。2．矢量控制調(diào)速為改善異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能，產(chǎn)生了矢量控制理論。

矢量控制即接偶控制或矢量變換控制。矢量控制主要是把三相異步電機(jī)等效為二相異步電機(jī)。

矢量控制調(diào)速系統(tǒng)主要是對(duì)力矩與轉(zhuǎn)子磁通的控制。

矢量控制逆變器分為電流型和電壓型。

城市軌道交通車輛傳動(dòng)控制，多采用電壓型逆變器。（1）矢量控制的優(yōu)勢(shì)

矢量控制的優(yōu)點(diǎn)：

①

優(yōu)化空轉(zhuǎn)再粘著的控制性能；

②

提高輕負(fù)荷再生時(shí)的再生效率；

③

提高乘坐舒適性（無(wú)轉(zhuǎn)矩沖擊）；

④

提高勻速駕駛和ATO駕駛的精度。

項(xiàng)目傳統(tǒng)V／?控制矢量控制電壓控制信息大小，頻率大小，頻率，位相電流控制實(shí)效值控制勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)矩電流獨(dú)立控制轉(zhuǎn)矩反應(yīng)數(shù)百ms數(shù)十msＣＰＵ演算量小大表2-１傳統(tǒng)V／?控制與矢量控制的比較傳統(tǒng)的V／?控制屬于標(biāo)量控制。（2）矢量控制的基本原理直流電機(jī)中，若忽略電樞反應(yīng)和磁場(chǎng)飽和，則輸出轉(zhuǎn)矩可被表示為：

式中，Ia為電樞電流；IL為勵(lì)磁電流。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制

（3）感應(yīng)電機(jī)的等效電路與電流矢量忽略轉(zhuǎn)子漏感，轉(zhuǎn)子磁鏈和氣隙磁鏈相等。

定子電流可以表示為：

式中，

為流過(guò)電感l(wèi)m’的定子電流勵(lì)磁分量；

為流過(guò)轉(zhuǎn)子回路的定子電流轉(zhuǎn)矩分量。感應(yīng)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路電流矢量：將磁鏈

的方向作為ｄ軸、將與ｄ軸垂直相交的方向作為ｑ軸，以這些為基準(zhǔn)軸對(duì)電機(jī)電流進(jìn)行矢量處理。磁鏈與電流矢量

（4）電流矢量的轉(zhuǎn)矩控制在感應(yīng)電機(jī)控制中：①發(fā)生的轉(zhuǎn)矩與磁鏈和2次電流（轉(zhuǎn)矩電流）之積成比例關(guān)系；②磁通與勵(lì)磁電流成比例關(guān)系；矢量控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩

式中，

為比例常量，

為磁通，

為轉(zhuǎn)矩電流，

為勵(lì)磁電流。ｑ軸ｄ軸dIqImI電機(jī)電流勵(lì)磁電流發(fā)生轉(zhuǎn)扭矩小↓加速小發(fā)生轉(zhuǎn)扭矩大↓加速大dI０qI００③②①０mIqITμ①②③一定轉(zhuǎn)矩量勵(lì)磁量轉(zhuǎn)矩T電流矢量的轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩電流（5）電壓矢量控制（ａ）等效電路（ｂ）矢量圖

電壓、電流的矢量圖轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)時(shí)電壓矢量控制方法的原理分析

電壓、電流的矢量圖3.直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速

感應(yīng)電機(jī)控制：最根本的實(shí)質(zhì)是控制電磁轉(zhuǎn)矩。

轉(zhuǎn)矩控制方法：直接轉(zhuǎn)矩控制、矢量控制，

區(qū)別:（1）直接轉(zhuǎn)矩控制建立在定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中。

矢量控制建立在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中。（2）矢量控制一般具有PWM逆變器和定子電流閉環(huán)。

直接轉(zhuǎn)矩控制沒(méi)有。相同：目的都是實(shí)現(xiàn)對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的解耦控制。

控制目

標(biāo)均是空間矢量.

數(shù)學(xué)模型也都是建立在空間矢量的基礎(chǔ)上。

直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便。（三）交流主傳動(dòng)案例分析圖2-431C4M單元車交流主傳動(dòng)系統(tǒng)原理電路圖列車從受電弓P受流后，經(jīng)過(guò)主熔斷器F同時(shí)給兩節(jié)車上的逆變器供電。1.工作原理：牽引時(shí)，電能傳遞路徑為：電網(wǎng)直流1500V通過(guò)受電弓P、主熔斷器F、隔離開(kāi)關(guān)IES、高速斷路器HSCB、線路接觸器LIK及逆變器給牽引電機(jī)供電。在再生制動(dòng)時(shí)以相反的路徑使電網(wǎng)吸收電機(jī)反饋的能量。各環(huán)節(jié)電路及作用為：

（1）充電限流環(huán)節(jié)

（2）VVVF逆變器

（3）“軟撬杠”保護(hù)環(huán)節(jié)

（4）“硬撬杠”保護(hù)環(huán)節(jié)

（5）其他保護(hù)環(huán)節(jié)由接觸器CCK與電阻CCZ構(gòu)成。在受電弓升起、高速斷路器閉合后，為防止過(guò)大的充電電流沖擊使濾波電容器受損，首先閉合CCK，待電容電壓達(dá)到一定值后，閉合線路接觸器LIK，將限流電阻CCZ短接。

即T7、D8構(gòu)成的斬波器。斬波器的主要功能是用于電阻制動(dòng)，用它來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)電流的大小。另一個(gè)功能是作過(guò)電壓保護(hù)之用。

Rc是固定并聯(lián)在濾波電容器LFC上的放電電阻。主電路斷電后LFC兩端電壓在5min內(nèi)降到50V以下。由此可以確定放電的時(shí)間常數(shù)及放電電阻值。IES是隔離／接地開(kāi)關(guān)，在需要主電路接地時(shí)將它轉(zhuǎn)換到接地位置。CBR為差動(dòng)電流傳感器，用以檢測(cè)直流電路流人與流出的電流差，以檢測(cè)接地等故障。SA為浪涌吸收器（避雷器），保護(hù)因雷擊或因變電所的開(kāi)關(guān)動(dòng)作引起過(guò)電壓對(duì)主電路器件的損害由T1、D1～T6、D6構(gòu)成。其作用是在牽引工況將直流電能變換為電壓和頻率可調(diào)的交流電能供給牽引電機(jī)。TZ是晶閘管，F(xiàn)CZ是過(guò)電壓保護(hù)電阻。當(dāng)直流環(huán)節(jié)發(fā)生過(guò)電壓，經(jīng)斬波器放電后仍不能消除，則晶閘管TZ導(dǎo)通，直流電路通過(guò)FCZ放電。因?yàn)榫чl管只能觸發(fā)導(dǎo)通，而不能用門極觸發(fā)方式關(guān)斷，因此TZ觸發(fā)后必須立即斷開(kāi)高速斷路器HSCB，否則會(huì)造成直流電路持續(xù)放電。2.“兩動(dòng)一拖（2M1T）”單元主電路原理

兩動(dòng)一拖(2M1T)單元車主電路結(jié)構(gòu)框圖PA箱逆變器主電路3．廣州地鐵一號(hào)線車輛主牽引系統(tǒng)案例分析（1）牽引／制動(dòng)系統(tǒng)組成

牽引系統(tǒng)組成示意圖（2）牽引系統(tǒng)基本參數(shù)線電壓UN=1000～1800VDC輸入線電流IN

=480A最大線電流(牽引)INDMAX

=692A最大線電流(制動(dòng))INBMAX=1171A最大輸出/輸出電流IAMAX

=1080A/IA=720A最大保護(hù)電流IMAX

=2900A輸出電壓UN=0～1050V輸出頻率?A=0～112HZGTO最大開(kāi)關(guān)頻率?P=450Hz制動(dòng)斬波模塊斬波頻率?B=250Hz模塊冷卻方式強(qiáng)迫風(fēng)冷模塊冷卻片風(fēng)速VL=8m／S表

牽引逆變器VVVF技術(shù)參數(shù)表

牽引電機(jī)(1TB2010—0GA02)技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)（單位）連續(xù)定額小時(shí)定額輸出功率PM（kW）190210額定電壓UN（V）10501050額定電流IN（A）132(1800min-1)144(1800min-1)額定轉(zhuǎn)矩MN（Nm）10081114最大轉(zhuǎn)速nMAX（rpm）35103510（3）基本工作原理

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。當(dāng)給定值給出后，經(jīng)過(guò)以下條件的處理對(duì)牽引電機(jī)實(shí)施控制。

①

輸入值設(shè)定：載荷校驗(yàn)、沖擊限制、速度限制（牽引時(shí)）、線電流限制(牽引時(shí))、欠壓保護(hù)(制動(dòng)時(shí))、空轉(zhuǎn)／滑行保護(hù)。

②

速度檢測(cè)

③

電機(jī)控制

④

脈沖模式發(fā)生器

⑤

能量反饋

①

輸入值設(shè)定：載荷校驗(yàn)沖擊限制

速度限制（牽引時(shí)）線電流限制(牽引時(shí))欠壓保護(hù)(制動(dòng)時(shí))空轉(zhuǎn)／滑行保護(hù)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。給定值大小的變化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。

廣州地鐵一號(hào)線車輛規(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／h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，該限制值為不超過(guò)每節(jié)動(dòng)車720A。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)壓作相應(yīng)的減少，這時(shí)不足的制動(dòng)力由氣制動(dòng)補(bǔ)充。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，以適當(dāng)減少力矩設(shè)定值來(lái)實(shí)現(xiàn)。②

速度檢測(cè)

每個(gè)牽引電機(jī)帶一個(gè)速度傳感器，輸出兩個(gè)通道，每個(gè)通道相差為90°的方波(電機(jī)每轉(zhuǎn)為256個(gè)脈沖)，通過(guò)判斷相差確定轉(zhuǎn)向。每個(gè)牽引控制單元連接3個(gè)速度傳感器。

在DCU中同樣檢測(cè)拖車的速度。在拖車的一個(gè)軸上裝有一個(gè)編碼速度傳感器，該傳感器是單通道(每周111個(gè)脈沖)。

在DCU中有兩塊電路板A305與A306（即中斷處理與速度測(cè)量板），專門用來(lái)處理速度信號(hào)，速度值通過(guò)計(jì)算脈沖數(shù)，與參考時(shí)鐘周期計(jì)算得到。③

電機(jī)控制：采用空間矢量控制磁場(chǎng)定向控制結(jié)構(gòu)圖④

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GTO觸發(fā)脈沖。

脈沖模式區(qū)域分布圖⑤

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。（4）牽引控制單元DCU及逆變器保護(hù)監(jiān)控單元UNAS①

牽引控制單元結(jié)構(gòu)

②

牽引控制單元基本功能

③DCU基本工作原理

④UNAS基本功能

⑤DCU的PCB板功能描述牽引控制單元DCU和逆變器保護(hù)單元UNAS設(shè)計(jì)成一上下兩層的機(jī)箱，共裝有25塊電子板。各電子板為標(biāo)準(zhǔn)的印刷電路板，使用多層板技術(shù)，電子板上的元件采用表面封裝（SMD）或插裝（DIL）。

DCU的A314和A315板、UNAS的A329和A330板的前面板上通過(guò)Hartm8接插件（48針）與外部電路聯(lián)接。a．牽引系統(tǒng)的控制與調(diào)整；b．脈沖模式的產(chǎn)生與優(yōu)化；c．VVVF與牽引電機(jī)的控制與保護(hù)；d．對(duì)列車狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與保護(hù)e．再生制動(dòng)與電阻制動(dòng)的控制與調(diào)節(jié)f．電制動(dòng)與氣制動(dòng)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換及列車保壓制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)；g．防滑／防空轉(zhuǎn)保護(hù)及載荷調(diào)整；h．逆變器線路濾波電容器的充放電控制i．列車速度的獲取與處理及自動(dòng)計(jì)算

停車距離；j．列車牽引控制系統(tǒng)的故障診斷與存儲(chǔ)k．為其它控制系統(tǒng)提供列車狀態(tài)信號(hào)l．提供串行接口與PTU連接，

進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制；m．提供“黑匣子”功能n．提供“看門狗”功能。

DCU從列車線和外部控制系統(tǒng)(ATO)接收司機(jī)指令及RVC（牽引／制動(dòng)參考值轉(zhuǎn)換器）的指令參考值，接收本車的3個(gè)電機(jī)速度信號(hào)、拖車的一個(gè)轉(zhuǎn)軸速度信號(hào)、各個(gè)模擬信號(hào)測(cè)量值，根據(jù)參考值和實(shí)際檢測(cè)值進(jìn)行計(jì)算，……負(fù)責(zé)VWF牽引逆變器的保護(hù)，與DCU一起組成車輛的牽引／制動(dòng)控制系統(tǒng)。A303是中央控制板的[l1]

脈沖模式發(fā)生板；A304是中央處理板的控制／調(diào)整／監(jiān)測(cè)板305，A306是速度信號(hào)處理和中斷控制[l2]

板；A307是PDA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)板；A308是測(cè)量值調(diào)整板；A309是溫度測(cè)量及U／I轉(zhuǎn)換板；A310是PWM指令參考值處理板；A311，A312是輸入信號(hào)調(diào)整板；A313是輸出信號(hào)調(diào)整板；A314，A315是輸入／輸出接口板。（一）直線牽引電機(jī)

直線電機(jī)可認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方面的一種演變。

由于用直線運(yùn)動(dòng)取代了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此稱之為直線電動(dòng)機(jī)。第四節(jié)

直線電動(dòng)機(jī)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)

直線異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖

直線電機(jī)特點(diǎn)：（1）

無(wú)旋轉(zhuǎn)部件，呈扁平形，可降低城軌車輛的高度。

（2）

能夠非接觸式的直接實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)行，因此可不受粘著的

限制，能獲得較高的加速度和減速度。

（3）

直線電機(jī)運(yùn)行噪音較小。直線電動(dòng)機(jī)分類：

直線異步電動(dòng)機(jī)（LIM）