地铁车辆牵引培训课件
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城市轨道交通车辆基础电子课件第六章电力牵引系统
13
城市轨道交通车辆电力牵引系统框图 14
城市轨道交通车辆电力牵引系统主电路
ห้องสมุดไป่ตู้15
五、 电力牵引系统的发展
随着电力电子器件和计算机技术的发展，城市轨道交通车辆的电力牵引传动 技术由最初的变阻调速发展到斩波器调速，并不断进一步发展，在采用三相异步 牵引电动机的动车中应用了变压变频技术。目前，逆变器技术已在城市轨道交通 动车组上得到了非常广泛的应用。
40
转子结构如图所示， 由电气绝缘钢片叠装而成的铁芯组件被冷缩装配到由高强 度热处理钢制成的转子轴上，同时配以分别布置于其左右的转子止推环。转子配有 通风用的轴向风道。铜制转子线排位于铁芯组件的槽中。
41
（2）牵引电动机的工作原理 受流装置从接触网上获得直流电流，经过列车牵引逆变器转换成三相交流电，输 送给交流牵引电动机（三相异步电动机）定子上空间位置相差120°的三相绕组，使 定子三相绕组中有对称的三相电流流过，从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕组在这 个旋转磁场中感应出电动势，使转子绕组中产生电流。转子电流与旋转磁场相互作用， 产生电磁力，形成使转子旋转的电磁转矩，转轴通过联轴器和齿轮箱把转矩传送给车 辆转向架的车轴，带动车轮滚动，驱动列车运行。
因此，城市轨道交通车辆的电力牵引系统大致经历了20世纪80年代前的凸轮 变阻调压直流传动系统、20世纪80年代的斩波调压直流传动系统和20世纪90年代 的变压变频交流传动系统三个阶段。
16
在城市轨道交通车辆电力牵引传动系统中，牵引变流器（包括斩波器、逆变器 等）广泛采用了门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块或智能 功率（IPM）模块作为主开关器件，尤其是IGBT模块或IPM模块对于较高频率工作具 有良好的适应能力。微电子技术在城市轨道交通车辆的牵引、制动、辅助控制、信 息显示与储存、防滑与防空转控制及行车安全等方面也得到了广泛应用。城市轨道 交通车辆除了采用摩擦制动外，还采用了电气制动技术，如再生制动、电阻制动及 磁轨制动等，提高了车辆运行过程中的节能效果与安全性。
城市轨道交通车辆电力牵引系统框图 14
城市轨道交通车辆电力牵引系统主电路
ห้องสมุดไป่ตู้15
五、 电力牵引系统的发展
随着电力电子器件和计算机技术的发展，城市轨道交通车辆的电力牵引传动 技术由最初的变阻调速发展到斩波器调速，并不断进一步发展，在采用三相异步 牵引电动机的动车中应用了变压变频技术。目前，逆变器技术已在城市轨道交通 动车组上得到了非常广泛的应用。
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转子结构如图所示， 由电气绝缘钢片叠装而成的铁芯组件被冷缩装配到由高强 度热处理钢制成的转子轴上，同时配以分别布置于其左右的转子止推环。转子配有 通风用的轴向风道。铜制转子线排位于铁芯组件的槽中。
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（2）牵引电动机的工作原理 受流装置从接触网上获得直流电流，经过列车牵引逆变器转换成三相交流电，输 送给交流牵引电动机（三相异步电动机）定子上空间位置相差120°的三相绕组，使 定子三相绕组中有对称的三相电流流过，从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕组在这 个旋转磁场中感应出电动势，使转子绕组中产生电流。转子电流与旋转磁场相互作用， 产生电磁力，形成使转子旋转的电磁转矩，转轴通过联轴器和齿轮箱把转矩传送给车 辆转向架的车轴，带动车轮滚动，驱动列车运行。
因此，城市轨道交通车辆的电力牵引系统大致经历了20世纪80年代前的凸轮 变阻调压直流传动系统、20世纪80年代的斩波调压直流传动系统和20世纪90年代 的变压变频交流传动系统三个阶段。
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在城市轨道交通车辆电力牵引传动系统中，牵引变流器（包括斩波器、逆变器 等）广泛采用了门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块或智能 功率（IPM）模块作为主开关器件，尤其是IGBT模块或IPM模块对于较高频率工作具 有良好的适应能力。微电子技术在城市轨道交通车辆的牵引、制动、辅助控制、信 息显示与储存、防滑与防空转控制及行车安全等方面也得到了广泛应用。城市轨道 交通车辆除了采用摩擦制动外，还采用了电气制动技术，如再生制动、电阻制动及 磁轨制动等，提高了车辆运行过程中的节能效果与安全性。
铁道机车车辆牵引传动系统结构ppt课件
动车组。
.
三．牵引电机横向布置——轴悬式驱动机构 (刚性、弹性）
1. 刚性轴悬式驱动机构
① 结构原理图（见下图）
大齿轮 轮对
抱轴承
构架 弹性吊挂
小齿轮 牵引电机 弹性吊挂
构架
车轴齿轮箱
刚性轴悬式驱动
.
机构工作原理图
30
横向安装的牵引电机的抱轴承
.
② 特点 结构简单，检修方便； 簧下死重量大——电机和驱动齿轮箱的重量之半属簧下 死重量，轮轨间的动作用力很大（且速度越高，轮轨动 作用力越大）； 牵引电机、轴承和牵引齿轮等工作条件恶劣； 由于其驱动扭转弹性很差，往往造成集电器过载甚至损 坏。
46
3. 电机空心轴架悬式驱动机构
弹性吊挂 滚动轴承
齿形联轴器
电机空心轴架悬式驱动机构原理图
①结构
弹性扭轴 牵引电动机 弹性吊挂
构架 弹性联轴节 弹性吊挂 小齿轮 车轴齿轮箱 大齿轮
.
牵引电动机的两端均通
过弹性吊挂与转向架构 架横梁相连，但在电机 内部将转子铁芯挖空， 并通过齿形联轴器将扭 矩传给弹性扭轴，再通 过弹性联轴节与驱动小 齿轮连接。 但车轴齿轮箱一端仍然 通过抱轴承与车轴相 连，另一端通过弹性吊 挂与构架相连（与轴悬 式类似）。
WN 联轴节
34
挠性浮动齿式联轴节架悬式驱动装置结构图
连接构架
齿轮箱 安全索 连接构架
弹性吊杆 安全凸缘 联轴.节 电动机速度 牵引电动机
（安装在构架）
传感器
35
深圳地铁一号线长客车辆转向架驱动装置
. 36
深圳地铁一号线株机车辆转向架驱动装置
. 37
❖ 驱动装置中的联轴器所起的基本作用为：
.
三．牵引电机横向布置——轴悬式驱动机构 (刚性、弹性）
1. 刚性轴悬式驱动机构
① 结构原理图（见下图）
大齿轮 轮对
抱轴承
构架 弹性吊挂
小齿轮 牵引电机 弹性吊挂
构架
车轴齿轮箱
刚性轴悬式驱动
.
机构工作原理图
30
横向安装的牵引电机的抱轴承
.
② 特点 结构简单，检修方便； 簧下死重量大——电机和驱动齿轮箱的重量之半属簧下 死重量，轮轨间的动作用力很大（且速度越高，轮轨动 作用力越大）； 牵引电机、轴承和牵引齿轮等工作条件恶劣； 由于其驱动扭转弹性很差，往往造成集电器过载甚至损 坏。
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3. 电机空心轴架悬式驱动机构
弹性吊挂 滚动轴承
齿形联轴器
电机空心轴架悬式驱动机构原理图
①结构
弹性扭轴 牵引电动机 弹性吊挂
构架 弹性联轴节 弹性吊挂 小齿轮 车轴齿轮箱 大齿轮
.
牵引电动机的两端均通
过弹性吊挂与转向架构 架横梁相连，但在电机 内部将转子铁芯挖空， 并通过齿形联轴器将扭 矩传给弹性扭轴，再通 过弹性联轴节与驱动小 齿轮连接。 但车轴齿轮箱一端仍然 通过抱轴承与车轴相 连，另一端通过弹性吊 挂与构架相连（与轴悬 式类似）。
WN 联轴节
34
挠性浮动齿式联轴节架悬式驱动装置结构图
连接构架
齿轮箱 安全索 连接构架
弹性吊杆 安全凸缘 联轴.节 电动机速度 牵引电动机
（安装在构架）
传感器
35
深圳地铁一号线长客车辆转向架驱动装置
. 36
深圳地铁一号线株机车辆转向架驱动装置
. 37
❖ 驱动装置中的联轴器所起的基本作用为：
牵引与传动专题培训
化电动机旳端电压以实现电动机旳调速。 调整电阻旳措施又分两类： 有触点式开关调阻 无触点斩波调阻 这种调压方式在电阻中消耗了大量旳电能。
（2）斩波调压
在电路中接入能有规则地导通和关断旳斩波器， 则能够减低直流电动机两端旳平均电压。电动机 两端电压旳平均值为：
U RL
U
ton T
U
只要调整导通比，即可调整平均电压。 伴随半导体技术旳发展，斩波器中旳 斩波元件经历了下列旳发展过程：
3) 牵引变电所
• 牵引变电所旳任务就是将电力系统提供旳三相工 频交流电经过变压、变相或变流转变为本线电动 车辆可用旳电源。
• 根据电流制旳不同，牵引变电所又分为直流牵引 变电所和交流牵引变电所。
• 城市内旳地铁、轻轨网络多采用直流牵引制式， 只有少数延伸至远郊旳城市铁路(如中国香港九广 铁路、日本东京常盘线等)为了与区域铁路共线运 营则会采用交流牵引制式。
1 —— DCU对VVVF逆变器旳线路电容器充/放电控制 2 —— DCU/UNAS对VVVF逆变器及电机转矩控制
牵引系统构成示意图
• 列车受电弓从接触网受流，经过高速断路 器后，将1500VDC送入VVVF牵引逆变器 。VVVF牵引逆变器采用PWM脉宽调制模 式，将1500VDC直流电逆变成频率、电压 可调旳三相交流电，平行供给车辆四台交 流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速 ，实现列车旳牵引。
城市轨道交通多采用直流—交流方式，干 线铁路则采用交流—直流—交流旳方式。
由此可见，将直流电转变成频率可变旳 交流电就是交流传动旳关键所在。
将直流电转变成频率可变旳交流电旳设 备称为逆变器。
在车辆牵引旳开始阶段，保持气隙磁通 为常数，变化供电频率能够使电动机旳最 大扭矩基本不变，到达加速运营旳目旳。
（2）斩波调压
在电路中接入能有规则地导通和关断旳斩波器， 则能够减低直流电动机两端旳平均电压。电动机 两端电压旳平均值为：
U RL
U
ton T
U
只要调整导通比，即可调整平均电压。 伴随半导体技术旳发展，斩波器中旳 斩波元件经历了下列旳发展过程：
3) 牵引变电所
• 牵引变电所旳任务就是将电力系统提供旳三相工 频交流电经过变压、变相或变流转变为本线电动 车辆可用旳电源。
• 根据电流制旳不同，牵引变电所又分为直流牵引 变电所和交流牵引变电所。
• 城市内旳地铁、轻轨网络多采用直流牵引制式， 只有少数延伸至远郊旳城市铁路(如中国香港九广 铁路、日本东京常盘线等)为了与区域铁路共线运 营则会采用交流牵引制式。
1 —— DCU对VVVF逆变器旳线路电容器充/放电控制 2 —— DCU/UNAS对VVVF逆变器及电机转矩控制
牵引系统构成示意图
• 列车受电弓从接触网受流，经过高速断路 器后，将1500VDC送入VVVF牵引逆变器 。VVVF牵引逆变器采用PWM脉宽调制模 式，将1500VDC直流电逆变成频率、电压 可调旳三相交流电，平行供给车辆四台交 流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速 ，实现列车旳牵引。
城市轨道交通多采用直流—交流方式，干 线铁路则采用交流—直流—交流旳方式。
由此可见，将直流电转变成频率可变旳 交流电就是交流传动旳关键所在。
将直流电转变成频率可变旳交流电旳设 备称为逆变器。
在车辆牵引旳开始阶段，保持气隙磁通 为常数，变化供电频率能够使电动机旳最 大扭矩基本不变，到达加速运营旳目旳。
地铁车辆——牵引培训(PPT63页)
高牵引力，直至达到最高驱动档位（Dmax）。 • 控制杆（1）反向偏离惰行档位约10 ° – 最低制动（Bmin）。 • 控制杆（1）反向偏离最低制动档位（Bmin）约25 ° = 持续提高
制动力，直至达到最大常用制动档位（MB）。 • 控制杆（1）反向完全偏离惰行档位约41.6 ° – 有缺口位置的完全
强迫风冷制动电阻
制动电阻参数
• 额定电压 : DC 1800 V • 最大工作电压 : DC 2200 V • 常温阻值：2 x 1,96Ω • 运行时的阻值：2 x 2,90 Ω
牵引电机
• 地铁牵引系统主要采用交流传动系统，地铁列 车交流牵引电机有旋转电机和直线电机两种 ， 目前一至三号线牵引系统采用旋转电机，四、 五号线采用直线电机。
司机控制器
• 司机控制器是用来操纵地铁车辆运行的主 令控制器，是利用控制电路的低压电器间 接控制主电路的电气设备。也适用于其它 内燃机车、电力机车、动车组、城市轻轨 等，用来控制机车（或动车等）的运用工 况和行车速度。
司机控制器
• 主控制器（（1）由控制杆（1）在83.2 °的角度内手动操作。 • 整个位移被细分为以下几部分： • 控制杆处于垂直位置 - 中间档位（N）（自动驱动）。 • 控制杆（1）正向偏离惰行档位约10 °– 最低驱动（Dmin）。 • 控制杆（1）正向偏离最低驱动档位（Dmin）约31.6 ° = 持续提
自然风冷却制动电阻
• 制动电阻采用对流冷却，无须强制风冷， 即自然风冷制动电阻。不同的厂家生产的 产品可能不尽相同，有的冷却空气从底部 进入制动电阻箱并从带孔侧墙排出，有的 冷却空气从侧面进入，从底部排出。
自然风冷却制动电阻
强迫风冷制动电阻
• 制动电阻冷却采用强迫风冷，与自然风冷 制动电阻相比，体积较小重量较轻。虽然 强迫风冷风扇电机需要消耗电能，相比于 自然风冷增加重量引起的能耗增加，风扇 电机能耗较少。
制动力，直至达到最大常用制动档位（MB）。 • 控制杆（1）反向完全偏离惰行档位约41.6 ° – 有缺口位置的完全
强迫风冷制动电阻
制动电阻参数
• 额定电压 : DC 1800 V • 最大工作电压 : DC 2200 V • 常温阻值：2 x 1,96Ω • 运行时的阻值：2 x 2,90 Ω
牵引电机
• 地铁牵引系统主要采用交流传动系统，地铁列 车交流牵引电机有旋转电机和直线电机两种 ， 目前一至三号线牵引系统采用旋转电机，四、 五号线采用直线电机。
司机控制器
• 司机控制器是用来操纵地铁车辆运行的主 令控制器，是利用控制电路的低压电器间 接控制主电路的电气设备。也适用于其它 内燃机车、电力机车、动车组、城市轻轨 等，用来控制机车（或动车等）的运用工 况和行车速度。
司机控制器
• 主控制器（（1）由控制杆（1）在83.2 °的角度内手动操作。 • 整个位移被细分为以下几部分： • 控制杆处于垂直位置 - 中间档位（N）（自动驱动）。 • 控制杆（1）正向偏离惰行档位约10 °– 最低驱动（Dmin）。 • 控制杆（1）正向偏离最低驱动档位（Dmin）约31.6 ° = 持续提
自然风冷却制动电阻
• 制动电阻采用对流冷却，无须强制风冷， 即自然风冷制动电阻。不同的厂家生产的 产品可能不尽相同，有的冷却空气从底部 进入制动电阻箱并从带孔侧墙排出，有的 冷却空气从侧面进入，从底部排出。
自然风冷却制动电阻
强迫风冷制动电阻
• 制动电阻冷却采用强迫风冷，与自然风冷 制动电阻相比，体积较小重量较轻。虽然 强迫风冷风扇电机需要消耗电能，相比于 自然风冷增加重量引起的能耗增加，风扇 电机能耗较少。
城市轨道交通车辆构造课件 单元7.2 牵引系统的结构和工作原理
变器由三相组成，每 一相带两个开关，它 们都使用IGBT(或GTO) 模块。在输出端子上 ，它提供可变频率、 可变振幅的三相电源 ，持续改变所连接的 牵引电机的转速和扭 矩。它可以运行在牵 引模式和电制动模式 （再生电能）
单元七 牵引系统装置
• ②制动斩波部分。逆变器配有两个或一个制动斩波器。外部制动电阻 器与这两个制动斩波器相连。制动斩波器与制动电阻器一起构成制动 电路。制动电路的功能是：施加电制动时，牵引电机是作为发电机运 行，它将列车动能转换为电能。如果线路能够吸收这部分能量（即未 达到电压限制的上限），这部分能量就会通过逆变器重新生成电能进 入供电网络；如果线路不能吸收这部分能量（已达到电压限制的上限 ），制动斩波器在控制单元的控制下接通。此时，制动能量在制动电 阻器中被转换为热能，以阻止电压升高到上限以上。续流二极管还能 保证在接触器分断及直流高速开关分断时不致于造成电流突然中断而 引起直流回路过压。
置。
熔断器
绝缘 框架
伸缩杆 受电靴臂
电缆
滑
块
活动
弹簧
铰链
单元七 牵引系统装置
二）、高速断路器
• 1、功能
•
高速断路器主要是对牵引逆变器与高压电路进行
隔离，同时对牵引系统进行保护。在列车牵引系统的
电路出现异常的情况下（如过电流、逆变器故障或线
路短路），高速断路器( HSCB)能够将各牵引设备从
受电弓线路上安全断开。VVVF逆变器通过高速断路器
的频率。根据异步电动机的原理，电机转矩与电机电
压和电源频率之比的平方成正比、与转差频率成正比
。同时，当转差频率为负值时，转矩为负值，产生制
动力。因此，在采用VVVF逆变器的电动车中，只要控
制压频比和转差频率即可自由地控制牵引力和再生制
单元七 牵引系统装置
• ②制动斩波部分。逆变器配有两个或一个制动斩波器。外部制动电阻 器与这两个制动斩波器相连。制动斩波器与制动电阻器一起构成制动 电路。制动电路的功能是：施加电制动时，牵引电机是作为发电机运 行，它将列车动能转换为电能。如果线路能够吸收这部分能量（即未 达到电压限制的上限），这部分能量就会通过逆变器重新生成电能进 入供电网络；如果线路不能吸收这部分能量（已达到电压限制的上限 ），制动斩波器在控制单元的控制下接通。此时，制动能量在制动电 阻器中被转换为热能，以阻止电压升高到上限以上。续流二极管还能 保证在接触器分断及直流高速开关分断时不致于造成电流突然中断而 引起直流回路过压。
置。
熔断器
绝缘 框架
伸缩杆 受电靴臂
电缆
滑
块
活动
弹簧
铰链
单元七 牵引系统装置
二）、高速断路器
• 1、功能
•
高速断路器主要是对牵引逆变器与高压电路进行
隔离，同时对牵引系统进行保护。在列车牵引系统的
电路出现异常的情况下（如过电流、逆变器故障或线
路短路），高速断路器( HSCB)能够将各牵引设备从
受电弓线路上安全断开。VVVF逆变器通过高速断路器
的频率。根据异步电动机的原理，电机转矩与电机电
压和电源频率之比的平方成正比、与转差频率成正比
。同时，当转差频率为负值时，转矩为负值，产生制
动力。因此，在采用VVVF逆变器的电动车中，只要控
制压频比和转差频率即可自由地控制牵引力和再生制
演讲城市轨道交通车辆牵引与供电系统课件
开关柜
电缆
电缆是城市轨道交通供电系统中的重 要传输介质，要求具备耐压、耐流、 低阻等特点，以保证电力传输的质量 和稳定性。
开关柜是供电系统中的配电设备，用 于控制和保护供电线路的正常运行， 包括断路器、隔离开关等设备。
04
城市轨道交通车辆牵引与供 电系统的维护与检修
Байду номын сангаас
日常维护
01
02
03
日常检查
对牵引与供电系统进行日 常巡检，检查设备外观、 紧固件和连接状态，确保 设备正常运行。
电源接入方式
2
根据城市电网的实际情况，供电电源可以采用单电源或双电
源接入方式，以提高供电的可靠性和稳定性。
电源容量
根据城市轨道交通的负荷需求，供电电源应具备足够的容量 ，以满足列车运行和车站、控制中心等设施的电力需求。
供电网络
供电制式
城市轨道交通供电系统采用的供电制式包括第三轨供电、架空接触网供电和轨道接触网供电等， 不同制式具有各自的优缺点和适用范围。
演讲城市轨道交通车辆牵引与供电系统
课件
$number {01}
目录
• 城市轨道交通车辆牵引与供电系 统概述
• 城市轨道交通车辆牵引系统 • 城市轨道交通供电系统 • 城市轨道交通车辆牵引与供电系
统的维护与检修 • 城市轨道交通车辆牵引与供电系
统的未来发展
01
城市轨道交通车辆牵引与供 电系统概述
系统定义与功能
系统工作原理
工作原理
当列车需要启动时，受电弓与接触网接触，直流电流通过接触网传输至牵引电动 机，牵引电动机旋转产生动力，推动列车前进。同时，列车内部设备所需的电力 由牵引供电设备提供。
特点
城市轨道交通列车牵引与制动系统(配实训工单)配套课件
如左图所示。
17
广州地铁车辆 牵引系统
广州地铁一、 二号线车辆与上海 地铁一号线车辆编 组基本一致，但采 用三相异步交流牵 引电动机驱动，利 用交流变压变频 (VVVF)的方式控制。
如左图所示。
任务二 牵引系统与牵引设备认知
18
任务目标
1.了解常见牵引系统特点 2.掌握交流牵引系统设备组成
一、常见牵引系统认知
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，也称为再生制动；或通过制动电阻，将机械能转化为热能。
2.牵引系统形式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直流电力牵引系统：采用直流牵引电机，对于直 流传动系统，直流变换器的主要作用为调压，输 出可调的直流电压，供给直流电机工作，产生所 需要的牵引力。
15
制动电阻结构在主电路中位置 牵引电机结构在主电路中位置
20世纪 80年代
凸轮变阻调压 直流牵引系统
二、牵引系统发展历程
16
斩波调压 直流牵引系统
交流牵引系统 优点
20世纪 90年代
充分利用黏着 减少动车比重
输入标题
电路无触点 减少维修量
变压变频 交流牵引 系统
安全平稳 节省电能
结构简单 寿命较长
城市轨道交通列车 牵引与制动系统
配套课件
目录
项目一 牵引系统概述 项目二 牵引系统设备结构原理认知 项目三 制动系统概述 项目四 制动系统设备结构原理认知 项目五 牵引与制动控制系统认知
项目一 牵引系统概述
3
• 牵引系统基础认知 任务一
• 牵引系统与牵引 设备认知
任务二
• 了解牵引系统工作原理及
如左图所示。
17
广州地铁车辆 牵引系统
广州地铁一、 二号线车辆与上海 地铁一号线车辆编 组基本一致，但采 用三相异步交流牵 引电动机驱动，利 用交流变压变频 (VVVF)的方式控制。
如左图所示。
任务二 牵引系统与牵引设备认知
18
任务目标
1.了解常见牵引系统特点 2.掌握交流牵引系统设备组成
一、常见牵引系统认知
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，也称为再生制动；或通过制动电阻，将机械能转化为热能。
2.牵引系统形式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直流电力牵引系统：采用直流牵引电机，对于直 流传动系统，直流变换器的主要作用为调压，输 出可调的直流电压，供给直流电机工作，产生所 需要的牵引力。
15
制动电阻结构在主电路中位置 牵引电机结构在主电路中位置
20世纪 80年代
凸轮变阻调压 直流牵引系统
二、牵引系统发展历程
16
斩波调压 直流牵引系统
交流牵引系统 优点
20世纪 90年代
充分利用黏着 减少动车比重
输入标题
电路无触点 减少维修量
变压变频 交流牵引 系统
安全平稳 节省电能
结构简单 寿命较长
城市轨道交通列车 牵引与制动系统
配套课件
目录
项目一 牵引系统概述 项目二 牵引系统设备结构原理认知 项目三 制动系统概述 项目四 制动系统设备结构原理认知 项目五 牵引与制动控制系统认知
项目一 牵引系统概述
3
• 牵引系统基础认知 任务一
• 牵引系统与牵引 设备认知
任务二
• 了解牵引系统工作原理及
如左图所示。
《列车牵引与制动》课件
制动系统的组成
01
02
03
制动装置
包括制动缸、制动阀、闸 瓦等，用于产生制动力。
传动装置
包括钢丝绳、链条等，用 于传递制动力。
控制装置
包括制动控制器、传感器 等，用于控制制动力的施 加和释放。
制动系统的功能
减速停车
通过施加制动，使列车减 速并在指定地点停车。
保持恒速
通过调节制动力的施加和 释放，使列车保持恒定的 速度。
感谢您的观看
THANKS
《列车牵引与制动》ppt课 件
目录
• 列车牵引系统概述 • 列车制动系统概述 • 列车牵引与制动的工作原理 • 列车牵引与制动的实际应用 • 列车牵引与制动的发展趋势
01
列车牵引系统概述
牵引系统的组成
01
02
03
04
受电弓
负责从接触网受流，为列车提 供电力。
牵引电动机
将电能转换为机械能，驱动列 车前进。
防止溜车
在较陡的下坡路面，通过 制动使列车保持稳定的车 速。
制动系统的分类
机械制动
利用机械摩擦力产生制动力。
液压制动
利用液体压力产生制动力。
电气制动
利用电磁力产生制动力。
03
列车牵引与制动的工作原理
牵引的工作原理
电机驱动
列车牵引系统通过电机驱动，将 电能转化为机械能，使列车前进
。
粘着利用
牵引电机通过齿轮或联轴器与车轮 相连接，利用车轮与轨道之间的粘 着力来传递牵引力。
车的安全和经济运输。
05
列车牵引与制动的发展趋势
智能化发展
列车自动驾驶技术
利用先进的传感器、控制算法和通信技术，实现列车的自动控制和自动驾驶， 提高列车运行的安全性和效率。
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自然风冷却制动电阻
• 制动电阻采用对流冷却，无须强制风冷， 即自然风冷制动电阻。不同的厂家生产的 产品可能不尽相同，有的冷却空气从底部 进入制动电阻箱并从带孔侧墙排出，有的 冷却空气从侧面进入，从底部排出。
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自然风冷却制动电阻
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强迫风冷制动电阻
三北列车牵引系统讲稿
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一、概述
• 牵引系统是列车驱动系统的组成部分，主 要目的是把线网上的直流电流逆变成一个 带有可变振幅和频率的三相电流，为牵引 电动机运行提供合适的能量。
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• 另一个功能：电制动 一、再生制动 二、电阻制动
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• 再生制动是在制动时把车辆的动能转化电能馈送电网或 储存起来，而不是变成无用的热。其工作原理是：制动 时电动机的工作方式从原来的受电转动转变为轮对带动 电动机转动而发电，此时等效于发电机使用，把车辆的 动能转成电能储起来或透过电网馈送出去，再生循环使 用。
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VVVF组成及介绍
• 牵引逆变器将1500V直流电压转换频率和电压 均可调的三相交流电压（针对不同的速度和力 矩，频率和振幅可变），为牵引电机供电。
• 牵引逆变器采用PWM脉宽调制模式，早期地 铁列车VVVF的功率元件是GTO，近年来，随 着IGBT技术的不断发展，目前VVVF的功率 元件已经普遍采用IGBT元件。牵引逆变器采 用模块化设计。
制动档（FB）（紧急制动）。 • 牵引/制动控制器配有弹簧回复机构，司机一旦在驱动或制动范围
内松开控制杆（1），该机构会立即使控制杆（1）返回到中间档 位（N）。此外牵引/制动控制器还带有一个警惕机构，按下控制 杆（1）的手柄即可操作该机构。
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受流系统
• 目前受流系统主要有两种方式分别为受电 弓和集电靴。
• 受电弓从接触网采集1500V电压，供给 车辆牵引系统和辅助系统。一般在安装受 电弓位置都安装有避雷器，防止车辆遭受 雷击。在正常运行模式下受电弓受激活端 的司机室控制。
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受电弓
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高速断路器HSCB
• HSCB 是一个直流（DC）断路器，双向 电磁控制，采用自然冷却。发生过电流 （短路、过载或故障）后，HSCB能够 迅速做出反应，它适合保护直流设备。
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司机控制器
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• 主控制器（（1）由控制杆（1）在83.2 °的角度内手动操作。 • 整个位移被细分为以下几部分： • 控制杆处于垂直位置 - 中间档位（N）（自动驱动）。 • 控制杆（1）正向偏离惰行档位约10 °– 最低驱动（Dmin）。 • 控制杆（1）正向偏离最低驱动档位（Dmin）约31.6 ° = 持续提
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牵引电机
• 地铁牵引系统主要采用交流传动系统，地铁列 车交流牵引电机有旋转电机和直线电机两种 ， 目前一至三号线牵引系统采用旋转电机，四、 五号线采用直线电机。
• 目前旋转电机主要采用鼠龙三相异步电机。
• 电机的冷却由安装在非驱动端的内部风扇实现。
• 绝缘等级 200级
• 部分电机安装有温度传感器
• 司机控制器 • 受流系统 • 高速断路器 • 线路滤波模块 • 制动电阻 • 牵引电机 • 牵引逆变功率模块
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司机控制器
• 司机控制器是用来操纵地铁车辆运行的主 令控制器，是利用控制电路的低压电器间 接控制主电路的电气设备。也适用于其它 内燃机车、电力机车、动车组、城市轻轨 等，用来控制机车（或动车等）的运用工 况和行车速度。
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制动电阻
• 在电制动过程中，VVVF逆变器能将列车 上减速时产生的能量回馈给供电网，条件 是供电系统能够吸收这种能量。如果在电 制动过程中由牵引电机产生的电能不能馈 入供电系统（在这种模式下，牵引电机被 用作发电机），电流则被馈入制动电阻并 被转化为热能。 按冷却方式不同分为自 然风冷却制动电阻和强迫风冷制动电阻。
• 再生制动产生的能量不断的增加，把电网的电压抬高， 当超出一定的范围时，为了保证设备的正常使用就必须 要进行强制降压，因此就出现了利用电阻来消耗过多的 能量。这种方式就称之为电阻制动。
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再生制动
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电阻制动
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二、主电路
•
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三、牵引系统的组成
高牵引力，直至达到最高驱动档位（Dmax）。 • 控制杆（1）反向偏离惰行档位约10 ° – 最低制动（Bmin）。 • 控制杆（1）反向偏离最低制动档位（Bmin）约25 ° = 持续提高
制动力，直至达到最大常用制动档位（MB）。 • 控制杆（1）反向完全偏离惰行档位约41.6 ° – 有缺口位置的完全
• 制动电阻冷却采用强迫风冷，与自然风冷 制动电阻相比，体积较小重量较轻。虽然 强迫风冷风扇电机需要消耗电能，相比于 自然风冷增加重量引起的能耗增加，风扇 电机能耗较少。
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强迫风冷制动电阻
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制动电阻参数
• 额定电压 : DC 1800 V • 最大工作电压 : DC 2200 V • 常温阻值：2 x 1,96Ω • 运行时的阻值：2 x 2,90 Ω
总重....................................................... 37 kg • 额定工作电流........................................ 560 A • 电流设置................................................ 1,800 A • 电流设置范围................................ 1,200 kA-2,400 kA • 线圈电压............................................... DC 110 V • 电弧峰值电压........................................ DC 4 kV • 开断时间................................................. 40 ms