城市轨道交通供电与牵引系统
城市轨道交通牵引供电系统
城市轨道交通牵引供电系统简介城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通运行的重要组成局部，负责向轨道交通车辆提供电力供给。
它不仅直接影响着轨道交通的运营效率和电力消耗情况，还与乘客的乘坐舒适度和平安性息息相关。
本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的根本原理、组成结构以及未来开展趋势。
根本原理城市轨道交通牵引供电系统的根本原理是将电源通过接触网供给给轨道交通车辆。
具体来说，电源会通过接触网上的触网集电装置传送给牵引系统。
牵引系统由主变压器、牵引变流器和牵引电动机组成，负责将电能转换为机械能，驱动轨道交通车辆运行。
组成结构城市轨道交通牵引供电系统由多个组成局部构成，包括接触网、辅助设备和车辆终端设备。
接触网接触网是城市轨道交通牵引供电系统的核心局部，通常安装在轨道上方。
它由导线、吊杆、挂装件等组成，用于提供电力给牵引系统。
接触网一般采用带电架空式供电，即以高架的方式悬挂在轨道上方，通过接触网上的触网集电装置与车辆终端设备连接。
辅助设备城市轨道交通牵引供电系统还包括一系列辅助设备，用于确保供电系统的正常运行。
辅助设备主要包括配电变压器、开关设备、保护和监控装置等。
配电变压器用于将高压电源转换为适合牵引系统使用的低压电源；开关设备用于控制电能的分配和传输；保护和监控装置那么用于监测供电系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。
车辆终端设备车辆终端设备是城市轨道交通车辆上的设备，用于接收来自接触网的电能，并将其转换为机械能，驱动车辆行驶。
未来开展趋势随着城市轨道交通的不断开展，牵引供电系统也在不断创新和改良。
以下是一些未来开展趋势：高效能源利用未来的城市轨道交通牵引供电系统将更加注重能源的高效利用。
通过采用先进的能量回收技术，如再生制动系统、能量储存装置等，将能源回收再利用，减少能源的浪费。
无线供电技术无线供电技术有望成为未来城市轨道交通牵引供电系统的重要开展方向。
通过利用无线传输技术，可以不再依赖接触网，实现轨道交通车辆的无线供电，提高供电系统的稳定性和可靠性。
城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析
城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析城市轨道交通牵引供电系统是确保城市轨道交通车辆正常运行的关键部分，其电能损耗分析对于提高能源利用效率、降低运营成本具有重要意义。
本文将从城市轨道交通牵引供电系统的组成、电能损耗的主要因素、电能损耗的计算方法以及降低电能损耗的策略等方面进行探讨。
一、城市轨道交通牵引供电系统的组成城市轨道交通牵引供电系统主要由变电所、接触网（或第三轨）、牵引变流器、牵引电动机等组成。
变电所负责将高压交流电转换为适合轨道交通车辆使用的低压直流电或交流电。
接触网或第三轨则是将电能传输到车辆的媒介。
牵引变流器将变电所提供的电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式，而牵引电动机则是将电能转换为机械能，驱动车辆运行。
二、电能损耗的主要因素在城市轨道交通牵引供电系统中，电能损耗主要发生在以下几个方面：1. 变电所的转换损耗：在高压交流电转换为低压直流电或交流电的过程中，由于变压器、整流器等设备的损耗，会产生一定的电能损失。
2. 接触网或第三轨的传输损耗：电能在通过接触网或第三轨传输到车辆的过程中，由于电阻、电感等因素的影响，也会产生电能损失。
3. 牵引变流器的转换损耗：牵引变流器在将电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式时，由于器件的损耗，同样会产生电能损失。
4. 牵引电动机的损耗：牵引电动机在将电能转换为机械能的过程中，由于铜损、铁损等因素的影响，也会产生电能损失。
5. 车辆运行中的损耗：车辆在运行过程中，由于空气阻力、摩擦力等因素的影响，也会消耗一部分电能。
三、电能损耗的计算方法电能损耗的计算方法通常包括理论计算和实测两种方式。
理论计算主要是根据牵引供电系统的组成和各部分的损耗特性，通过数学模型进行计算。
实测则是通过在实际运行中测量各部分的电能损耗，然后进行分析。
具体计算方法如下：1. 变电所损耗计算：可以通过测量变压器的输入功率和输出功率，计算出变压器的损耗功率。
2. 接触网或第三轨损耗计算：可以通过测量接触网或第三轨的电流和电压，计算出线路的损耗功率。
城市轨道供电系统的组成
二类负荷：自动扶梯、普通风机、工作 照明
三类负荷：空调、冷冻机、广告照明
城市轨道交通的供电电源一般取自城市电网，通过城市电网一次电力 系统和轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的电流形成（直 流或交流电）和电压等级供给用电设备。
城市电网一 次电力系统
轨道交通供 电系统
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
主变电所
牵引变电 所
回流 线
馈线 轨道
城市电网 高压供电系统
三相交流
牵引供电系统
接触
直流
网
2、牵引供电系统
1、牵引供配电系统组成： 直流牵引变电所、馈电线、接触网(接触轨
/第三轨)、行走轨、回流线。 2、示意图
3、动力照明供配电系统
1）组成：动力照明供电系统由降压变电 所及动力照明组成。每个车站应设降压 变电所，若地下车站负荷较大，一般设 于站台两端，其中一端可以和牵引变电 所合建成混合变电所；若地面车站负荷 较小，可设一个降压变电所。
第3节 城轨供电系统组成
城市 轨道 交通 组成 如图：
一、供电系统组成
城市轨道交通供电系统：外部供
电系统、牵引供变电系统、动力照 明系统
1、外部供电系统
1）注： 1、城市轨道交通牵引用电可从区域变电所高压线路得电 2、从下一级电压的城市地方电网得电 3、牵引牵引变电所：35KV/1500V
2）城市电网外部供电系统和牵引供电系统示意图
2）照明系统示意图
区域变电所（或地铁 主变电所）
区域变电所（或地铁 主变电所）
降压变 电所
降压变 电所
区间配电所
车站配电 所
区间 配电所
绘制城市轨道交通牵引供电系统示意图
牵引供电系统的组成
牵引变电所
城
牵引供电系统
市
轨
牵引网
道
交压变电所
统
动力照明系统
动力照明配电系统
供电系统组成
电动车辆
车站内的动力、照明。 通信、信号、防灾装 置等用电负荷及区间 内的用电负荷
操作过程
第一步，画出钢轨、接触轨及列车；（列车运行在钢轨上，通 过受电弓从接触网受电） 第二部，牵引变电所、馈电所的绘制。城市轨道交通正线采用 双边供电，在列车的前方和后方面两个牵引变电所，牵引变电 所通过馈电将电流引入接触网。 第三部，绘制回流线。电流要形成封闭的回路方能使电流流通， 在钢轨上引一条线至牵引变电所，将轨道及牵引变电所连接起 来，以供牵引电流返回牵引变电所。
绘制轨道交通系统 供电系统示意图
牵引供电系统
牵引供电系统工作原理 牵引供电系统组成
1.牵引供电系统工作原理
牵引供电，顾名思义，就是将电能直接或者经过输送、变换后提 供给车组的牵引电动机，由牵引电动机将电能转换成机械能，从而驱 动车辆运行。
2.牵引供电系统的组成
城市轨道交通供电系统大体可分为牵引供电系统和动力照明供电 系统两部分。牵引供电系统和照明供电系统又有各自的主要设备，牵 引供电系统的组成。
相关设备
城市轨道交通牵引供电系统分析
城市轨道交通牵引供电系统分析摘要：近年来，轨道交通的运输规模不断增加，给人们的出行带来更加便捷体验的同时，也引起了很多人的担忧。
因为交通运输规模的增加必然会导致车辆流动量的增加，这也给城市轨道交通牵引供电系统带来了全新的挑战。
这需要不断引进新的技术，不断消化吸收，努力进行创新和再创新，同时对轨道交通建设的标准与质量的认识也不断提高，所以对于其关键技术进行研究是有必要的。
关键词：城市；轨道交通；牵引供电系统1地铁车辆供电系统构成为了保证地铁的顺利运营，我们必须做好地铁供电系统的运行工作。
其关键作用是为地铁及其电气设备供电。
在地铁供电系统中，关键可分为高压电源供电和地铁内部结构供电。
高压电源可以立即应用于市政工程的用电。
在供电的情况下，一般采用混合供电方式、分散供电方式和集中供电方式。
地铁内部结构的供电分为照明供电和牵引供电。
牵引供电的目的是将高压交流电源转换为地铁运营所需的直流稳压电源。
然后根据同轴电缆将其发送到地铁-轨道交通接触网，地铁在用电过程中会立即从轨道交通接触网获得必要的用电。
在地铁照明灯具供电系统中，不仅需要给照明灯具供电，还需要给离心泵和离心风机供电。
该供电系统主要由电源线及其降压配电设备组成。
2牵引供电系统的关键技术2.1 双向变流装置双向变流装置通常由交流开关柜、变压器柜、双向变流器柜、直流开关柜和负极柜组成，整体接线方案与现有二极管整流机组的相一致。
其交流侧通过35kV开关柜被接于牵引变电所内的35 kV母线段；直流侧正极通过1500V直流开关柜被接于牵引变电所内的直流母线段正极，负极仍保留直流控制柜内的隔离开关，且被接于牵引变电所内的直流母线段负极。
传统二极管整流机组牵引供电方式中直流侧短路保护主要依赖直流进线柜和直流馈线柜的保护设施。
直流进线柜保护包含大电流脱扣保护和逆流保护；直流馈线柜保护包含大电流脱扣保护、ΔI保护、di/dt保护、过电流保护和双边联跳保护，各种保护相互配合，从而实现牵引网近、中、远端短路的全范围保护。
城市轨道交通供电与牵引系统
城市轨道交通供电与牵引系统简介城市轨道交通供电与牵引系统是城市轨道交通运营的核心局部，为城市轨道交通车辆提供稳定可靠的电力供给，并通过牵引系统将电力转化为动力，驱动车辆运行。
本文将对城市轨道交通供电与牵引系统的关键组成局部进行详细介绍。
供电系统城市轨道交通的供电系统主要由供电设备、接触网和供电馈线组成。
供电设备供电设备是城市轨道交通供电系统的核心局部，它主要包括变电站、配电装置和电力传输线路等。
变电站负责将输入的电能进行变压、变流等处理，输出适合城市轨道交通使用的高电压电能。
配电装置用于将变电站输出的电能分配到不同的供电馈线上。
电力传输线路那么将电能从变电站输送到供电馈线。
接触网接触网是城市轨道交通供电系统的另一个重要组成局部，它负责将电能从供电设备传输到行车区域。
接触网通常采用悬挂在轨道上方的导线或导轨，通过接触网与车辆上的供电装置接触，将电能传输给车辆。
供电馈线供电馈线是连接接触网和供电设备的局部，它通过分布在轨道两侧或中央的电缆将电能传输给接触网。
供电馈线主要负责将变电站输出的高电压电能传输到接触网，以供行车区域的车辆使用。
城市轨道交通的牵引系统是将电能转化为动力，驱动车辆运行的关键局部，它主要包括牵引变流器、牵引电机和传动装置等。
牵引变流器牵引变流器是将供电系统提供的直流电转化为交流电，并根据车辆的运行需求控制输出功率和频率的设备。
牵引变流器通常由多个晶闸管或功率模块组成，通过调整晶闸管的导通和封锁，实现对电流和电压的控制，从而实现对车辆的驱动力和制动力的控制。
牵引电机牵引电机是城市轨道交通车辆中的动力装置，它根据牵引变流器输出的交流电能，将电能转化为机械能，驱动车辆运行。
常用的牵引电机包括直流电机和交流电机，其中交流电机又包括异步电机和同时电机等。
传动装置是将牵引电机输出的动力传递给车轮的局部，它主要通过减速器和传动轴等组件实现。
传动装置的设计对车辆的运行稳定性、效率和能耗等方面有着重要影响。
城市轨道交通牵引供电及电力技术分析
城市轨道交通牵引供电及电力技术分析摘要：城市轨道交通是一种新型的交通方式，得到了更多的应用。
在城市轨道交通牵引供电系统中，包含着直流供电以及交流供电两种。
通过使用基于接触网的供电网络技术、基于第三轨的供电技术等电力技术，使城市交通牵引供电系统的运行更加安全，耗能更低，电能传输的效率更高。
关键词：城市轨道交通；牵引供电；电力技术1城市轨道交通牵引供电系统分析1.1城市轨道交通牵引交流供电系统与城市轨道交通牵引直流供电系统不同，城市轨道交通牵引交流供电系统在搭建中使用的是单向连接的方式。
将两台变压器同时安装在变电站内，并使用双绕组的单项变压。
这样的搭建方式能够使得整个结构呈现出开口的三角形。
低压端口位于接地一侧，高压端口在电网接入端，其他的端口则要与牵引母线进行连接。
在进行城市轨道交通牵引交流供电系统的建设中，降压系统要设置在供电系统的终端以及线路的区间，这样的设置能够为城市轨道交通牵引交流供电系统的正常运行提供保障，尤其是对于线路中的照明系统的工作进行了更好的保护。
城市轨道交通牵引交流供电系统系统上的设备都要具有较强的耐磨性，使得供电系统能够更好的抵御运行中较大的瞬间接触压力。
1.2直流制牵引供电就我国目前阶段的供电方式来说，大部分的城市为了保障为人们的日常工作和生活提供稳定的电流和电压，都会在城市的变电站、牵引网、接触网的安置和运行过程中，采取1500V 直流电的供电方式。
而双轨道交通牵引作为一种对用电需求更高的城市轨道交通方式，需要在实际的运行过程中采取两边都供电的模式，这一模式的采用是为了防止当一边的供电系统出现故障时，另一边的供电系统能够接替进行工作，从而保障城市轨道交通的正常运行，不会造成城市交通故障，对使用者也是一种保障。
此外，还会辅助以直流牵引供电网的保护，借助杂散电流的保护方法，将使用的电能、电压、电能等均匀地分配到每一个运输网络，从而保证每一个用电器都能够保持正常的工作，而且对于长距离的运输线路来说，也具有一定的保障作用，不会由于线路过长而出现故障。
城市轨道交通牵引供电系统
1牵引供电系统：从主降压变电站（当它不属于电力部门时）及其以后部分统称“牵引供电系统”2杂散电流：绝大多数电力牵引轨道交通线路是以走行轨为其回路的，由于钢轨大地之间不是绝缘的，因此回流电流必有部分经大地回牵引所，这部分电流因土壤的导电性质，地下管道位置不同，可以分布很广，故称杂散电流。
3.GIS：六氟化硫全封闭组合电器，它是在六氟化硫断路器的基础上把各种控制保护电器全部封装的组合电器设备。
4远动控制：又称遥控即在远离变电所（执行端）的电气设备进行控制。
5距离控制:即在主控制室内对变电所的一次设备集中进行控制监测，开关位置信号-中央信号以及继电保护装置等都配置在主控制室的屏台上，便于监视和管理运行。
6安装接线图：为二次设备的制造安装或调试检修而专门绘制的安装图7二次原理图：也称归总式原理图，用来表示二次设备中的监视仪表，控制与信号，保护和自动装置等的工作原理图。
一．简述断路器的主要功能？答：断路器又叫高压开关，断路器不仅可以切断和闭合高压电路的空载电流和负载电流，而且，当系统发生故障时，它与保护装置相配合，可以迅速地切断故障电流，以减少停电范围，防止事故扩大，保证系统的安全运行。
二．简述地铁动力照明结构及功能？答：三．简述直流牵引所的保护？答：四．接触网设计过程中应满足什么要求？答：1.接触网悬挂应弹性均匀高度一致，在高速行车和恶习的气象条件下，能保证正常取。
2.接触网结构应力求简单，并保证在施工和运营检修方面具有充分的可靠性和灵活性。
3.接触网寿命应尽量长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力。
4.接触网的建设应注意节约有色金属及其他贵重材料，以降低成本。
五．简述地面架空接触网组成及功能？答：架空式接触网由接触悬挂，支撑装置，支柱与基础设施几大部分组成。
接触悬挂是将电能传导给电动车组的供电设备。
支持装置用来支持悬挂，并将悬挂的负荷传递给支柱和固定装置。
支柱与基础用以承受接触悬挂和支撑装置所传递的负荷（包括自身重量），并将接触线悬挂固定在一定高度。
城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析
城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略分析摘要：在城市轨道交通供电系统中，按照故障率和故障直接影响程度来综合分析，直流牵引供电系统故障是对运营服务影响最严重的，高居榜首。
因此，如何更好的对直流供电系统进行维护保养，提前准确的发现设备隐患，快速高效的处理直流故障，是摆在运营供电人员面前的难题和严峻考验。
本文就城市轨道交通直流牵引供电及系统控制策略的有关内容进行了简要的分析，以供参考。
关键词：城市轨道交通；直流牵引供电；系统控制1城市轨道交通直流牵引供电系统组成城市轨道交通牵引供电系统为整个城市轨道交通的运行提供电能，是城市轨道交通的重要组成部分。
城市轨道交通牵引供电系统又分为：直流系统和交流系统。
直流牵引供电系统主要包括牵引变电所、牵引网以及列车等，整个直流牵引供电的能量流动过程，直流牵引变电所首先将电压等级为35kV的交流电通过变压器进行降压，然后通过整流转换成为750V的直流电，然后电能通过接触轨给列车进行供电，最终通过走行轨进行回流，从而构成完整的电路。
其中牵引变电所中的PWM整流机组和二极管整流机组并联运行进行列车制动和启动时的能量传输，将电能传送回接触网或者传输到列车。
由于研究精力有限，因此对于直流牵引供电系统中的牵引供电装置的损耗和辅助供电系统没有进行详细的研究，仅在计算列车功率时给定功率和转换效率进行近似计算。
牵引变电所是直流牵引供电系统的核心装置，本文采用能馈式牵引变电所代替传统的二极管整流牵引变电所，主要包括二极管整流机组和PWM整流机组。
其中PWM整流机组可以将列车制动时的能量回馈到接触网，提高城市轨道交通的节能减排水平。
其主要功能是负责将交流侧网络的高压经过降压整流到直流侧网络为750V的电压，是交流侧网络和直流侧网路的接口。
能馈式牵引变电所的工作方式根据列车的不同的运行工况从而选择不同的工作方式，分别为：（1）当列车处于牵引工况时，牵引所工作方式为整流当列车处于牵引工况时，牵引变电所处于整流工况，二极管整流机组和PWM整流机组进行整流工作，向列车输送电能。
城市轨道交通系统构成——供电与牵引_图文_图文
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
1.城市轨道交通电力牵引概念 以电力系统城市电网的电力为动力源 ，在车辆上将电能转换为机械能，从而牵引列车组在轨道上运行的一 种城市交通牵引动力形式。
图6-10 城市轨道交通电力牵引结构图
【理论知识】 6.2 城市轨道交通电力牵引系统
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
(3)电力机车 电力牵引在现实生活中最好的体现就是电力机车。 4.牵引变电所容量的计算和确定 (1)确定牵引变压器的容量 1)确定计算容量。 2)确定校核容量。 3)确定安装容量。 (2)牵引变压器的安装容量 牵引变压器的安装容量是在计算容量和校 核容量的基础上，再考虑备用方式，最后按变压器的产品规格所确定 的变压器台数与容量。 1)移动备用。 2)固定备用。
【理论知识】 6.2 城市轨道交通牵引系统
5.电力牵引的远动监控装置 (1)地下迷流 在直流牵引供电中，牵引电流并非全部由钢轨直接流回 牵引变电所，而是有一部分由钢轨杂散泄漏流入大地，再由大地流回 钢轨和牵引变电所，这种地下杂散电流被称为地下迷流。 (2)谐波 由于牵引变电所大功率整流设备和其他变流装置等的非线性 负荷特性，使牵引供电系统成了城市电网的一个重要谐波源。 (3)电动车组 由牵引供电系统供给电能，驱动车辆上的电动机，产生 牵引力牵引在轨道上行驶的列车组。 (4)车辆电气 车辆电气包括车辆上各种电气设备及其连接导线。
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统
(1)牵引变电所 牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个 单相电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。 1)桥接线方式。
图6-1 牵引变电所的引入线方式
【理论知识】 6.1 城市轨道交通供电系统
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27.5KV单相 接触网
车上 受电弓
交流
牵引 变压器
牵引 整流器
直流
牵引电机 电能
转向架 机械能
机车车辆
接触网（第三轨） 受流器 变流装置 牵引电机 齿轮传动箱 轮对 列车运行
齿轮传动箱 牵引电机
车轴 车轮 图 5.1 牵 引 传 动 装 置
牵引传动装置
2. 轨道交通电力牵引系统主要类型
根据供电电压制式可分为： 直流：600，750，1500，3000V (标称值) 交流：6250，15000，25000V(标称值)
图 5.18 直 流 传 动 系 统 主 回 路 结 构 框 图
辅助电路（有两类） （1）交流辅助电路 功能：给主电路的通风、冷却辅助电机等； 特点：三相380V交流供电,功率较小； 包括：单／三相变换器、通风电机、压缩电机等
（2）直流辅助电路 功能：给电器控制、电子控制及照明、空调设备供电； 特点：直流110V供电，有蓄电池作后备电源； 包括：DC110V交直流变换电源、蓄电池、车灯、空调等。 此外，用于客车牵引的机车上有DC600V直流电源供客车车厢内空调、采暖、照明及旅客信息服务
第六章 城市轨道交通供电与牵引系统 课程基础: 1. 工厂供电原理； 2. 电机与电力拖动； 3. 电力拖动自动控制系统； 4. 电力电子技术。
第六章 城市轨道交通供电与牵引系统
推荐相关教材: 1.徐安. 城市轨道交通电力牵引[M].北京:中国铁道出版社,2000.
2.郑瞳炽,张明锐. 城市轨道交通牵引供电系统[M].北京:中国铁道出版社,2000.
根据牵引电机可分为： 直流电力牵引系统
交流电力牵引系统
直流传动框图
~
交流传动框图
~ ~
3. 轨道交通车辆的结构与特性 有轨电车
电动车组
特种电动车 独轨电动车 轻轨车 磁浮列车
4. 电动车组牵引特性
速度与牵引力
牵引加速区 自然
恒力矩 恒功 特性
惰行区 速度
制动减速区
自然 特性 恒功 恒力矩
牵引力
1 轴承 2 前端盖 3 转轴 4 接线盒 5 吊环 6 定子铁心 7 转子 8 定子绕组 9 机座 10 后端盖 11 风罩 12 风扇
定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
三相绕组
A ----X B ----Y C---- Z
机座：铸钢或铸铁
鼠笼转子
转子
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体； 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星 形。
Ud
n
M E
Id
RZ IL
Id n
M E
+
IL
R
-
(a)
电机牵引工况
(b)
5.16 直流电他机 励电的阻电 制动阻工制 况 动接线原理图
（a）电动机牵引工况 （b）他励式电阻制动 （c）串励式电
电动机的电气制动（再生制动）
US
iZ
D
LP
id +
M
Ud
图 5 .1 7 再 生 制 动 原 理 图
4. 牵引主回路及其控制
机车电路
主电路 辅助电路 控制电路
主电路 功能：牵引和制动时，完成能量传递和转换； 特点：大功率、高电压、大电流； 主要包括：牵引变压器、整流器、牵引电机
1 受电弓 2 主断路器（牵引断路器） 3 电压检测环节 4 接地开关 5 负载接触器 6 滤波电抗器 7 滤波电容器 8 凸轮调速变阻器 9 牵引电动机 10 信号发生器 11 控制电子装置 12 司机控制器
6.1.3 交流电力牵引系统
1. 交流牵引系统特点及发展概况 2. 三相异步电机 3. 交流电机调速系统 4. 交流传动的脉宽调制技术
1. 交流牵引系统特点及发展概况
直流电力传动优点：具有良好的调速性能
直流电力传动缺点：防空转性能较差；换向器与电刷，因而带来了较大的体积与重量，容易产生环火 以及繁杂的维护第三轨
1H0 交流变 频调速 1980
德国 纽伦堡
DC 750 第三轨
195 交流变 频调速 1981
西班牙 马德里
日本 大阪
DC 600 架空线
系列 DC 750 第三轨
120
140
交流变 频调速
交流变 频凋速
1982
1980
2. 三相异步电动机 封闭式三相笼型异步电动机结构
( )电流入 Y
n A
0
tC
X
Z B
(•)电流出
三相电流合成磁场
i
Im
iA
iB
iC
的分布情况
o
t
n0
A
YN
Z
C
SB
X
t 0
合成磁场方向向下
600
60
A Y
NZ
CS
B X
t 60
合成磁场旋转60°
Y
S
C
A
Z
N
B X
t 90
合成磁场旋转90°
转动原理 定子三相绕组通入三相交流电
n A
0
v Y
N FZ
系统供电。
控制电路（有两类） （1）电器控制 功能：完成电路和气路的开关及逻辑互锁； 特点：电动或气动的逻辑开关． 包括：继电器、电控阀、气动开关等。 近年来生产机车上的逻辑联锁已由逻辑控制单元（LCU)完成。
（2）电子控制 功能：配合主辅助电路完成机车的控制； 特点：弱电控制、控制复杂； 包括：给定积分器、特性控制、防空转／防滑、移相控制、功率放大、脉冲变压器等控制单元。
3.于松伟,杨兴山,韩连祥,等.城市轨道交通供电系统设计原理与应用[M].成都:西南交通大学出版 社,2008.
6.1 城市轨道交通电力牵引系统 6.1.1 概述 6.1.2 直流电力牵引系统 6.1.3 交流电力牵引系统 6.1.4 城市轨道车辆用直流感应电机
6.1.1 概述 1. 电力牵引系统工作原理及能量传递过程
3. 三相异步电机工作原理
旋转磁场的产生
定子三相绕组通入三 相交流电(星形联接)
Im i iA iB iC
o
t
iA Im s int
iB Im s int 120 iC Im s int 120
iA
A
iC C
iB
ZX Y
B
Im i iA iB iC
o
i : “+” 首端流入，尾端流出。 i : “–” 尾端流入，首端流出。
ton1
ton1
U
T1
T2
ULD
（3）调频调宽混合控制： 不但改变斩波器的工作频率，而且改变斩波器的导通时间。
ton1
ton2
U
T1
T2
ULD
特点比较： （1）定频调宽控制：频率固定，易于设计消除高次谐波的滤波器 （2）定宽调频控制：控制方便，易发生共振及干扰通信信号 （3）调频调宽混合控制：常用在需要大幅度改变输入电压，同样带来滤波器设计困难等问题
国外部分城市使用交流牵引车辆概况
国家
奥地利
城市
维也纳
车辆型号 电压制(V) 受流方式
DC 750 第三轨
电机功率(kW) 200
电传动力方式 交流变 频调速
开始时间
1977
奥地利 维也纳
DC 750 第三轨
125 交流变 频调速 1980
德国 柏林 F型 DC 750 第三轨 133 交流变 频凋速 1980
制动力
0
A BC 牵引
D
E FG 制动
距离
6.1.2 直流电力牵引系统
1. 直流电动机 2. 直流牵引调速系统 3. 牵引电动机的电气制动 4. 牵引主回路及其控制
1. 直流电动机 直流电动机由定子转子两部分构成。
极掌
· N·
·
极心 励磁绕组
· · ·
S
S
机座
转子
N
直流电动机的磁极和磁路
直流电动机各部分的作用： 定子的作用是用来产生磁场，提供磁路和作为电机的机械支撑 转子部分是用来产生感应电势和电磁转矩从而实现机电能量转换的主要部件
（1）变阻控制 调节电阻的方法又可分为两类，
即采用有触点组合式凸轮开 关调阻和无触点斩波调阻。
R0
CH
图 5.12 斩 波 调 阻 原 理 图
有触点开关调阻
斩波调阻
图 5 .11 有 触 点 式 开 关 调 阻 原 理 图
直流牵引调速系统-基本形式（调压法） （2）斩波调压
URL
Uton T
U
Ton T
加拿大的多伦多、温哥华，LIM驱动的轻轨车辆已运营多年 马来西亚也计划建设同样的交通系统 在日本，LIM驱动方式也被用于地铁车辆牵引，如大阪地铁的鹤见绿地线电动车辆、东京地铁的都营 12号线电动车辆，都采用了LIM驱动方式，
2. 直线感应电机的基本工作原理
转图 子 5.30 将旋转电机剖开拉直而得到的直感电动定机子
直流牵引调速系统-基本形式（调节主极磁通）
M
M
M
M
（a）
（b）
图 5（.15a）串励电动（ 机磁 b）场削弱法
（ a图）短5.1路5匝串数励法电动（机b磁）场分削路弱电法流 法
（a）短路匝数法 （b）分路电流法
3. 电动机的电气制动
电阻制动 他励式电阻制动 串励式电阻制动
再生制动
电动机的电气制动（电阻制动）
转子通过轴承与定子保持相对位置，使两者之间有一个空气隙
直流电动机工作原理：
N
＋ A
换向片
B —