论地铁车辆电气牵引系统的电气控制
地铁车辆电气牵引系统探讨
地铁车辆电气牵引系统探讨摘要：近几年来地铁运营发展速度迅速，有效缓解了城市交通压力。
地铁车辆电气的牵引系统作为关系到车辆的行驶安全及性能的重要组成部分，对其进行研究具有重要意义。
本文主要对于深圳地铁车辆的电气牵引的特点、组件及牵引主电路等进行探讨。
关键词：地铁车辆；电气；牵引系统一、牵引系统概述深圳地铁1号线车辆采用四动两拖六编组形式（4M2T）：=Tc-Mp-M+M-Mp-Tc=，其中Tc为有司机室的拖车、Mp为有受电弓的动车、M为无受电弓的动车；=为全自动车钩、+为半自动车钩、-为半永久牵连杆。
列车由两个单元车组组成，每个单元车组由一辆拖车和两辆动车组成。
控制方式为车控（1C4M）即每辆Mp/M车上设有1台牵引逆变器VVVF，驱动4个异步牵引电动机工作。
列车采用架空接触网方式受电，额定电压DC1500V。
牵引系统采用VVVF交流传动技术，具有防滑、防空转功能。
每辆Tc车上设有1台辅助逆变器SIV，每个辅助逆变器的输出分两路，一路输出为380V、50HZ三相交流电，用于辅助交流设备的供电，另一路为110V直流，用于直流控制设备的供电及蓄电池充电。
图1 电气牵引系统框图图2 牵引传动系统二、电气牵引系统的功能牵引系统是地铁车辆的动力源，主要由VVVF逆变器和三相交流牵引电机组成。
深圳地铁5号线部分车辆采用南车株洲时代的VVVF逆变器-异步牵引电动机构成的交流传动系统；采用高性能的交流传动直接转矩控制策略，具有反应迅速、可靠的空转/滑行保护并优先使用电制动。
列车在AW2载荷工况下，在丧失1/4动力情况下，列车可以正常往返一个全程；在AW3载荷工况下，可适当降低列车运行速度。
列车在AW3载荷工况下，在丧失1/2动力情况下，能在正线35‰的坡道上起动，运行到下一站，清客后空车能运行至车辆段（AW0表示地铁车辆空载；AW1表示地铁车辆座客载荷；AW2表示地铁车辆定员载荷6人/㎡；AW3表示地铁车辆超员载荷9人/㎡）。
地铁车辆电气牵引及控制系统分析
地铁车辆电气牵引及控制系统分析摘要：目前，经济发展迅速，我国的城市地铁建设的发展也有了相应的改善。
地铁车辆中的牵引系统包括各种控制电路和电力设备等内容，车辆通过控制电路与设备，并通过两者的配合给车辆提供牵引力保证车辆实现运行。
在实现车辆运行的过程中，由于电气控制的作用为车辆运行提供了平稳的牵引力，使车辆安全平稳地运行，同时也只有电气制动控制才能有效地实现车辆制动。
电气牵引系统在车辆运行的过程中为车辆持续提供电能以此保障地铁车辆的正常运行。
那么要想保证地铁车辆安全可靠地运行，对该系统的维修和维护就十分重要。
日常加强对车辆系统的检修和维护是非常重要的也是保证车辆低故障率的关键。
关键词：地铁车辆；电气牵引；控制系统分析引言出行无论何时都是人们生活中很重要的一部分。
新世纪随着地铁的普及，人们的出行变得前所未有的便利，这一定程度上缓解了人们出行困难，道路拥堵的困境，但是地铁作为一项人流量很大的公用型工程其日常维护成为了很重要的一个部分，本文就如何更快的提高地铁车辆牵引系统故障排除效率提供了对策。
1地铁车辆电气牵引及控制系统的结构及特点1.1地铁车辆电气控制系统的结构高压箱：主隔离开关、高速断路器以及充电设是其结构的主要组成部件。
所有的列车的受电弓都会采用一个主用、一个备用的形式，为牵引系统中牵引与辅助逆变器可以正常工作，正是因为车辆动力单元得到了高压电源的保证才能确保车辆能够安全平稳地运营。
牵引逆变器：通过输出端的支撑电容可以起到缓冲的作用从而保证和提高电压的稳定性。
同时，滤波电抗器也能起到保持电压稳定的作用，从而保证逆变器安全运行。
1.2地铁车辆电气控制系统的特点地铁车辆的制动系统实现安全停靠和有效降速的方式为电阻制动、再生制动两种制动方式。
地铁车辆的制动方式除了再生制动、电阻制动还有另一种制动方式为机械制动，这也是为了更准确地完成车辆安全停靠与降速，一旦系统出现故障需要紧急降速或停止，也可以采用机械制动的方式来完成。
浅析现代轨道交通车辆电气牵引技术 杨辰世 常竞文
浅析现代轨道交通车辆电气牵引技术杨辰世常竞文摘要：随着人们生活水平的不断提高，我国的科技发展越来越强。
我国的部分城市大力建造地铁等轨道交通。
轨道交通的出现方便了人们生活，同时也给人们的出行带来了便利。
随着轨道交通的逐步普及，我国对轨道交通的各项技术也有了更高的要求，尤其是轨道交通车辆电气牵引技术。
本文作者主要对现代轨道交通车辆电气牵引技术进行研究与探讨。
关键词：轨道交通；电气牵引；分析引言：轨道交通领域涉及很多技术，其中电气牵引技术便是关键性技术之一。
电气牵引技术依靠于电气牵引系统，是电气牵引系统的“大脑”。
电气牵引技术主要是为轨道交通列车提供合适的牵引力，并保证轨道交通运行中的功率。
电气牵引技术能够进一步保证车辆制动的安全，让轨道车辆降低速度，进一步降低轨道交通的安全风险。
一、现代轨道交通车辆电气牵引技术的现状随着我国交通工具的飞速发展，现代轨道交通应用在多个城市。
在大型城市中有着举足轻重的地位，因此我国对于轨道交通技术性的要求也越来越高，尤其是轨道交通电气牵引技术。
下文笔者结合现阶段我国轨道交通的发展情况着重分析电气牵引技术的应用情况。
1、控制系统的主要应用现阶段我国的电气牵引技术在轨道交通的应用过程中逐渐使用计算机来进行控制，摒弃了传统数字控制的方式。
使用电子计算机来进行系统性的操作能够实时监测并查看轨道的具体情况和车辆的运行方式，进一步提供信息化、现代化的控制。
计算机控制系统在轨道交通车辆电气牵引技术的应用过程中具备自动检测和自动控制的优势，尤其是在交流传感式的轨道交通车辆中更加发挥了其独特的优势。
计算机控制和传统的控制相比更加精确。
而现阶段我国的轨道交通车辆电气牵引技术应用的过程中一般采用多重微机来进行自动控制。
计算机控制系统主要在电气牵引技术作业的过程中控制牵引的信号，按照信号监控中心的指示，实时控制车辆的牵引，这样的操作能够发挥控制系统的整体性作用，为电气牵引提供更加完整的配置。
对于计算机控制系统来说，能够进一步增加电气牵引的完整性，让我国的轨道交通电气牵引技术有了更进一步的发展。
浅谈上海11号线北延线车辆电气牵引系统
浅谈上海11号线北延线车辆电气牵引系统摘要简要介绍上海11号线北延线地铁车辆电气牵引系统构成、特点及主要控制功能。
关键词：地铁车辆；电气牵引系统；构成；特点；控制功能1、概述上海地铁11号线北延线增购项目（安亭-花桥）车辆为A型车体，采用4动2拖的列车编组，其列车编组型式为：=Tc–Mp–M+M–Mp–Tc=（其中Tc：有司机室的拖车，Mp：有受电弓的动车，M：无受电弓的动车）。
列车由两个单元车组组成，每个单元车组由1辆拖车和2辆动车组成。
该系统采用矢量控制，具有优异的防空转/滑行控制功能。
列车制动采用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。
列车牵引系统主电路采用两电平电压型直—交逆变电路。
经受电弓受流输入的DC1500V由VVVF逆变器变换成频率、电压均可调的三相交流电，向异步牵引电动机供电。
VVVF逆变器由两个IGBT逆变模块单元组成，一起驱动4台牵引电动机，逆变模块单元将逆变单元与制动斩波单元集成在一起。
当电网电压在1000V～1800V之间变化时，主电路都能正常工作，并方便地实现牵引—制动的无接点转换。
2、车辆主要技术参数牵引性能（在定员AW2情况下，车轮半磨耗状态，在干燥、清洁平直轨道上，额定电压DC1500V时），平均加速度为：平均启动加速度(0～36km/h)≥1.0m/s2平均加速度(0～80km/h) ≥0.6m/s2平均加速度(0～100km/h) ≥0.4m/s2制动性能（在定员AW2载荷情况下，在干燥、清洁平直轨道上，列车从最高运行速度100km/h到停车），平均减速度为：平均全常用制动减速度(100km/h～0包括响应时间) ≥1.0 m/s2平均快速制动减速度(100km/h～0包括响应时间) 1.3 m/s2平均紧急制动减速度(100km/h～0包括响应时间) 1.3 m/s2列车纵向冲击率：≤0.75m/s3制动计算粘着系数值≤0.15最高运行速度： 100km/h平均旅行速度：≥37km/h3、系统特点电气牵引系统充分利用轮轨粘着条件，并按列车载重量从空车AW0到超员载荷AW2范围内自动调整牵引力的大小，使列车在空车AW0至超员载荷AW2范围内保持起动加速度基本不变，并具有反应迅速、有效可靠的粘着利用控制和空转保护。
城市轨道交通车辆电气牵引系统基础
2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
车辆采用DC 750 V受流器供电方式，每列车分为2 个动力单元，每个单元由1个动车和1个拖车构成。 如图1-2所示，对于每个单元，在中间的动车（M车） 上设置4个受流器，在Tc车上设置2个受流器，将电 网提供的额定DC 750 V高压电源提供给车辆高压设 备；单元内设高压母线以保证每个单元内的牵引设 备和辅助设备都能通过受流器进行受电。此外，为 了保证列车运行的可靠性，全列车设置辅助高压母 线，以保证当一个受流器出现故障时，另一个受流 器能保证所有辅助供电系统的高压供电。列车高压 牵引动力系统由受流器、高压电器箱（PH箱）、牵 引 逆 变 器 、 滤 波 电 抗 器 、 牵 引 电 动 机 （ traction motor）、制动电阻（braking resistor）等部件构成。
2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
HSCB为牵引系统的总开关。每个高压电器箱内都有 1个HSCB，用于给车上的牵引设备提供过流和短路 保护。HSCB的断开方式有两种：一种是通过牵引控 制单元（drive control unit，DCU）来控制的，另 一种是由过流和短路故障而引发的脱扣分断。 DC 750 V电源从受电弓经前级高压电路被送到高压 电器箱，再经HSCB、充电接触器KM12（KM22）、 充电电阻R11（R21）、短接接触器（KM11/KM21） 传输到电抗器和牵引逆变器，如图1-5所示。KM12、 KM22为单极电磁型接触器，其作用是向牵引逆变器 中的支撑电容器充电。充电接触器与R11/R21一起作 用，避免电压突变对支撑电容器造成损伤。
2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
如图1-3所示，主隔离开关（MQS）、高速断路器 （high speed circuit-breaker，HSCB）集成在高压 电器箱中，母线接触器（BLB）、母线高速断路器 （BHB）、主熔断器（MF）集成在母线高速断路器 箱中，母线熔断器（BF）、MF集成在母线熔断器 箱 中 ， 三 位 置 转 换 开 关 （ BQS ） 、 辅 助 隔 离 开 关 （ AQS ） 、 辅 助 熔 断 器 （ AF ） 、 辅 助 母 线 熔 断 器 （BAF）、车间电源连接器（WXP）、网压检测电 压传感器（SV）、网压检测电路熔断器（VF）、隔 离二极管（VD1）集成在辅助高压电器箱中。
地铁车辆电气牵引系统RAMS管理与应用
地铁车辆电气牵引系统RAMS管理与应用摘要：地铁车辆的电力牵引符合模块化设计，在功能上形成整体，在结构上相互独立。
与现代电气电子和智能信息技术相结合的早期地铁车辆电力牵引系统相比，自动化水平和智能设备更高。
目前，地铁车辆的电力牵引技术比较发达，车辆结构类型和速度不同，其电力设备也与控制不同。
关键词：地铁车辆；电气牵引系统；RAMS管理与应用引言地铁车辆牵引系统包括各种控制电路和动力装置，通过电路和设备之间的协调，可以为运行中的地铁提供更大的牵引力。
在这个过程中，电气控制起着重要作用。
只有科学的电气控制才能保证牵引能量的正常供应，只有电气控制才能保证地铁车辆的有效制动。
一、概述电力牵引是有电的牵引。
地铁电力牵引系统是一种牵引电机，在地铁运行过程中，从架空线路接收电力，为车厢提供压力，将牵引电机的电力转换为机械能，牵引电机，然后向前驱动机器。
地铁车辆电力牵引控制系统由牵引电路和列车电路组成。
牵引家电包括受电弓、牵引电机、驱动控制装置、其他牵引动力电子转换控制系统。
列车电路包括主电路、辅助电路、控制电路。
现在，计算机控制本身已经取代了控制电路中广泛使用的传统模拟电路。
可以根据驾驶员和牵引电路的工作状态和信号调整断路器，并对各接触器、继电器、电磁阀、发光二极管等发出命令，对直流牵引、电阻制动和再生制动进行必要的控制。
目前铁路车辆的电力牵引方式主要分为直流输电和交流输电两种。
二、地铁车辆电气牵引系统的结构特点主要铁路运输系统包括但不限于:电动弓、列车发动机、高压容器、助力器、制动电阻、避雷器等。
其中高压箱由总开关、相关充电器、高速列车等组成。
但大部分地铁车厢是由两条电弓组成的，以避免辅助和触发器失效。
一个电源损坏，另一个确保辅助变压器和转换器工作正常。
列车系统还配备了一名列车司机，通过利用反激变压器输入参考能力，提高了点电压输入的稳定性。
地铁牵引系统由多种电路和设备组成，系统的不间断运行需要相关电路设备的支持。
车辆电气牵引系统的电气控制
车辆电气牵引系统的电气控制摘要：牵引轨道车中的牵引系统包括各种控制电路和电力设备等内容，通过电路和设备之间的协调作用就可以给运行中的地铁提供大量的牵引力，在这一过程中，电气控制起到关键性的作用，只有科学的电气控制，才能保证牵引力的正常供应，而只有电气控制才能实现牵引轨道车的有效制动。
基于此，文章对车辆电气牵引系统的电气控制系统进行了研究，以供参考。
关键词：电气牵引；电气控制；管理措施1牵引轨道车电气牵引及控制系统的特点及构成1.1特点分析牵引轨道车电气牵引及控制系统是由许多电路系统和设备构成的，为牵引轨道车的正常运行提供了有力的保障。
其中，制动装置在牵引轨道车减速与安全停靠控制中发挥着至关重要的作用。
通常情况下，牵引轨道车制动系统采用再生制动及电阻制动两种电制动方式来进行减速和安全停靠。
此外，为了更为准确地控制牵引轨道车的速度，提升牵引轨道车减速或停靠的安全性，还需要采用机械制动的方式来辅助电制动方式，尤其是当出现紧急情况时，必须同时采用三种制动方式进行控制，从而实现对车辆速度的有效控制，保障车辆运行的安全性。
再生制动与电阻制动的制动原理相似，主要利用电机反向磁场产生的电磁力作为电制动力。
再生制动和电阻制动的区别是发电机发出的电能消耗在电阻上时是电阻制动，反馈到电网是再生制动。
再生制动和电阻制动都是利用铁路制动电磁铁和轨道电磁制动器来实现车辆制动的，而机械制动利用的是摩擦力的作用，借助压缩空气提供动力而实现对车辆的制动。
通常情况下，牵引轨道车先进行再生制动，在此过程中，制动牵引电机将动能转化为电能，并将转化的电能并入电网，将再生电能传递给其他车辆，通过动能与电能之间的转化实现其他车辆的电阻制动。
在牵引轨道车运行中，这三种制动是相互配合、共同作用的，为牵引轨道车的安全运行提供保障。
1.2系统构成牵引轨道车电气牵引系统的构成部分主要有高压箱、制动电阻、牵引电阻器、牵引电动机及避雷器等。
其中，高压箱主要由高速断路器、主隔离开关和充电设备构成。
地铁车辆牵引控制方案有哪些
地铁车辆牵引控制方案有哪些
一、分散型牵引控制方案
分散型牵引控制方案是指在地铁车辆内部安装多种电动控制机构，通
过手动、自动或远程控制方式，克服局部机构动力故障，实现牵引控制的
一种技术方案。
传统的分散型控制方案主要分为机械传动控制和电力传动
控制两种，分别由操纵杆、无线控制器、限位开关、门控制器等机械机构
和主变流器、轨道电流检测器、车载发电机控制器等电气机构共同构成。
1、机械传动控制
机械传动控制技术是由操纵台、无线控制器、限位开关等机械机构组
成的控制系统，其主要功能是实现车辆牵引、制动、位置控制、通过信号
控制等多种功能，它可以通过操纵台杆、车载电池、外部控制等多种方式
实现车辆牵引控制。
2、电力传动控制
电力传动控制是指地铁车辆的牵引控制由主变流器、轨道电流检测器、车载发电机控制器等电气机构共同完成的控制系统。
它可以实现车辆的最
大电动力、最小拉力及最高移动速度等多种复杂的牵引控制功能，在一定
程度上可以消除机械操纵杆带来的复杂性及一定程度的安全隐患。
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论地铁车辆电气牵引系统的电气控制
作者：肇启行王聪
来源：《丝路视野》2017年第24期
[摘要]现阶段，社会经济迅猛发展，城市化建设的步伐加快，在一定程度上推动了城市交通的不断进步，其中地铁在城市交通中发挥着至关重要的作用，有效缓解了城市交通压力，所以确保地铁的正常运行是城市交通发展的一个重点。
而在地铁的实际运营中，其牵引系统事关地铁的整体运行安全及效率，只有确保地铁牵引系统的正常工作，才能使地铁安全稳定地运行，而电气控制对于地铁车辆电气牵引系统有着非常重要的影响。
基于此，本文对地铁车辆电气牵引系统的电气控制进行了详细的分析与探究。
[关键词]地铁车辆；电气牵引系统；电气控制
一、基本构成
众所周知，在地铁车辆中专门配置了两台受电弓，它们分别向不同两个动力单元提供足够的高压电源，因为只有这样才能够防止因其中一台发生故障时，另外一台也受到牵连，进而影响到辅助逆变器以及牵引逆变器的正常运行，并且也只有采用这样一种设计形式才能够确保一台受电弓发生故障时，配置于其中的单元车辅助逆变器还能够继续运转。
另外，两台受电弓中当有一台发生故障时，地铁车辆的传送系统便会自动断开出现故障的那一台受电弓，并下达牵引逆变器指令，这样一来故障受电弓便会在一定时间范围以内运行停止。
从地铁车辆整个的电气牵引系统构架出发，在其中还专门配置了牵引逆变器，并且在逆变器输入端口还配备有支撑电容，这一电容存在的口的便是为了确保逆变器在运行过程中能够安全、稳定的完成电压输送过程，从而实现能量缓冲。
另外，人们还将电容和滤波电抗器结合在一起组成了一个完整装置，而这一装置存在的主要口的便是在逆变器下作稳定态得到保证的情况下，维持整个系统电压的安全和稳定。
需注意在逆变器装置中有包含有斩波相控制器以及逆变相控制器，这说明地铁车辆在牵引环节，直流电会直接被转换成三相交流电，如此便实现了电压与频率间的可调性能，并起到控制牵引电机的作用。
二、主要特征
制动装置实质上是为了帮助地铁车辆进行停车、减速等一系列操作的辅助设备，其主要口的是为了地铁车辆运行的安全效率受到保证。
诸如：在地铁车辆移动或拖行过程中能够提供制动效果，帮助车辆在规定距离内完成车辆的减速或停运等操作。
时代在不断发展，科学技术水平也得了提升，在这样的时代背景之下，传统形式的机械制动已经被取代，当前应用在地铁车辆中的制动系统除了满足基本的电制动要求外，还实现了电阻制动、再生制动等新要求。
对于当前的地铁车辆制动系统而言，其在确保车辆制动与减速的情况下，还降低了车辆发生纵向冲动的可能；并且该制动系统还有自动调节功能，能够根据地铁车辆运行的具体情况来决定是否采取紧急制动或控制制动力量变化等。
三、电气控制方案
人们时常提到的OCS750V或者1500V电源实质上是由三相模块构成的逆变器电路WVF 的稳压器或者逆变器电桥FM转换后，又在牵引系统的牵引作用下，间直流电流逆变为三相交流电流，再后滑块或受电弓发生作用，牵引电动机加速启动后，在滤波电路中出现电流波动等情况，如此便在维持电网电压稳定的情况下，使斩波器发生逆变而减少谐波。
对电动制动系统来讲，当期正处于发电状态的时候，原有的动能会逐渐转换成电能，而三相AC逆变器的电桥整流器便开始直流，最后由再生制动以及受电弓共同发挥作用，即为地铁车辆的整个电网提供足够的电动能源。
但是当再生制动不能够随意转换斩波器时，便需要从功率消耗方面着手制动电阻器，并对电阻器进行转换，即将其转换成热耗故形式。
城市化建设进程不断加快，城市地铁交通轨道的发展也更完善，因为人们除了对地铁车辆舒适性、美观性以及安全性等方面进行改善与调整外，还不断将研究重点放置在电气控制系统等方面，即辅助性电源系统的应用功能逐渐增多，应用特征也逐渐开始显现。
对地铁车辆而言，电池、逆变器及辅助配件电源系统并不是简单的供电辅助设备，其还能给维持地铁车辆正常的下作状态，维护电气牵引系统基本的下作性能，因而科学管控电气牵引系统，合理制动电气控制方案，有助于保证整个系统的运行安全和稳定。
因此，在设计电气控制方案时，会在逆变箱中设置牵引控制，随后根据行业标准采用无边6U插头来完成信息输送过程，随后在DCU与IGBT间又设置了信息屏蔽与接收仪，如此便能够简化交流器控制过程。
在牵引控制系统中，我们选择的是犯位的高速微处理器，显然该处理器是控制整个电气牵引系统的关键，因为其高速便能够保证信息接收的良好效率，这样一来便能够实现控制地铁车辆中各个电路的口的。
综上所述，城市化建设水平稳步上升，地铁车辆已成为我国城市发展的重要标志，据了解地铁车辆引起明显的优势，诸如：快捷、经济与舒适等，逐渐成为城市居民出行首选的交通下具。
而文章主要是从地铁车辆中的电气牵引系统出发进行考虑，除了分析其基本的构成框架和主要特征外，还结合多年经验，对相关的电气控制方案进行了分析与阐述，目的在于从根本上确保地铁车辆运行的安全性和稳定性。