城市轨道交通车辆电气控制系统构成
城市轨道交通的强弱电系统-四电工程
城市轨道交通的强弱电系统-四电工程城市轨道交通是一种高效、快速、安全、舒适的现代化交通工具。
为了保证城市轨道交通系统的正常运行，以及为满足未来城市轨道交通网络的扩张和发展，需要进行全面、可靠、安全的强弱电系统设计。
在轨道交通领域中最常用到的又被称为“四电工程”的强弱电系统设计。
下面将从四个方面详细介绍城市轨道交通的强弱电系统-四电工程。
一、供电系统1.供电系统的基本构成城市轨道交通供电系统由电源、送电线路、接触网、变电站、开关站、牵引变压器、道床电气设备等多个部分组成。
2.供电系统的工作原理和特点供电系统是城市轨道交通系统的核心部分，提供高电压直流（或交流）电力来驱动列车行驶。
主要特点是：变压器在交流传输过程中具有较小的电流损耗，能够满足长距离供电要求；交流供电系统具有较好的适应性，可适用于多种场合；直流供电具有升级改造方便等优点。
二、信号与通信系统1.信号与通信系统的基本构成城市轨道交通信号与通信系统主要由列车信号设备、道岔控制、信号机和通讯设备等多个部分组成。
2.信号与通信系统的工作原理和特点信号与通信系统是城市轨道交通系统的另一个关键部分，主要用于列车行驶控制和通讯。
它具有安全性高、精度高、灵活性好、实时性高等特点。
常见的信号方式有区段信号、换位信号、跟踪信号等多种方式。
三、控制系统1.控制系统的基本构成城市轨道交通控制系统包括车辆控制、列车队列控制、信号控制和中央监控等多个部分。
2.控制系统的工作原理和特点控制系统用于对车辆进行运行管理和列车流量智能控制。
它具有灵活性强、反应快捷、控制准确等特点。
控制系统的设计案采用了遥控技术，在现代化设备的基础上，更是加强了机动性和智能化程度，实现了全自动化组织和调度。
四、车辆牵引安全系统1.车辆牵引安全系统的基本构成城市轨道交通车辆牵引安全系统包括牵引变流器、牵引电机、制动系统、速度监控系统等多个部分。
2.车辆牵引安全系统的工作原理和特点车辆牵引安全系统是城市轨道交通系统中最关键的部分，主要用于控制列车的牵引和制动。
城市轨道交通供电系统的组成与各部分功能
• 城市轨道交通供电系统一般包括外部电源、主变电站、牵 引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。
• 牵引供电系统包括牵引变电所、牵引网。 • 动力照明供电系统包括降压变电所、动力照明配电系统。
三、城市轨道交通供电的负荷分类
城市轨道交通系统是一个重要的用电负 荷，按规定定为一类负荷，即由两路电 源供电，当一路电源发生故障中断供电 时，另一路应能保证轨道交通重要负荷 的全部用电需求。 • 城市轨道交通系统中牵引用电负荷为一 级负荷
七、直流牵引供电
• • • •
接触网（轨）： 馈电线： 回流线：从钢轨返回牵引变电所的导线。 电分段：为了便于检修和缩小事故范围、 将接触网分成若干段。 • 轨道：利用走行轨作为牵引电流回流的电 路
2.牵引变电所的设计原则
• 正线任一个牵引变电所故障时，其相邻牵引变电所应采取 越区供电方式，担负其该区段的全部牵引负荷。此负荷应 满足远期高峰小时负荷。
•
3.
五,中压环网供电系统
城市轨道交通中压交流环网系统供电系统的形式:
1. 牵引供电和动力照明系统采取相对独立的供电网络,电压等级可以相同 也可以不同.(上海地铁采取本方式供电,且动力照明供电网全线各站采 取10KV电网供电,即各站都有一个10KV配电所.而牵引供电采取 33KV(或35KV)电压进行供电.即各牵引变电所都是一个35KV变电所.
• 牵引变电所的数量及其在线路上的位置，应满足在事故情 况下越区或单边供电时接触网的电压水平。（对于1500V 直流系统：DC1000V~1800V) • 在任何运行方式下，接触网最高电压不得高于最高电压， 高峰小时负荷时，全线任一点的电压不得低于最低值。
牵引系统的供电方式
• 单边供电：城市轨道交通接触网在每个牵引变电所附近由 电分段进行电气隔离，分成两个供电分区，每个供电分区 称为一个供电臂。如果列车只从所在供电臂的一个牵引变 电所获得电能，这种供电方式称为单边供电。 • 双边供电：如果一个供电臂同时从相邻两个牵引变电所获 得电能则称为双边供电。 • 一般设计只在车辆段内采取单边供电，正线均采用双边供 电方式。
城市轨道交通概论-3.4-车辆电气系统-课件
第三部分
列车辅助供电系统
第9页
“ 主要为除牵引系统以外的列车其他辅
助设备提供电源。
”
• 辅助设备
第 10 页
客室空调 照明 广播 通风冷却 空压机
• 辅助逆变器
空调机
第 11 页
压缩机
通风机
客室照明
• 蓄电池组
第 12
由几十只单体组成的一组电 池组，组成DC110V电源
3.4 车辆电气系统
目录
CONTENT
1 列车牵引系统
2 列车控制系统
3 列车辅助供电系统
第2页
第一部分
列车牵引系统
第3页
“ 电气牵引系统的正常与否将直接影响乘客乘 坐的安全性、舒适性以及整列车的功能。 ”
列车牵引系统
列车牵引系统作用
使列车在任何情况下都能获得 合适的牵引力或制动力。
第4页
列车牵引系统特点
是电传动车辆上的高电压、大 电流、大动率的动力电路
• 列车牵引系统主要电气设备
受流装置
常见的是接触网受电和第三轨受电
牵引电机
目前最常用的是三相交流异步电机
第5页
01 02
关键词
关键词
04 03
关键词
关键词
高速断路器
接通和分断车辆的高压电路
变流设备
为牵引电机提供合适的电源
第二部分
列车控制系统
第6页
“城市轨道交通车辆及其主要系统都采
用微机控制系统进行自动控制
”
• 组成
主电路控制
01
空调控制 车门控制 02
列车照明控制
03
01 02
城市轨道交通车辆电气控制系统构成ppt课件
动车转向架侧面都有受流器，直接搭在三轨上边，中 间扁六边形，就是与三轨接触的铜滑块。
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任务二 城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能
一、主电路电器
（一）受电弓
2. 受电弓的结构组成
• 安装位置： 车体几何中心点最近的车顶上部。
• 工作方式：
当受电弓升起时，弓与网接触滑行，
从接触网受取电流，通过车顶母线传送 到车辆内部。
网压DCl500V，4M2T编组。
最小/大工作高度/mm 最大升起高度/mm
碳滑板长度/mm
弓头宽度/mm
升/降弓时间/s
绝缘性能
机械寿命 受电弓总重（绝缘子除外）/kg
DCl500 DCl000～1800
DCl050
DCl600
DC460 120±10 100~140 不大于10 不大于15
≤90 额定550，最小/300，最大800
① 熟悉城市轨道交通车辆电气控制原理； ② 掌握城市轨道交通车辆电气控制系统的组成； ③ 会进行城市轨道车辆受力分析和列车运行工况分析； ④ 会分析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 掌握城市轨道交通车辆主要电器的结构原理。
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任务二 城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能
• 定义：牵引电器 • 特点：工作环境和条件恶劣
电器外形箱状
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任务二 城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能 一、主电路电器
受电弓
高速断路器
主接触器
线路滤波器
制动电阻器
平波电抗器
浪涌吸收器
接地装置 29
任务二 城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能
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。
项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成
项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成描述城市轨道交通车辆电气控制系统的构成
城市轨道交通车辆电气控制系统是城市轨道交通的核心设备之一，主要控制交通车辆的运行。
其主要构成有以下几个部分：
一、交流电气装置
交流电气装置是指为车辆发动机或动力轮提供交流电源的电气设备，主要包括变流器、变频器、变换器、调速器以及传动控制器等。
变流器的作用是将高压交流电放大为车辆驱动需要的直流电流，其中变频器及变换器的作用在于控制车辆的运行速度；调速器的功能是控制电机的转速，以达到需要的运行速度；传动控制器的作用在于精确控制交通车辆的行驶方向及运行速度。
二、直流电气装置
直流电气装置主要用于提供车辆各部件的直流电源，其中包括直流变频器、双极换流器和磁控换流器。
直流变频器的作用是控制车辆的运行速度；双极换流器常用于启动和控制电动机，能实现连续变速；而磁控换流器则通常用于恒流恒压调节和保护，能够提高电路的可靠性。
三、端子插座。
城市轨道交通车辆技术《车辆电气系统构成》
一、车辆电路系统构成城市轨道交通车辆电气系统由牵引系统〔动力系统〕、辅助系统和控制系统等三局部，牵引动力系统属于高压电路，一般为1500V或750V直流供电，辅助系统一般由三相380伏交流电路构成，而控制系统电压通常为110V及以下直流电压，因此，车辆电路系统按其功能及电压上下，可分为高压牵引电路〔主电路〕、辅助电路、控制电路等三局部。
厂家在设计时，通常又对其进行功能细分，如SZP1列车的电路系统按功能级别被分为主电路、牵引制动控制、辅助、监控信息、照明、空调、附属设备、车门控制、车钩电路等9个局部。
1.车辆电气设备配置图1-1 3车单元牵引设备布置根据运量需要，地铁车辆通常采用3辆、4辆、5辆、6辆等几种编组方式。
SZP1列车采用6辆编组，由2组相同的3车单元连挂在一起构成。
图1-1是SZP1列车牵引设备布置简图，除受电弓和避雷器外，所有的车辆高压、牵引和辅助设备分布在车辆底部，大局部牵引设备位于B车和C车车下的两个逆变器箱中，其中，PH箱(牵引和高压)安装在B车，PA 箱(牵引和辅助系统)安装在C车。
SZP1列车采用直流1500伏架空接触网供电，每个3车单元设一台受电弓，受电弓位于B车II端顶部，由接触网送来的直流1500V高压电流经受电弓直接进入PH箱。
PH 箱由高压系统和MCM〔电机逆变器〕组成，高压系统包括线路断路器、隔离接地开关、带接触器的车间电源插座、熔断器和去耦二极管等高压设备。
MCM由三相逆变器、控制板和保护元件等设备组成。
位于C车的PA箱主要由一个MCM和一个ACM〔辅助逆变器〕组成，此外还包括充电电路、EMI 电容器、三相辅助滤波器、辅助变压器〔三相电压〕等。
BCM〔蓄电池充电机〕和蓄电池位于A车，负责向全列车提供直流110V控制电压。
2.电路系统构成由2动1拖组成的3车单元的车辆电路原理图如图1-2所示。
图中，车辆通过受电弓〔Q1〕从接触网取得1500V直流电源。
F1是避雷器，负责对车辆进行网侧过电压保护。
项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成素材
项目一城市轨道交通车辆电气控制系统构成素材
清晰，覆盖题目相关内容
一城市轨道交通车辆电气控制系统构成
作为一种交通工具，城市轨道交通系统拥有既快捷又安全的特性，使人们能够轻松的到达目的地。
为了使它能够安全、高效的运行，它的电气控制系统也就显得非常重要。
在这里，我们就来讨论一下城市轨道交通车辆电气控制系统的构成。
一城市轨道交通车辆电气控制系统的主要由以下部分组成：
一、车辆载体系统：这一部分是电气控制系统的基础，主要由车体架构、轮对、轴箱、车轴及其紧固件组成。
它起到了承载轨道交通车辆的重要作用，是车辆安全运行的基础，为后续部分提供了必要的支撑。
二、动力系统：由极力系统、发电机、变流装置、轮毂及车轮组成，主要用于产生轨道交通车辆所需的能量，使车辆能够按计划进行运行。
三、操纵系统：由操纵机构、停车制动装置、车辆控制单元、车门控制和司机室控制装置组成，主要用于控制和管理轨道交通车辆的方向、位置和速度，以及实现随机制动及停车等功能。
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第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
3. 直流牵引电动机的功率利用 从牵引供电的角度不希望机车的牵引功率在整个列车运行过程中有大幅度的变 化，过多的功率波动将造成供电设备容量和接触网导线截面增加等问题。
城市轨道交通牵引供电系统主要是指牵引变电 所和直流牵引网两部分，如图1-1所示。
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系统，如图1-2所示为城市轨道交通车 辆电气控制系统的组成框图。
第1章 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
1．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 客运的交通系统。 2．城市轨道交通的定义为：通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运 量公共交通的总称。 3．城市轨道交通车辆电气包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。 4．城市轨道交通车辆电气控制系统包括牵引传动系统、辅助供电系统、牵引/ 制动控制系统、车门系统、空调系统和列车微机控制系统等。
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
2. 高压电器单元 高压电器单元是将受流器从接触线路采集的电能引入车内，为牵引设备和其他 设施提供动力并进行高压系统的控制、检测和保护。高压电器单元主要包括主 断路器、避雷器、接地开关和检测保护装置等。
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
3. 牵引变压器 牵引变压器的作用主要是将电网电压转换成适当的电压供列车牵引系统和其他电气 系统使用；另外牵引变压器还可以将列车电气系统与接触网相隔离，并提供滤波、 保护等手段，为列车提供安全、可靠、高质量的电源。
图2-7（a）表示转速差异在两台并励式电动机之间引起的负载分配不均； 图 2-7（b）表示同样的转速差异在两台串励式电动机之间引起的负载分配不均。
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
2. 电压波动对牵引电动机工作的影响 接触网电压经常会发生波动，如当电力机车运行经过两个牵引变电所供电的交 界处时，供电电压就会突然变化。这种变化进行得很快，而列车的速度还来不 及改变，就可能产生大的电流冲击和牵引力冲击。
2.1 车辆电气牵引系统 城市轨道交通车辆中采用电动机驱动的电气传动部分称为车辆牵引传动系统， 它以牵引电动机为控制对象，通过开环或闭环控制系统对电动机所产生的牵引 力和速度进行调节，以满足车辆牵引和制动特性的要求，从而实现对车辆的运 行控制。
2.1.1 车辆牵引系统的主要设备 车辆牵引系统的基本组成如图2-1所示。在系统的基本结构中主要由5部分设 备，即：受流器；高压电器单元；变流设备，主要是整流器或变流器；驱动设 备，即牵引电动机和控制设备；转向架及车辆。
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，只有部分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。
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。
1.1 城市轨道交通车辆电气控制系统基本概念
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系统。 城市轨道交通的定义为：通常以电能为动力， 采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总 称。
1.2 城市轨道交通车辆电气部件与设备
以庞巴迪公司与长春客车厂生产的地铁车辆的主要电气设备配置为例，如图1-3 所示。在城市轨道交通电动列车中，动车和拖车通过车钩连接而成的一个相对 固定的编组称为一个（动力）单元。一列车可以由一个或几个单元编组而成。
第1章 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
本章小结
4. 变流器 变流器是一类采用功率电子器件实现电源制式或性能变换的功率转换设备，它主要 包括实现交流到直流变换的整流器、直流到交流变换的逆变器、实现直流电压变换 的直流变换器和实现交流频率变换的交-交变流器。
5. 牵引电动机 牵引电动机可分为直流牵引电动机、交流牵引电动机和直线牵引电动机，交流牵引 电动机又可分为交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机。目前在车辆牵引系统 中主要采用的是交流异步牵引电动机，只有在磁悬浮列车的牵引系统中采用交流同 步牵引电动机。
2.2.1 直流牵引电动机的牵引性能
直流电动机的机械特性与励磁方式有关，直流电机的励磁方式有：串励、并 励、复励等，如图2-4所示。图2-4（a）是并励方式的工作示意图；图2-4（b） 是串励方式的工作示意图；图2-4（c）是他励方式的工作示意图。
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：
6. 牵引控制设备 牵引控制设备是保证牵引系统有序、正常工作的核心设备。早期的控制设备是由一 些有节点的电器如继电器、接触器等构成，功能上实现“与”、“或”、
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
2.2 直流牵引传动系统
多年以来，直流串励牵引电机一直作为各种铁道车辆的主要牵引动力，因为它 具有启动性能好、调速范围大、过载能力强、功率利用充分、运行较可靠且控 制简单等优点。
Td Cm Id
Ud Idr Ce n
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 的特性不可能完全相同，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间负载分配的不均匀。
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统
本章重点 城市轨道交通车辆牵引传动控制的类型。 城市轨道交通车辆直流、交流传动的控制原理。 城市轨道交通车辆牵引和电制动电路。 城市轨道交通车辆整流、斩波和逆变电路工作原理及应用。 城市轨道交通车ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ高压电路工作原理。
第2章 城市轨道交通车辆牵引传动系统