城轨车辆电气控制系统构成
城市轨道交通车辆电气控制系统构成-2022年学习资料
第2章城市轨道交通车辆牵引传动系统-直流牵引电动机的基本工作原理可以用下述两个方程表示：-Ta Cm DIa-Ua=Ia∑r+CΦn-no-并励复励-串励-0
第2章-城市轨道交通车辆牵引传动系统-1.牵引电动机之间的负载分配-理论上机车上各台牵引电动机的负载应当是相同的，但是由于各台牵引电动机-的特性不 能完全相同，实际的动轮直径也有所差异（包括公差和磨耗），这-些差异都将引起电动机之问负载分配的不均匀。-T,n-Tnk-个n-0-Id2-Ia-I 2 la-a并励方式-b串励方式
第1章城市轨道交通车辆电气控制系统构成-城市轨道交通车辆电气控制系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。按-其作用和功能可分为不同的车辆电气控制 统，如图1-2所示为城市轨道交通车-辆电气控制象统的组成框图。-车门控制系统-车辆牵引传动系统-其他控制系统-辅助供电系统-包括空调系统、-照明系 等-牵引/制动控制系统
第1章城市轨道交通车辆电气控制系统构成-本章重点-●城市轨道交通概念。-●城市轨道交通车辆电气系统组成。-●城市轨道交通车辆主要电气设备配置。-主 压变电站-1.1城市轨道交通车新电气控制条统基本概念-牵引变电所「-城市轨道交通系统是指在城市中使用车辆在固-定导轨上运行并主要用于城市客运的交通 统。-城市轨道交通的定义为：通常以电能为动力，-馈电线-接触网-采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总-直流-回流线-牵引网-称。-走行轨-城市 道交通牵引供电象统主要是指幸引变电-所和直流牵引网两部分，如图1-1所示。
第2章城市轨道交通车辆牵引传动系统-1.受流器-受流器的功能是将电源引入车内。我国干线铁路和大部分城市的轨道交通车辆-的受流器都采用受电弓，只有部 城市的地铁车辆采用第三轨受流器；另外，-目前正在研制的中低速磁悬浮列车也采用第三轨受流器。-从接触网将电源引入车辆的装置称为受电弓，如图2-2所示 -碳滑板-集电头-上臂-上导杆-铰链结构-下臂-升弓装置-ADD系统-下导杆-底架-阻尼器
轨道交通供电系统—轨道交通SCADA系统
城市轨道交通接触网
3.SCADA系统的优点 对供电系统的监控有以下优点：
（1）集中监控可提高系统运行的安全可靠和经济性。正常时，实现合理的系统运行方式；事故 时，可及时直接显示和记录事故发生时间和内容，有利于加快事故处理。 （2）集中控制使调度人员直接控制运行方式的改变，运行操作效率及其可靠性高，值班人员在 变电所内仅需对电气设备进行监护，劳动条件得到改善。 （3）有利于变电所实现无人值班化，可节省变电所基建和运行费用。
城市轨道交通接触网
1.电力监控系统的任务
城市轨道交通运行的管理和调度是由控制中心来实现的，其中的电力调度是供电系统运行 的管理和调度部门；而城市轨道交通供电系统的各类变电所及其他主要设备是沿线路分散 设置的。
要保证系统运行的安全、可靠及经济性，就必须由电力调度人员对系统进行集中管理和调 度，实现系统运行状态的监视和运行方式的控制。早期的集中调度是通过调度电话来实施 的，通过值班人员对系统运行方式进行监视和控制，属于一种效率低、可靠性差的间接监 控方式。
城市轨道交通接触网
（2）遥信（YX)：是指将被控站设备的状态，如断路器的位置信号、报警信号等，传 输给调度端。遥信的内容包括：
①遥信对象的位置信号； ②高中压断路器、直流快速断路器的各种故障跳闸信号； ③变压器、整流器的故障信号； ④交直流电源系统故障信号； ⑤降压变电所低压进线断路器、母联断路器的故障跳闸信号； ⑥钢轨电位限制装置的动作信号； ⑦预告信号； ⑧断路器手车位置信号； ⑨无人值班变电所的大门开启信号。
1.调度端 调度端设在电力调度所内完成远动对象的监控、数据统计及管理功能等，髙速铁路中 主机均为网络化设备。
城市轨道交通接触网
城市轨道交通车辆电气控制项目三 城轨车辆牵引与制动控制
F—自动空气开关 H—指示灯
K—接触、继电器 R—电阻
S—按钮和转换开关
V—二极管 Y—车钩电气接线盒
表3-2 城市轨道交通车辆电路图常见符号含义
P—压力继电器
“2”——表示器件属于牵引/制动控制电路 例如：主控制器2A1，其中 “A”——表示主控制器
“1”——表示该类器件的第一个设备
1.
学习目标
2.
课题描述
3.
学习任务
任务1 任务2 任务3 任务4
电动列车电气控制电路系统 电动列车激活控制 电动列车初始条件设置控制 电动列车牵引和制动控制
4.
拓展任务
任务1 列车信息和诊断系统 任务2 列车微机控制系统
任务3 城轨交通车辆布线
学习目标
课题描述（1）
城市轨道交通车辆的列 车电气控制主要有两种。
第一位数字表示电路类型， 第二、三位表示该类电路的第几 张图纸，最后两位表示该导线的 编号。
图3-2 城轨车辆控制线路
（5）车钩装置的触点标注
自动车钩与永久车钩不同： 永久车钩采用弹性触点连接形式 自动车钩为了保证可靠连接采用弹性触点并联并联连接形式
（a）车钩触点
（b）压力开关
图3-3 城市轨道交通车钩触点和气压开关电路符号
的元件用逻辑或“+”表示。 3）描述控制电路一般从控制电源正极端开始，但有时为了简明和叙
述方便可从重要导线开始。 4）继电器、接触器、开关、按钮等的常开联锁用该电器的代号书写，
如图3-3（a）所示9Y06为C车2位端车钩电气接线盒的连接：63与64为不可伸缩触点，263与264为可伸 缩弹性触点，在另一单元的C车2位端车钩电气接线盒与之相连接的分别是可伸缩触点和不可伸缩触点，这样 保证过曲线时每对触点都能够可靠连接。
毕业设计 城轨车辆电气线路分析及故障排除设计..
2014届毕业设计说明书课题名称：城轨车辆电气线路分析及故障排除设计专业系轨道交通系班级学生姓名指导老师完成日期2014届毕业设计任务书一．课题名称：城轨车辆电气线路分析及故障排除二．指导老师：三．设计内容与要求：1、课题概述:随着城轨车辆牵引动力的交流化和运行速度的提高，列车上的受控部件或控制装置也越来越多，控制和被控设备之间的协调和快速响应显得越来越重要。
虽然现阶段城轨车辆大都引入了网络控制，但是由于硬线电路具有极高的可靠性和可维护性，因此在城轨车辆电气设计中仍然大量采用硬线电路来实现其牵引、制动、控制等功能。
本课题主要针对城轨车辆主电路、辅助电路及控制电路，如交流传动主电路、列车激活控制电路、司机室占有控制电路、受电弓控制电路、高速断路器控制电路、传动控制电路、驾驶模式控制电路等展开分析，指出其常见的故障现象，并详细说明故障排除的方法。
2、设计内容与要求：(1)设计内容本课题下设3个子课题：①城轨车辆主电路分析及故障排除②城轨车辆辅助电路分析及故障排除③城轨车辆控制电路分析及故障排除每个子课题设计的主要内容可包括：①城轨车辆电气线路整体介绍；②该电路主要部件结构、功能原理分析③该电路各功能模块的工作原理分析④常见故障的判断及排除方法⑤总结（2）要求①要求学生有一定的电气线路识图及制图基础；②论文中的所有电器线路图均要用制图软件规范绘制；③要求学生有一定的电气控制及城轨专业基础；④通过检索文献或其他方式，深入了解设计内容所需要的各种信息；⑤能够灵活运用《电工》或《电机与电气控制》等课程的基础知识和城轨专业知识来分析城轨车辆的各种电路。
四．设计参考书1、《电气识图》，吕庆荣等主编，化工出版社2、《电机与电气控制》3、《城市轨道交通车辆电气检修》4、《城市轨道交通车辆运行与维修》5、《城市轨道交通车辆电气设备》五．设计说明书要求1、封面2、目录3、内容摘要(200-400字左右，中英文)4、引言5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、分析、论证，设计结果的说明及特点）6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六．毕业设计进程安排毕业设计进程安排第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。
项目一城轨车辆电气控制系统构成
项目一城轨车辆电气控制系统构成城轨车辆电气控制系统是城市轨道交通系统中的重要组成部分，主要负责车辆的电气控制和监控。
该系统由多个子系统组成，包括牵引供电系统、车辆控制系统、信号与通信系统、辅助设备系统等。
1.牵引供电系统：该系统主要提供城轨车辆所需的电力，并通过电缆或接触网将电力传输到车辆上。
牵引供电系统通常由供电系统、接触网和接触网检测系统组成。
供电系统负责发电、输电和配电，同时还包括断路器、保护设备等。
接触网是一种架设在轨道上方的金属支架，通过接触网和集电弓之间的接触来传输电能。
接触网检测系统则用于监测接触网的状态和工作情况。
2.车辆控制系统：该系统负责控制城轨车辆的运行和停止，并监测车辆的状态。
车辆控制系统通常由牵引系统、电制动系统、车门控制系统和速度调节系统等组成。
牵引系统负责通过控制电机的工作方式实现车辆的加速和减速。
电制动系统通过反向激励电机和再生制动来控制车辆的制动。
车门控制系统负责控制车门的开关。
速度调节系统则用于调节车辆的运行速度。
3.信号与通信系统：该系统用于城轨车辆之间和车辆与调度中心之间的通信和指挥。
信号系统主要由信号灯和信号电缆组成，用于指示车辆的行进方向和限制车辆的速度。
通信系统则通过无线电或有线电路实现车辆之间和车辆与调度中心之间的通信。
4.辅助设备系统：该系统包括城轨车辆上的辅助电源系统、空调系统、灯光系统等。
辅助电源系统负责为车辆提供电力，例如给车内照明、车门控制系统等提供电源。
空调系统则用于调节车内温度和湿度。
灯光系统则用于车辆的照明和标识。
城轨车辆电气控制系统的构成及功能是相互关联的，各个子系统的协同工作可以保证城轨车辆的安全运行和乘客的舒适体验。
通过牵引供电系统，车辆可以获得所需的电能；车辆控制系统可以控制车辆的加速、减速和制动；信号与通信系统可以实现车辆之间和车辆与调度中心之间的通信和指挥；辅助设备系统可以提供车辆所需的辅助电源、空调和照明等。
这些子系统的协同工作可以实现城轨车辆的高效、安全和舒适运行。
城市轨道交通车辆的电气组成部分
广州华夏职业学院教案首页广州华夏职业学院教案纸4.3 城市轨道交通车辆的电气组成部分一、复习提问城市轨道交通车辆的机械组成部分城市轨道交通车辆的主要组成部分及总体结构二、讲授新课电气部分：电力牵引系统辅助供电系统列车控制和故障诊断系统乘客信息系统（一）车辆电气牵引系统电气牵引系统：受流器：集电靴—主要应用于第三轨方式供电的线路。
受电弓—主要应用于以接触网方式供电的线路。
受电弓从结构上可分为单臂型和双臂型两种形式，在驱动上可分为气动型及电动型 .各种电气牵引设备及其电路控制电路车间电源车间电源是列车辅助的受流设备，主要应用于列车在检修库内整车调试或部分设备需有电检查时使用。
车间电源与列车主受流设备之间是相互联锁的，不能同时向列车供电。
车间电源只向列车辅助系统供电，车间电源系统由电源插座盖、电源插座、熔断器、接触器及隔离二极管组成（2）电气牵引设备及其控制电路A、直流电气牵引系统直流电动机：调速性能适合于牵引的要求。
车辆起动时需要很大的牵引力，以获得必要的加速度；随着车速的提高牵引力相应减小，其变化范围相当大，直流电动机的性能完全能够满足这样的要求。
缺点：结构复杂、体积大、价格高。
关键部分的换向器和电刷装置，易损伤，需要定期维修。
这是直流电动机的最大缺点。
（1）变阻控制调速原理：车辆起动时，为保持稳定的起动电流，要求加在电动机两端的电压要随着转速的提高而从小变大，逐渐增加。
控制的方法是用电阻器与电动机串联，通过改变电阻器的阻值来调节电动机的端电压，从而达到调速的目的。
变阻控制的缺点：a、电阻器的调节是分级的，因此调速过程不能做到非常稳定b、电阻器的调节要使用一定数量的接触器，这些接触器需要定期维修保养。
c、电阻器中不可避免的损耗不少电能，而且还要采取措施，为电阻器散热。
利用大功率晶闸管的开关特性，与换流电路组成直流斩波器，相当于一个大功率的直流开关，其工作频率可以达到数百赫兹。
直流斩波器将直流电源劈成一个一个矩形波，变为一系列的脉冲。
城市轨道交通车辆电气控制功能及原理浅析
城市轨道交通车辆电气控制功能及原理浅析摘要：轨道交通车辆作为城市轨道交通的重要组成部分，承担着载客的重要角色，车辆的电气控制具有控制复杂、安全系数高等特点,对轨道交通运营的安全有着重要的影响。
本文结合城市轨道交通车辆电气控制的特点，针对车辆电气控制的功能及原理进行了分析。
关键词：城市轨道交通车辆电气控制1 引言城市轨道交通车辆电气控制系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。
按其作用和功能可分为主电路控制系统、辅助电路控制系统、电气牵引控制系统等组成。
本文结合城市轨道交通车辆的特点，针对车辆电气控制功能及原理进行了分析。
2 主电路控制系统主电路由牵引电机及与其相关的电气设备和连接导线组成，其作用是将电网的电能转变为车辆运行所需的牵引力，当在电气制动时将车辆的动能转换为电制动力。
它是车辆上的高电压、大电流、大功率动力回路。
高压电器箱是车辆电气牵引系统主电路的前级构成部分，包含三位置隔离开关、高速断路器、库用电源插座、直流接触器、快速熔断器、反向隔断整流管等器件组成。
三位置隔离开关是用于车辆牵引电路、辅助电路、库用电源电路中高压主电路的接通与接地、隔离。
高速断路器用于主电路的故障保护；熔断器用于主电路的短路保护。
DC1500V电源从受受流器经过三位置开关、高速断路器送到高压电器箱，然后经差分电流传感器、充电接触器、充电电阻、线路接触器，送到后面的线路电抗器和牵引逆变器。
主要功能有：（1）给逆变器充电：列车运行时，控制高速断路器闭合，接受到方向指令后，充电接触器闭合，DC1500V电源经充电电阻给牵引逆变器内直流支撑电容器充电，充电完成后线路接触器闭合，然后牵引逆变器启动工作。
（2）续流、接地功能：当车辆处于牵引工况时，直流供电能量经高压箱进入牵引逆变器；当车辆处于再生制动工况时，负载能量经高压箱反馈回电网，或者由制动电阻消耗掉。
（3）差分电流检测功能：当差分电流传感器检测系统1500V正线与1500V 负线差值大于1A时，差分电流传感器会发出报警信号给DCU，当差分电流传感器检测系统1500V正线与1500V负线差值大于50A时，差分电流传感器会发出报警信号给DCU。
城轨交通车辆的类型、结构组成和特点
三、城轨交通车辆的基本技术特点
u （4）车辆朝轻量化方向发展，采用大断面铝合金型材或不锈钢焊接车体的 整体承载结构，最大限度地减少车辆自重。
u （5）车辆上电气系统的设备、开关除一些必须安装在司机室和客室的电气 设备柜内，其他电气设备均分散安装在车底，空调机组安装在车顶，不占用 客室空间。
u （6）车辆间采用封闭式全贯通通道，便于乘客走动及均匀分布，采用密接 式车钩进行机械、电气、气路的贯通连接。
任务一
城轨交通车辆 的类型、结构 组成和特点
城轨交通车辆外观城轨交通车辆是城轨系统中运送乘客的工具，是技术含量极高 的综合型机电设备，是城轨交通系统中最关键和最重要的设备，城轨交通车辆的选型 和技术参数不仅是界定城轨交通线路技术标准的基础，而且是确定城轨交通系统运营 管理模式和维修方式的基础，也是城轨交通系统中其他设备选型和确定规模的重要依 据。由于城轨交通车辆设计、制造的技术背景不同，以及城轨交通车辆使用区域的经 济发展和运用环境的不同，致使城轨交通车辆的结构和性能有所差异。一般城轨交通 车辆都能满足客流量大、安全、快速、舒适、美观、节能和环保的要求，具有一定的 先进性、可靠性和实用性。
u ②非黏着牵引传动系统车辆。Lb型直线电机车辆系列车型 。
目前我国城轨交通车辆的主要分类方法如下：
按车体材料，可分 为不锈钢车、铝合 金车和耐候钢车
03
04
按受电方式， 可分为受电弓车、 受流器车、受电弓 加受流器车
一、城轨交通车辆的类型
目前，轻轨电动车辆主要有三种：4轴动车、6轴单铰接式车和8轴双铰接 式车。德国是世界上轻轨交通发展较早、轻轨车辆技术较先进的国家。20世纪 60年代初，德国首先在科隆和法兰克福修建轻轨铁路，使用U2型6轴单铰双向 运行的动车（车长约23 m，车宽 2.65 m），后又研制出8轴轻轨车（车长约 26 m，车宽2.4 m），用于汉诺威市。在莱茵—西格—鲁尔地区，德国采用 了B100/80型标准轻轨车辆（SLRV），它是6轴单铰动车，车长 28 m，车宽 2.65 m。德国还为欧洲和北美的许多城市提供了多种高性能的轻轨车辆。
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项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
项目描述（2） ：
人机界面作用：驾驶员可随时了解整个列车的运行状态和各 主要单元部件的工作状态，必要时人工干预。 人机界面组成：系统操作软件、微机控制系统、总线控制
电气控制系统功能：实现列车自动驾驶系统ATO、 列车自动控制系统 ATC、 列车自动保护系统ATP、 列车自动监控系统 ATS、 列车通信控制TCC等全自动控制 电气控制系统组成：主牵引传动系统、辅助电源系统、 牵引/制动控制系统、车门控制系统
任务1
定义：在轨道交通运输中，采用电动机传动来满足车辆
牵引的电气部分。 控制对象：牵引电机 作用：对电动机的速度和牵引力进行调节 分类：直流传动控制系统、交流传动控制系统
工作原理：图1-4
地铁单元车辆的总体控制
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
任务1
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
城市轨道交通 车辆电气控制
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
教 材 编 写 概 况 项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
教材编写基本思路
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
城轨电动列车驾驶员职业所需知识、技能、要求
项 目 描 述
学 习 任 务
城市轨道交通车辆电气控制系统基础描述 城市轨道交通车辆控制系统部件功能
4.
任务一
拓 展 任 务
城市轨道交通车辆控制系统部件功能
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
学习目标：
1．掌握城市轨道交通车辆电气控制原理；
2．掌握牵引与电制动的控制原理；
操作练习：
1）在实训室完成对城轨交通车辆电气控制系统的认识和对其作用了解。 2）通过模拟操作受电弓，了解受电弓的升弓和降弓气路工作过程。
根据受电弓图片，标出受电弓各部件的名称，说明其作用。
3）根据自己对牵引的了解，画出城轨车辆牵引系统能量转换过程图。
书面练习：
1）说明城市轨道交通车辆控制的原理。
2）简介城市轨道交通车辆电气控制系统组成。 3）以A型车为例，列表说明城市轨道交通地铁车辆电气设备布置。
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
图1-1 城市轨道交通车辆控制原理图
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
学习任务： 任务一
城市轨道交通车辆电气控制系统基础描述
一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述
主牵引传动系统 辅助供电系统 牵引制动控制系统
城 市 轨 道 交 通 车 辆 电 气 控制
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
项目描述（1）：
城市轨道交通车辆最根本的任务：运输
完成运输任务的关键：车辆的运行速度及其控制
控制系统作用：根据运营系统给出的命令
对各功能子系统进行调控。
控制系统类型: 牵引控制、制动控制 控制系统控制方法：数学模型化、传统的PID调节、 人工智能原理的各种控制方法
城市轨道交通车辆控制系统部件一般称为牵引电器。
定义：对城市轨道交通车辆以及其它的牵引设备进行切换、检
测、控制、保护和调节的电器及装置。
构成：主电路电器、控制电路电器、辅助电路电器
特点：外型呈平整的箱状，且宽度小，安装时尽可能成列布置；
结构方面要便于更换触头、弹簧和其它被磨损零件。 操作次数频繁，零件的机械与电气强度方面， 要求有较大的安全系数，同时必须保证有最大的可靠性。
程规范。
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
教材与教学标准、课程标准的关系处理
1.课程标准与教材并非一一对应 2.企业标准与 教学内容的矛盾 3.专业教学资源库
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
1. 2. 3.
任务一 任务二
学 习 目 标
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
牵引电器结构特点（续）：
任务2
螺钉连接应有弹簧垫圈和紧锁螺帽，接触器等运动 的重心落在支撑点上； 计算绕组、选择绝缘材料、润滑油要考虑温度变化； 用电镀涂压的办法来防止零件表面的锈蚀； 选择漏电间隙和绝缘距离时，应从可能最坏的表面 工作情况出发，保证牵引电器之间的绝缘可靠。
城市轨 道交通 车辆电 气控制 系统
车门控制系统
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
学习任务1
图1-3 司机驾驶地铁车辆
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成 二、城市轨道交通车辆总体控制
电力牵引传动控制系统：
3．会进行城市轨道车辆受力和列车运行工况；
4．掌握牵引力和制动力的形成；
5．了解空转和滑行的形成，会进行车辆空转和滑行的保护处理；
6．掌握牵引动力装置的结构和工作原理；
7．了解城轨车辆电器结构原理。
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
实践练习：
课上与课下结合、书面与实践结合、基础与综合结合（课业）
图1-4 地铁单元车辆的总体控制
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨设备
拖车(TC) 动车（M’） 动车(M)
任务1
图1-5 庞巴迪公司与长客生产的地铁车辆的主要设备配置
城市轨道交通车辆电气 控制 00:15:12
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成 任务二 城市轨道交通车辆控制系统主要部件功能
1.识图知识：电动列车车辆设备布置图、电动列车车辆综合线路图、 电动列车辅助系统原理图、电动列车气路系统原理图 2.电机知识 3.电动列车车辆知识:车辆驾驶操作知识、车辆制动系统知识、车辆转向架 知识、车辆电力电子器件知识、车辆电气机械控制知
识、车辆故障判断及应急处理知识
4.法律规章知识:《司机手册》、《电动列车驾驶员规范化作业标准》、相 关电动列车检查、运行、调试、故障处理与安全生产等规