城轨车辆牵引传动系统的设计
牵引系统--第2讲
逆变单元由IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）绝缘栅 双极型晶体管模块组成，能够实现将输入的直流电逆变为交流 电并变压变频输出，从而控制交流感应电机的转速，实现列车 速度在很宽泛的范围内平稳调节。
主回路系统构成
主回路系统构成
在列牵车引顶逆部变安器装分受别电给弓两，台用转于向将架电上流的从四电台网牵引引入电列机车供。电， 在压电源受和流转电置电操由换流到弓作受和最轨的过电作终道旁电弓为通形边压引高过成安，入速接电装保到断地流避护高路碳回雷主压器刷路器电隔前，。，系离的经主统开隔由要。关离车用，接体于隔地、防离。转止开向雷关架击用轴过于端电车接间地电装
• 牵引控制单元
对牵引电机进行矢量控制； 将车辆控制单元通过总线传输的给定值和控制指令转换成VVVF逆变器用的控制信号 对VVVF逆变器和牵引电机进行保护； 对电制动进行调整保护，以及逆变器脉冲模式的产生。
主回路的功能概述及构成
• 定义：是牵引电机工作回路，通过指令对牵引电机进行控制； 为了保证直流供电电压的品质，采用
三相桥式逆变电路： 牵引时：工作在逆变状态，将直流电逆变成三相交流电输出。 电制动时：工作在整流状态，将交流电整流成直流电输出
放电电路：主回路在非工作状态时操作主回路设备。
检测电路：用来检测牵引主回路工作时各状态量，起监控和保护 主回路的作用。
城市轨道交通车辆牵引传动系统
主回路工况
• 牵引电机可以工作在牵引工况或制动工况； • 两个工作状态由主逆变器来管理。 • 牵引时：主逆变器工作在逆变状态，将直流逆变为交流；
直流滤波电路：与滤波电容构成滤波器，对逆变器的直 流侧双向滤波。 抑制电网侧发生的过电压，减少其对逆变器的影响。 抑制逆变器因换流引起的尖峰过电压。 抑制逆变器产生的谐波电流对电网的影响。 限制逆变器的故障电流。
浅谈西安地铁3号线车辆牵引系统组成及功能
环球市场理论探讨/-99-浅谈西安地铁3号线车辆牵引系统组成及功能侯向阳西安市地下铁道有限责任公司运营分公司 摘要：地铁车辆牵引系统是地铁列车的核心部分，牵引系统为列车提供牵引动力，同时在制动时提供电制动力。
目前城轨车辆均使用电力传动系统，电力传动系统一般分为直流传动和交流传动。
主要功能包括牵引和制动指令的产生、牵引使能、高速断路器的控制、电空混合制动的控制、牵引设备的通风方式、牵引设备的监视和故障报警及处理方法等。
随着科学技术的快速发展，地铁车辆研究的不断深入，地铁车辆的速度大大得到提升，但是车辆建设中因为要考虑到的安全因素也随之增加，其内部结构也变得越复杂，因此地铁车辆故障出现频率增加。
文章重点论述了地铁车辆牵引系统的主要设备及基本原理。
关键词：地铁车辆；牵引系统；牵引电机；高速断路器 1引言西安地铁三号线车辆采用ALSTOM 的OPTONIX 牵引系统，使用1500A IGBT 的牵引功率模块和200kW(持续制)牵引电机，提供了更优异的牵引和电制动性能。
其中电气牵引系统为变频变压(VVVF)逆变器控制的交流传动系统。
该系统采用矢量控制，具有优异的防空转/滑行控制功能。
列车制动优先使用电力再生制动，在低速时启动制动过渡电阻，实行电制动与空气制动平滑转换。
2 地铁牵引系统介绍牵引系统为列车提供所需动力及制动力，用于控制列车电机工作，由高速开关、主电路、变流设备及其控制单元、制动电阻等部件组成。
在整个地铁牵引系统中，直线电机由逆变器控制，为车辆运行提供动力，具体来说，地铁车辆驱动，牵引系统中逆变器接收到牵引命令，关闭霍尔电流传感器，此时为其并联电路上的滤波电容器充电，其两端的电压不断升高，达到一个固定值，接着关闭三极管并打开传感器，牵引系统正式发挥作用。
在此过程中，滤波电容器两端的电压不断上升，每控制到一个固定值时，三极管自动打开，地铁牵引系统出现故障，无法正常工作。
3 系统特点牵引及其控制采用为每台牵引逆变器有一台TCU 控制单元控制并驱动4台交流牵引电机；交流牵引电机的转矩采用带速度传感器的矢量控制，速度传感器不能长期用于调节过程，只有在低速区(转子频率低于5Hz)及出现空转/打滑的情况下才使用：列车制动采用优先使用电力再生制动，当电网不能吸收此能量，投入空气制动。
轨道交通 牵引电传动系统 第2部分 机车、动车组-编制说明
国家标准《轨道交通牵引电传动系统第2部分机车、动车组》（征求意见稿）编制说明1工作简况1.1 编制依据根据国家标准委项目计划第20192326-T-347项目的要求，由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会归口，并由株洲中车时代电气股份有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所、中车株洲电力机车有限公司、中车大连机车车辆有限公司、中车大同电力机车有限公司、中车戚墅堰机车有限公司、中车株洲电机有限公司、中车永济电机公司、中车青岛四方车辆研究所有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公司共同起草。
本标准为首次制定。
1.2 制修订本标准的必要性牵引电传动系统是实现轨道交通车辆牵引与电制动功能、进行电能和动能转换的一种电力驱动系统。
现代化高速列车和重载机车无一例外都采用了交流传动技术，牵引电传动系统作为轨道交通高端装备核心系统，主要由牵引变压器、牵引变流器、牵引控制单元、线路电抗器、制动电阻和牵引电机等关键部件组成，是轨道交通机车、动车组的核心部件，目前有针对系统组成设备的国家标准，比如针对牵引变流器的GB/T 25122.3、GB/T 25122.4标准，针对牵引变压器及电抗器的GB/T 25120标准，针对电子装置的GB 25119标准等，此类标准一般只是覆盖牵引电传动系统中的某一个部件、某一领域或某一类试验，无针对牵引电传动系统的国际或国家标准，因此本标准为首次制定。
目前城轨领域已经完成了国家标准《轨道交通牵引电传动系统第1部分城轨车辆》的报批稿。
机车、动车组牵引电传动系统作为轨道交通高端装备核心系统，经过不断的发展与完善，产品性能指标达到国际先进水平，掌握了一批核心技术，拥有了一批知识产权，形成了完善的、具有自主创新的系统产品平台和技术体系，为了推进牵引电传动技术和产业的健康发展，有必要制定相应的国家进行统一规范，具有十分重要的意义。
通过制定本国家标准对其使用条件、系统构成、技术要求、检验方法、检验规则等做出规定，以保障系统的规范性和质量。
城轨车电传动系统技术方案设计
的详 细资料 、 具配 置 资 料 、 景 配置 图 、 作 平 面 等 灯 场 工 照 度 曲线 图表及 ３ Ｄ空 间场 景 图等 。
ＤＩ ｕ Ａｌｘ文 本输 出采 用 Ｐ ＤＦ格 式 ， 存 和 打 印 电 保 子文 本 十分方 便 ， ６ 示 为上 述设 计 的报 表 输 出 。 图 所
铁 道 车 辆 第 ４ 卷 第 ６ ２ ０ ６ 期 ０８年 ６月
２ １ 网 侧 电 路 ．
表 ６ 辅 助 逆 变 器 主 要 技 术 参 数
额定 输 入 电压 额定 交 流输 出 电压 额 定 输 出频 率 ／ Ｈｚ 额 定 交 流 输 出 容量 ／ ＶＡ ｋ ７ Ｏ ｌ０ ０ ５ ～ ０ 额定输出电压 Ｉ ７０Ｖ Ｘ； ５ ３ ０ ２０Ｖ ＡＣ４ ０Ｖ／ ３ ５ ０ １ ４ Ｄ ７ ６Ｖ Ｃ ２ ．
环境 都 较理 想 ， 因此 本文 中灯具 维护 系数 设 置 为 １ 。 设 置完 参数 后 ， 作 “ 表 ” 操 报 菜单 的子 菜 单“ 开始 计 算 ” 即可 以进行 照 明计 算 。 图 ５是 地铁 车辆 内部照 明 ， 的照度计 算 结 果 。
●． ∞ Ｉ． ３３ ３． Ｏｒ ＾ ｏ． ７ ５ ７ ｌ ７； Ｏ． ｌ ．４ ２ ３ ｌ ４ ｌ ５． ３ ７ ｌ １ ∞ ｌ ０ －
供 给本 车 ２台并 联 的异 步牵 引 电动机 。列 车 电气 制动 采用 再 生制 动 ， 电 网不 能 吸 收时转 为 电阻制 动 。 当
编组 。供 电 电 压 为 ＤＣ ７ ０ Ｖ， 高 运 行 速 度 为 ７ ５ 最 Ｏ
ｋ ｈ ｍ／ 。
每辆 动车上 装 有 １台 牵 引 逆 变 器 、 １个 制 动 电阻
网侧 电路 主 要 由受 电弓 、 快速 熔 断器 、 浪涌 吸收 器
城轨车牵引系统设计研究
常用 制 动 ： ≥１ ． ｉ ｍ ／ ｓ ； 快速 制 动 ： ≥１ ． ２ ｍ ／ ｓ 。 紧 急制 动平 均减 速度 ：≥１ ． ２ ｍ ／ ｓ 。
２ ． ３ 列 车的 阻力性 能
２ 车 辆概 述
列 车 的基本 配置 为 ６ 辆 车 编 组 ，整 列 车 采 用 ４ 动２ 拖 的动 力 编 组型 式 ：＝ Ｔ ｃ 术 Ｍ ｐ 术 Ｍ Ｍ ｐ 术 Ｔ ｃ ＝（ 其 中 ：Ｔ ｃ ：有 司机 室 的拖 车 ，Ｍ ：无 司 机 室 的动 车 ，Ｍ ｐ ：无 司 机 室带 受 电 弓的动 车 ） 。列车 由两 个牵 引单元 组成 ，每个 牵 引 单 元 由１ 辆拖车和２ 辆 动 车 组 成 ，列 车 编 组 示 意 图见 图 卜ｌ 所 示 。Ｔ ｃ 车 、Ｍ ｐ 车 和Ｍ 车 组成 一 个动 力单 元 ；另 一个 动 力 单元 与之 完全 对称 。列车编 组 如 图１ 所示。
式 中： Ｍ 一 列 车 总质 量 ｖ — — 列车速 度
坡 道 阻力 ：列 车运 行 基 本 阻力 ＋ 由列车 重 力 产 生 的
二 三 ］
图１ 列 车编 组 示意 图 ２ ． １ 车 辆基 本技 术 条件 本 文研 究 的列 车 为 四动 两拖 的车辆 编 组形 式 ，每 辆
２ ０ １ ４ 年第８ 期 （ 总 第 ２ ８ Nhomakorabea７ 期 ）
悯离
（ Ｃ ｕ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ Ｎ ｙ Ｎ Ｏ Ｏ ． ８ ． ２ ０ １ ４ ２ ８ ７）
．
城轨 车牵 弓 Ｉ 系统设 计研究
张 萌
（ 辽宁装备 制造职 业技术 学院 ，辽宁 沈 阳 １ １ ０ １ ６ １ ）
沿 坡道 斜 面分 力 。
城轨车辆车底设备布置方案
城轨车辆车底设备布置方案随着城市化进程的加快，城轨交通已经成为城市重要的交通工具。
城轨车辆不仅要在车厢内提供舒适的乘车环境，也需要在车底布置具有高效、安全、可靠性的设备。
城轨车辆车底设备布置方案是车辆设计的重要组成部分，本文将从几个方面来讨论城轨车辆车底设备的布置方案。
车底设备概览城轨车辆主要的车底设备可以分为以下几类：1.牵引装置牵引装置是城轨车辆的动力来源，它由电机、传动装置、制动、辅助装置等部分组成。
其中电机和传动装置是牵引装置的核心，也是车底布置中重点考虑的因素。
2.车架与悬挂装置车架是城轨车辆承载车厢、隔离中心、传动装置等部分的重要结构部分，扮演着骨架的作用。
与车架相连的悬挂装置被用来减震和吸收道路不平度的冲击，同时还可以调节车厢的高度和实现侧向稳定。
3.空气压缩机装置空气压缩机是城轨车辆车载空压系统的关键部分，用来为制动、增压和管路等系统提供压缩空气。
4.减震器城轨车辆行驶时需要承受道路不规则性的冲击，减震器可以减小冲击力对乘客和设备的威胁。
5.其他设备其他车底设备还包括冷却装置、防火、安全装置等，这些设备的布置也同样需要考虑。
布置方案城轨车辆车底设备布置方案需要考虑不同设备之间的关系，保证整个布置与车辆的结构紧密合理，以最大限度地提高车辆的性能和安全性，同时降低成本。
牵引装置布置牵引装置是城轨车辆车底最主要的组成部分，合理布置有利于车辆的动力性能。
在布置牵引装置时，需要考虑布置的位置、空间、连接和隔离等因素。
1.位置：市区轨道交通一般采用电力牵引方式，电机通常布置于车厢之间或两端，有时需要增加牵引装置数量以满足车辆的动力性能要求。
2.空间：牵引装置通常占据较大的空间，为了布置牵引装置，车体要相应地加长，以便安置电缆、牵引电机等元件。
3.连接：在牵引装置的布置中，还需要考虑连接方式，防止电缆在车内运动时对车体产生悬挂和垂直荷载。
4.隔离：车轮与牵引装置之间有悬挂装置的相互隔离以及隔离车辆意外情况都需要考虑。
上海城轨车辆电力牵引传动系统及其控制
一
１ 概
述
体 的变频 调速产 品 。交 流变频 调速装 置 一 出现
就 以其优 秀 的调速 性 能及 明显 的节 电效 果 迅猛 发 展， 并逐 步取 代 过 去 的变 阻控 制 调速 和斩 波 调 压 调 速等装 置 。 ２ 纪 ８ ０世 ０年 代 后 ， 展 起 来 的 使 用 Ｖ Ｖ 发 Ｖ Ｆ （ ａｉ ｌ Ｖ ｌ ｇ ａｉ ｌ Ｆｅｕ ｎｙ 变 压 变频 控 Ｖ ｒ ｂｅ ｏ ａｅＶ ｒ ｂｅ ｒｑ ｅｃ ） ａ ｔ ａ
ＩＢ Ｇ Ｔ逆 变器 和 微 机 获 得 一个 频 率 和 电压 可 控 制 的三相交 流 电 源 ， 使交 流 异 步 牵 引 电 动机 的转 速
可 以平 滑调 节 。 由于 采 用 了微 机 控 制 ， 可使 系 统
随着 科技 进步 ， 尤其 是 电力 电子 器 件 与 功 能强 大 的微 处 理 器
维普资讯
洛 做 饥 孝辆 电 辛 引 伤 劲 善饶 殷 舆 利
上 海 市公 用 事业 学校 阎 国强
摘 要 简述 了城 市轨 道 车辆 电力 牵 引传 动 系统及 其 控 制技 术 的发展 过 程 ， 绍 了 目前 介 上海城 轨 车辆 采 用的 两大 类 电力 牵引传动 系统 及 其控 制 方 法 ， 出采 用先 进 的 交流 传动 系统 指 是 电力 电子技 术 、 计算机 技 术及异 步 电机控 制理 论发 展 的必 然趋 势 。 关 键词 ：城 轨车辆 电力牵 引传 动 直流传 动 交流传 动 控制 方法
安 全 的考 虑 ， ２ 纪 ８ 在 ０世 ０年代 以后 ， 轨 车辆 一 城
般 采用 Ｄ ７ ０ Ｃ ５ Ｖ或 Ｄ １ ０ Ｖ供 电方式 ， Ｃ ０ ５ 可见 电网 制 式也是 在不 断发 展 的。
城市轨道交通车辆--电力牵引传动系统 ppt课件
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牵引工况 电能
机械能
牵
受
引
电
网
弓
逆 变 器
牵引 电动机
电能
城轨车辆：
制动工况
机械能
电气牵引时，DC750V或DC1500V直流电压，然后经三
相逆变器变为交流三相电压，给牵引电机供电，实现电能到
机械能的转换。
电气制动时，牵引电机机械能转换为电能，经三相逆变
器变为直流电压反馈到电网，实现机械能到电能的转换，也
• 从主(降压)变电站及其以后的部分统称为“牵引供电系 统”。
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牵引变电所
• 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 通过变压或变流转变为本线电动车辆可用的电源。
• 根据电流制的不同，牵引变电所又分为直流牵引变电所和 交流牵引变电所。
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• 城市轨道交通采用直流供电制式是因为城市轨道交通运输 的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，因 此供电电压不需要太高，还由于直流制比交流制的电压损 失小（同样电压等级下）。
称为再生制动；或通过制动电阻，将机械能转化为热能。
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电能
牵
受
引
电
网
弓
牵引工况
牵引 变压器
变流器
整
逆
流
变
器
器
机械能
牵引 电动机
电能
制动工况
机械能
干线铁路车辆： 电气牵引时，25kV交流电经变压器降压后，经四象限变
流器变为直流电压，然后经三相逆变器变为交流三相电压， 给牵引电机供电，实现电能到机械能的转换。
➢ 根据牵引电机可分为：
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城轨车辆牵引传动系统的设计
轨道车辆的牵引传动技.术是轨道车辆的核心技术之一,.是保证与提升轨道车辆的技术性能的重要基础。
牵引传动技术的发展,推进了轨道车辆.的技术总体进步。
拥有先进、可靠的牵引传动技术.已经成为衡量一个国家的轨道车辆技术水平的重要标志之一。
西安地铁3号线为6辆编组,每个动车一台牵引逆变器和4台牵引电机,每辆拖车1台辅助逆变器。
由牵引和辅助控制单元分别控制。
.由于全线较长,且线路部分坡度较大,因此采用“四动两拖”六辆编组,比照其它部分地铁六辆编组“三动三拖”,此列车启动加速度更快,动力更为强劲。
本文依据实际项目,进行牵引传动系统设计及搭建,分析不同工况下对牵引系统的设计要求,完成了西安地铁3号线牵引传动系统的实际应用。
文章展示了相应的试验数据,并对试验结论进行了分析。
试验结果表明,该系统满足基本技术指标。
不同载客量的工况下,均符合加减速度的设计要求。
该系统列车在故障状态下具有一定的运行能力,能够实现列车坡道救援,该系统可以达到实际使用水平。
西安地铁3号线牵引传动系统的设计是中国中车多年成熟车型设计的基础上结合机车多年的运用经验及国内外城轨车辆的实际情况,并增加了一些自身特点的优化型设计。
同时,又增加了一些人性化的控制方式,提高了机车的可操作性和运用安全等级。
为该机车的安全稳定运行打下了良好的基础。