城市轨道交通车辆第八章 电力传动与控制系统
城市轨道车辆电力传动系统及其控制的发展
城市轨道车辆电力传动系统及其控制的发展摘要：结合当前对于城市轨道车辆电力传动系统的分析以及对其的控制管理判断，我们在现有的技术手段下，可以依托于先进的交流传动系统操作模式、电力电子技术、微电子技术以及异步电机控制基础理论之间相互综合，保证车辆轨道车辆传输操作的稳定实现。
为此本文综合当前城市轨道车辆电力传动系统的操作模式以及实际的工作特征，对其控制操作发展进行了系统的分析和综合的判断，以求进一步加快技术升级和技术分析，确保城市轨道车辆的稳定运行。
关键词：城轨车辆；动力传动；交流传动引言：城市轨道交通的发展早期是地面有轨电车，随着时代的发展，轨道交通车辆逐渐进入地下。
为满足现代社会的发展需求，为适应大客流的实际情况，在二十世纪八十年代后期，逐渐的开始使用DC1500V的供电方式，由此观之现行的电网制式结构也是在城市发展的基础上所实现的。
在当前的发展模式下，电力电子装置的不断成熟，全控型电力电子器件以及功能较强的微处理器芯片的高效开发使用，本身实现了少维护、结构简单以及高效操作的交流异步牵引电动机的发展以及控制操作不断地完善，不仅促进了技术的升级，也为当前的技术改革升级奠定了基础。
一、城市轨道车辆电力传动系统的控制方法在早期发展的过程中，所使用的直流牵引电动机之中所使用的直流传动系统，都是依托于模拟电路所实现的开环或是闭环的调压调速的控制操作，其本身的控制相对较为简约也便于实现推进。
在当前的技术操作模式下，随着微电子技术的改革创新发展，即便直流传动的车辆出现了明显的斩波调压增速，也是通过计算机的合理化控制所实现的。
而在现有的操作模式下，通过异步牵引电动机的交流传动系统，就需要依托于计算机控制技术进行实现。
在现有交流异步电机的控制理论的拓展背景下，通过微机芯片以及数字信号处理器的开发利用，交流传统系统的控制方法，也逐渐的从原有的稳态标准控制操作发展逐渐的转变成为复杂的瞬态矢量控制操作。
1、滑差频率控制方式在早期的发展中，通过电流型或是电压型逆变器供电异步牵引电机的交流传动系统，都是使用滑差频率控制操作的方式方法，有效的实现调速优化。
城市轨道交通概论习题参考答案
城市轨道交通概论习题参考答案参考答案第一篇绪论(一、二章：1—46页)关键词：早期交通交通革命（发展）类型与形式1：举例说明交通对于人类文明前进的作用。
自由发挥，参考P32：为什么船的出现早于车？P3：第一节第一段3：为什么要用轨道来运送重物？P5：第二段+轨道运输的优势4：第一次人类交通革命的内容是什么？P6-7：蒸汽机在交通领域中的应用5：第二次人类交通革命的内容是什么？P11-12：内燃机、电动机的应用6：轨道交通的螺旋始发展说明了什么？P12-147：试述我国的城市轨道交通发展现状。
P16-178：轨道交通的主要形式有哪几种“缆车、市郊铁路、地铁、轻轨、独轨、有轨电车、自动导轨、磁浮列车”9:地铁、轻轨、有轨电车最主要的区别？P2510：城市缆车有哪几种？各有什么特征？P26-2711：独轨交通系统有哪些特点？P3112：城市快速运输系统包括哪些内容？各有什么特点？P34-3513：城际高速铁路能否成为城市轨道交通的一部分？为什么？能;P46最后一段14：我国铁路第六次大提速有什么重大意义？P4615：你乘坐过什么样的交通工具？哪些是属于轨道交通？谈谈乘坐这些交通工具及其环境的体会。
自由发挥（参考第8题、第17题）16：城市轨道交通的主要形式及其特点是什么？①“缆车、市郊铁路、地铁、轻轨、独轨、有轨电车、自动导轨、磁浮列车”②“采用列车编组化运行，运量大；良好的线路条件与控制体系，速度快；电力牵引，污染少、环保好；可采用地下和高架敷设方式，占地面积小；全隔离的路权方式，安全和可靠性强；良好的环控体系和候车环境，乘车舒适性佳。
建没投资大、路网结构不易调整、运营成本高、技术条件要求高等缺点。
”17：与其他交通方式相比，轨道交通具有什么优缺点？人们在长期使用中发现轨道交通有不可替代的优越性。
优点：环保，安全可靠，高速，可与飞机相比，运输量高，能源消耗少（p13）能耗方面：旅客运输——铁路为1；公共汽车为1.4；小汽车为7.5；飞机为6.9货物运输——铁路为1；内河水运为1.6；载重汽车为9.6能源方面：轨道交通车辆采用煤、核能产生的二次能源—电力，而非一定使用石油制品。
城市轨道交通电力牵引系统
第二节 直流电力牵引系统
2、调节励磁磁通 采取匝数短路法和分路电流法可以减小
牵引电动机励磁电流从而减小主极磁通， 以实现对转速的调节。
第三节 交流电力牵引系统
一、交流电机 （一）、三相异步电动机基本结构 （二）、三相异步电动机基本工作原理 （三）、三相异步电动机的机械特性
第一节 概述
第二节 直流电力牵引系统
一、直流电机 （一）、直流电机的组成 （二）、直流电机的工作原理 （三）、直流电机的励磁方式 （四）、直流串励电动机的机械特性
第二节 直流电力牵引系统
请按右图纠 正教材P185 图8-8 中的 错误
第二节 直流电力牵引系统
第二节 直流电力牵引系统
二、直流牵引调速系统 直流牵引调速系统按电源性质分为： 直-直流牵引系统（教材P183图8-2） 交-直流牵引系统（教材P187图8-11）
城市轨道交通
电力牵引系统
第八章 城市轨道交通电力牵引系统
第一节 概述 第二节 直流电力牵引系统 第三节 交流电力牵引系统 第四节 城市轨道车辆用直流感应电机
第一节 概述
一、轨道车辆电力牵引发展简介 电力牵引是一种以电能为动力牵引车辆前
进的牵引方式。 轨道车辆通过受流器从架空接触网或第三
轨（输电轨）接收电能，通过车载的变流装 置给安装在转向架上的牵引电机供电，牵引 电机将电能转变成机械能，机械能通过齿轮 传给轮对，驱动轮对在轨道上运动带动车辆 前进。
第四节 城市轨道交通用直线感应电机
一、直线感应电机的基本原理 将三相感应电动机的定子和转子沿径向
剖开后摊开成直线，原来转子的旋转运动 就转变称为直线运动。
项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成课件
日常维护保养
日常检查
对电气控制系统的各个部件进行外观检查，确 保没有明显的破损或异常。
清洁保养
定期对电气控制系统进行清洁，清除灰尘和杂 物，保持其良好的工作状态。
紧固件检查
检查并紧固所有电气连接器和端子排的紧固件， 确保连接牢固可靠。
故障处理与维修
故障诊断
通过观察、听诊、触诊 等方法，结合电气控制 系统的原理图和实际运 行情况，快速准确地判 断故障部位和原因。
控制系 统
控制系统是城市轨道交通车辆电气控制系统的“大脑”，负责协调和监 控车辆各部分的工作。
控制系统主要由控制电路、控制设备和安全监控设备组成，控制电路负 责传输控制指令，控制设备负责执行指令并控制各部分的工作，安全监
控设备则负责对车辆的运行状态进行实时监控。
控制系统的智能化程度和稳定性直接影响到城市轨道交通车辆的运行效 率和安全性。
03
城市轨道交通车辆电气控制 系统的功能与原理
牵引与制动控制
总结词
牵引与制动控制是城市轨道交通车辆电气控制系统的核心功能，用于实现列车 的启动、加速、减速和制动。
详细描述
牵引控制通过调节牵引电机的工作状态，使列车在轨道上正常运行。制动控制 则通过调节制动装置的工作状态，使列车在需要停车时能够快速减速并停稳。
THANKS
项目一城市轨道交通车辆电气控制系统
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构成课件
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目
• 城市轨道交通车辆电气控制系统 • 城市轨道交通车辆电气控制系统 • 城市轨道交通车辆电气控制系统
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• 城市轨道交通车辆电气控制系统 • 城市轨道交通车辆电气控制系统
01
城市轨道交车辆电气控制 系统概述
定义与特点
城市轨道车辆电力传动系统及其控制的发展
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电力机车技术・ !""# 年第 $ 期
旋转矢量控制那样要进行复杂的坐标转换计算，而直接 在定子坐标系中计算定子磁链与电机转矩，并极其方便 的实现磁链与转矩的闭环控制，获得高动态响应调速性 能。 在广州地铁一号线由德国进口的交流传动车辆上主 传动系统由 &B):C8D 公司负责开发 ，主 电 路 也 是 二 点 式
< 电力传动系统的发展
城市轨道交通车辆的电力传动系统，从其采用的驱 动的电动机看， 可分为直流传动与交流传动。 直流牵引电 动机结构复杂（ 主要换向器） 但其控制原理简单； 而交流 异步电动机结构简单， 但要实现广范围、 高性能的调速控
收稿日期： 5;;<O;@O5A 作者简介： 陶生桂， 男， 教授， 博士生导师， @< 岁， <C@8 年毕业于上海交通大学电力机车专业， <CB< 年获上海铁道大学铁道牵引电气化与自动化 从事变流技术与电气传动研究， 现任同济大学电气工程系交流传动技术研究室主任。 专业硕士学位， <CB@ 年 Y<CBC 年留学联邦德国，
2C，29，2; —逆 变 器 主 管 开 关 状 态 ； !#"C， !#"9， !#"; —定 子 磁 链 分 量
实际值； !#G—定子磁链给定值；H8—转子转速对应的频率； IG， I?—转矩 给定值与实际值； H0J， H0?—开关频率给定值与实际值； KB—中间回路直流 电压； ?C， ?;—异步电动机两相电流值。
>? < A;; 3 供电方式。可见电网制式也是随城市发展而
发展的。 同时随着科技进步， 尤其电力电子装置的技术发展， 以及全控型电力电子器件与功能强的微处理器芯片成功 的开发应用， 加之少维护、 结构简单又坚实牢固的交流异 步牵引电动机的发展及其控制理论的不断完善， 5; 世纪 在国外采用异步牵引电机的交流传动 C; 年代的中后期， 已取代了直流牵引电动机的直流传动。我国也将要在近 几年中实现由直流传动向交流传动转化的历史任务。
城市轨道交通车辆-第章-电力牵引传动系统课件 (一)
城市轨道交通车辆-第章-电力牵引传动系统课件 (一)城市轨道交通车辆是现代城市交通中非常重要的一部分，而他们的电力牵引传动系统就是其运行的核心和动力。
本文将详细介绍城市轨道交通车辆的电力牵引传动系统。
一、电力牵引传动系统的组成电力牵引传动系统由三个组成部分构成：牵引变流器、牵引电机和制动电阻。
1.牵引变流器：牵引变流器是电力牵引的核心和决定因素，它可以将直流电转化为交流电。
牵引变流器能够控制电机的转速和力矩，以达到牵引车辆的目的。
2.牵引电机：城市轨道交通车辆的牵引电机是三相异步电动机或同步电动机。
牵引电机可以将电能转化为机械能，从而提供动力以驱动轨道车辆。
3.制动电阻：制动电阻是在车辆紧急制动时提供制动力的电阻元件。
当电机接通制动电阻电路时，电机旋转速度要逐渐降低，从而达到制动效果。
二、电力牵引传动系统的分类根据使用条件和使用要求的不同，电力牵引传动系统可以分为直流电力牵引传动系统和交流电力牵引传动系统两种类型。
1.直流电力牵引传动系统：直流电力牵引传动系统具有简单、可靠、成熟的技术，对牵引电机的故障诊断和控制较为方便。
同时，直流电力牵引传动系统还具有调速范围大，可靠性高的特点。
2.交流电力牵引传动系统：交流电力牵引传动系统采用AC电机，可以在不同速度下提供更高的牵引力和效率。
此外，交流电力牵引传动系统可以通过能量回馈来降低整车的能耗。
三、电力牵引传动系统的优缺点1.优点电力牵引传动系统具有牵引力大、加速度快、稳定性高和运行平稳等特点。
同时，电力牵引传动系统能够提供更为舒适的乘坐环境，降低噪声和振动。
另外，电力牵引传动系统还能够节能环保，大大减少空气污染和噪声污染。
2.缺点电力牵引传动系统的成本较高，维护和保养也比较复杂。
同时，由于其本身的构造和性能，电力牵引传动系统的动力响应有些慢，无法满足部分应急情况下的需要。
总之，电力牵引传动系统是城市轨道交通车辆运行的核心，也是现代城市交通发展的重要标志之一。
电力牵引传动控制系统
电力牵引传动控制系统：核心技术与应用优势一、电力牵引传动控制系统概述电力牵引传动控制系统，作为现代轨道交通领域的关键技术，以其高效、环保、低噪音等优势，逐渐成为我国铁路、城市轨道交通等领域的主流驱动方式。
该系统主要包括电力变换、电机控制、传动装置及监控系统等部分，通过先进的控制策略，实现列车牵引与制动的高效运行。
二、电力牵引传动控制系统的核心技术1. 电力变换技术电力变换技术是电力牵引传动控制系统的核心，主要包括整流、逆变和滤波等环节。
通过对输入的电能进行高效转换，为电机提供稳定、可靠的电源供应，确保列车在各种工况下都能实现优异的牵引性能。
2. 电机控制技术电机控制技术主要针对牵引电机进行精确控制，包括速度、转矩和位置控制等。
采用矢量控制、直接转矩控制等先进控制策略，实现电机的高效、稳定运行，降低能耗，提高列车运行品质。
3. 传动装置技术传动装置技术主要包括齿轮箱、联轴器等部件，将电机输出的动力传递到车轮，实现列车的牵引和制动。
通过优化传动装置的设计，降低噪音、提高传动效率，确保列车运行的安全性和舒适性。
4. 监控系统技术监控系统技术负责对整个电力牵引传动控制系统进行实时监控，包括故障诊断、保护、数据处理等功能。
通过集成化、智能化的监控手段，提高系统的可靠性和运行稳定性。
三、电力牵引传动控制系统的应用优势1. 节能环保电力牵引传动控制系统采用电能作为动力来源，相较于传统燃油驱动方式，具有显著的节能环保优势。
同时，系统的高效运行有助于降低能源消耗，减少污染物排放。
2. 运行速度快电力牵引传动控制系统具有较高的功率密度，能够实现列车的快速启动、加速和制动，提高运行速度，缩短运行时间。
3. 维护成本低相较于传统传动系统，电力牵引传动控制系统结构简单，故障率低，维护方便。
通过智能化监控手段，可实现故障预警和远程诊断，降低维护成本。
4. 噪音低、舒适性高电力牵引传动控制系统采用交流电机驱动，相较于直流电机，噪音更低，振动更小，提高了乘客的舒适度。
城轨车辆电力牵引交流传动控制系统的分析及故障排除设计
城轨车辆电力牵引交流传动控制系统的分析及故障排除设计城轨车辆电力牵引交流传动控制系统是城市轨道交通中重要的部件之一，负责车辆的电力牵引和传动。
它通过对电机的控制来实现车辆的启动、停止、变速等功能。
本文将对城轨车辆电力牵引交流传动控制系统进行分析，并提出故障排除的设计。
城轨车辆电力牵引交流传动控制系统主要由电机、逆变器、牵引变压器、牵引变流器、车辆控制器等组成。
电机是系统的关键部件，通过传动装置将电能转化为力，推动车辆运动。
逆变器将直流电转换为交流电，为电机提供电能。
牵引变压器将高压电网的电能变成适合牵引电机使用的低压电能。
牵引变流器可以改变电机的转速，实现车辆的变速。
车辆控制器负责对整个系统进行控制和监测。
在进行故障排除设计之前，首先需要对城轨车辆电力牵引交流传动控制系统进行分析。
通过系统的故障诊断，可以确定故障出现的位置和原因。
常见的故障包括电机故障、逆变器故障、牵引变压器故障、牵引变流器故障、车辆控制器故障等。
通过对各个部件的故障诊断，可以准确定位故障源，为故障排除提供指导。
在进行故障排除设计时，首先需要确定故障的具体原因。
例如，如果是电机故障，可以通过检查电机的绝缘状况、转子的转动情况、电机的热保护等方式进行排查。
如果是逆变器故障，可以通过检查逆变器的输入电流、输出电压、控制信号等方式进行排查。
如果是牵引变压器故障，可以通过检查变压器的绝缘状况、温度状态等方式进行排查。
如果是牵引变流器故障，可以通过检查变流器的电流、电压、温度等方式进行排查。
如果是车辆控制器故障，可以通过检查控制器的输入信号、输出信号、控制逻辑等方式进行排查。
在故障排除设计中，需要精确地确定故障的原因，并采取相应的措施进行修复。
例如，如果是电机故障，可以进行绝缘处理、更换电机、调整电机的参数等方式进行修复。
如果是逆变器故障，可以更换逆变器、调整逆变器的参数等方式进行修复。
如果是牵引变压器故障，可以更换变压器、调整变压器的参数等方式进行修复。
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电力传动与控制系统
第一节
概
述
一、城轨车辆电力传动系统的特点与发展
二、城轨车辆电力传动系统的分类
1. 滑差频二节
直流调阻车辆的传动与控制
1. BJ-4 型（DK16型）车辆传动系统的组成及功能
2. BJ-4 型（DK16型）车辆电力传动系统主回路原理
第三节
直流斩波车辆的传动与控制
1. BJ-6 型车辆主回路组成结构和工作原理
第三节
直流斩波车辆的传动与控制
2. 上海地铁一号线直流车辆传动与控制
第四节
交流调压变频车辆的传动与控制
上海地铁二号线、广州地铁、深圳地铁、南京地铁和武 汉轻轨等城轨车辆电力传动系统都已经采用了调压变频控制
方式。
下图是广州地铁二号线车辆三车单元牵引系统。从图上 可知，列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，主要 分成三路
第四节
交流调压变频车辆的传动与控制