城市轨道交通车辆牵引与供电系统概述.pptx
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城市轨道交通-供电系统ppt课件
.
一、牵引供电系统的组成
• 牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网两大部 分组成。
• 牵引变电所的主要设备是变压器和整流器。 • 牵引网主要由接触网、馈电线、轨道和回流线组
成。
.
城市轨道交通设备
牵引供电系统的组成
2 5
1 2
7 6
1
2
2
3
7
4
6
5
1-牵引变电所 2-馈电线 3-接触网 4-电动列车 5-钢轨 6-回流线 7-电分段
• 主变电所有两路独立的110kV，由主变电所变压 为内部供电系统所需的电压级，一般为10kV或 35kV。由主变电所所构成的供电方案为集中式供 电。
• 我国上海、广州、香港即为此种供电方式。
.
2．分散式供电
• 沿城市轨道交通线路沿线直接由城市电网引入 多路电源，电源电压等级一般为10KV，供给各 牵引变电所。
• （2）馈电线：从牵引变电所向接触网输送牵引电 能的导线
• （3）回流线：用以供牵引电流返回牵引变电所的 导线
• （4）钢轨：作为回路的一部分
.
城市轨道交通设备
四、接触网
• 接触网的工作特点：
–（1）没有备用 –（2）经常处于动态运行状态中 –（3）结构复杂，技术要求高 • 接触网分为架空式接触网和接触轨式接触网
.
城市轨道交通设备
接触网应满足以下基本要求
• 1.强度高、安全可靠
• 2.有较均匀的弹性，在各种气候条件下均应受流 良好
• 3.性能好、运行寿命长，接触线等部位要有良好 的耐磨性
• 4.结构轻巧，零部件互换性强，便于施工、维护 和抢修
• 5.采用耐腐蚀和防污秽技术措施
.
五、架空式接触网
一、牵引供电系统的组成
• 牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网两大部 分组成。
• 牵引变电所的主要设备是变压器和整流器。 • 牵引网主要由接触网、馈电线、轨道和回流线组
成。
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城市轨道交通设备
牵引供电系统的组成
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1-牵引变电所 2-馈电线 3-接触网 4-电动列车 5-钢轨 6-回流线 7-电分段
• 主变电所有两路独立的110kV，由主变电所变压 为内部供电系统所需的电压级，一般为10kV或 35kV。由主变电所所构成的供电方案为集中式供 电。
• 我国上海、广州、香港即为此种供电方式。
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2．分散式供电
• 沿城市轨道交通线路沿线直接由城市电网引入 多路电源，电源电压等级一般为10KV，供给各 牵引变电所。
• （2）馈电线：从牵引变电所向接触网输送牵引电 能的导线
• （3）回流线：用以供牵引电流返回牵引变电所的 导线
• （4）钢轨：作为回路的一部分
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城市轨道交通设备
四、接触网
• 接触网的工作特点：
–（1）没有备用 –（2）经常处于动态运行状态中 –（3）结构复杂，技术要求高 • 接触网分为架空式接触网和接触轨式接触网
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城市轨道交通设备
接触网应满足以下基本要求
• 1.强度高、安全可靠
• 2.有较均匀的弹性，在各种气候条件下均应受流 良好
• 3.性能好、运行寿命长，接触线等部位要有良好 的耐磨性
• 4.结构轻巧，零部件互换性强，便于施工、维护 和抢修
• 5.采用耐腐蚀和防污秽技术措施
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五、架空式接触网
城市轨道交通供电与牵引系统教学ppt
信息共享与实时监测
供电与牵引系统需要建立信息共享和实时监测机制，以便及时发现 和解决系统故障，确保列车安全可靠地运行。
应急演练与预案制定
供电与牵引系统需要进行应急演练和预案制定，以提高应对突发事 件的能力，确保城市轨道交通的安全运营。
04
城市轨道交通供电与牵引 系统的维护与保养
日常维护与保养
01
智能化与自动化技术的应用
智能化调度系统
通过建立智能化调度系统，实现对城市轨道交通供电与牵 引系统的实时监测和智能调度，提高系统的运行效率和安 全性。
自动化监控与维护系统
建立自动化监控和维护系统，实现对城市轨道交通供电与 牵引系统的远程监控和维护，减少人工干预和故障发生率。
自动化检修与维护
采用自动化检修和维护技术，提高城市轨道交通供电与牵 引系统的维护效率和准确性，降低维护成本。
防寒防潮处理
在冬季或潮湿环境下，采取相应的防寒防潮措施， 保证设备正常运行，防止因环境因素引起的故障。
3
更新改造
根据设备的使用情况和性能要求，对供电与牵引 系统进行更新改造，提高设备的性能和稳定性。
05
城市轨道交通供电与牵引 系统的安全与可靠性
安全防护措施
设备安全防护
01
确保牵引供电设备、高压电缆、变电所等关键设施的安全防护
电压与电流控制
供电系统需要根据牵引系统的需 求，提供适当的电压和电流，以 满足列车牵引和辅助用电的需求。
故障情况下的应对
措施
供电系统在故障情况下需要采取 相应的应急措施，如切换到备用 电源或进行紧急供电，以确保列 车安全停运。
牵引系统对供电系统的需求
大容量、高可靠性
牵引系统需要供电系统提供大容量、高可靠 性的电能，以满足列车高峰时段和突发大客 流时的用电需求。
供电与牵引系统需要建立信息共享和实时监测机制，以便及时发现 和解决系统故障，确保列车安全可靠地运行。
应急演练与预案制定
供电与牵引系统需要进行应急演练和预案制定，以提高应对突发事 件的能力，确保城市轨道交通的安全运营。
04
城市轨道交通供电与牵引 系统的维护与保养
日常维护与保养
01
智能化与自动化技术的应用
智能化调度系统
通过建立智能化调度系统，实现对城市轨道交通供电与牵 引系统的实时监测和智能调度，提高系统的运行效率和安 全性。
自动化监控与维护系统
建立自动化监控和维护系统，实现对城市轨道交通供电与 牵引系统的远程监控和维护，减少人工干预和故障发生率。
自动化检修与维护
采用自动化检修和维护技术，提高城市轨道交通供电与牵 引系统的维护效率和准确性，降低维护成本。
防寒防潮处理
在冬季或潮湿环境下，采取相应的防寒防潮措施， 保证设备正常运行，防止因环境因素引起的故障。
3
更新改造
根据设备的使用情况和性能要求，对供电与牵引 系统进行更新改造，提高设备的性能和稳定性。
05
城市轨道交通供电与牵引 系统的安全与可靠性
安全防护措施
设备安全防护
01
确保牵引供电设备、高压电缆、变电所等关键设施的安全防护
电压与电流控制
供电系统需要根据牵引系统的需 求，提供适当的电压和电流，以 满足列车牵引和辅助用电的需求。
故障情况下的应对
措施
供电系统在故障情况下需要采取 相应的应急措施，如切换到备用 电源或进行紧急供电，以确保列 车安全停运。
牵引系统对供电系统的需求
大容量、高可靠性
牵引系统需要供电系统提供大容量、高可靠 性的电能，以满足列车高峰时段和突发大客 流时的用电需求。
城市轨道交通概论-3.4-车辆电气系统-课件
电路互相隔离，通过电磁或机械传动等 方式相互联系、相互配合
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
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
城市轨道交通供电系统概述ppt课件
二、城市轨道交通的类型
3、现代有轨电车（4.9%）
类型 单向客运能力（万人次/h）
运行速度（km/h） 投资（亿元/km） 最小转弯半径（m）
地铁 3~7 30-45 5~8 350-400
路权
专有路权
建设周期（年）
4.0-5.0
应用情况
普遍应用
轻轨 1~3 30-45 3~5 250-350 专有路权 3.0-4.0
、
两种。
普遍应用
有轨电车 0.8~1.5 20-30 0.8~1.8
25 部分或专有路
权 1.5-2.0
国外普遍，国 内正在兴起
二、城市轨道交通的类型
4、市郊铁路（市域快轨，10%）
市郊铁路是指把城市市区与郊区、尤其是远郊区联系起来的 长距离城市轨道交通系统。
二、城市轨道交通的类型
5、独轨（单轨，2%）
一、城市轨道交通的定义和特点
1、城市轨道交通定义: 通常以电能为动力,采取轮轨运转方式的快速大 运量公共交通之总称。
一、城市轨道交通的定义和特点
2、城市轨道交通的特点：
（1）安全 （2）快捷 （3）准时 （4）舒适 （5）运量大 （6）无污染（或少污染） （7）占地少， 不破坏地面景观
一、城市轨道交通的定义和特点
8.如何理解城轨供电系统的电磁兼容功能？
9.电力机车的取电方式有：
、
两种。
10.牵引网包含：
、
、
、
。
单元练习
11.福州地铁1号线电力机车采用供电制式为
。
12.城轨牵引供电系统由
和
组成。
13.混合变电所指：
。
14.福州地铁正线有 个电分段。
演讲城市轨道交通车辆牵引与供电系统课件
05
城市轨道交通车辆牵引与供 电系统的未来发展
技术创新与升级
高效能电机与控制技术
研发更高效、更可靠的电机和控制技术，提高车辆牵引系统的能 效和稳定性。
先进材料应用
利用新型材料如碳纤维、钛合金等，减轻车辆重量，提高运行速度 和降低能耗。
再生制动技术
优化再生制动系统，提高能量回收率，减少对电网的冲击。
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
城市轨道交通车辆牵引与供电系统具有高效、安全、节能等特点，能够满足城市 交通快速、准点的要求。
02
城市轨道交通车辆牵引系统
牵引控制系统主要包括控制电路、控制逻辑电路和执行电路等部分，通过接收指令 信号来控制牵引电机的运行状态。
牵引控制系统的性能直接影响车辆的运行安全和稳定性，因此需要具备高可靠性、 高精度和高响应速度的特点。
牵引供电系统
牵引供电系统是为城市轨道交 通车辆提供电能的系统，主要 包括变电所、接触网和回流线 等部分。
功能
为列车提供牵引力，使其能够顺 利启动、加速、减速和停止；为 列车内部设备及乘客提供电力支 持，如照明、空调、通信等。
系统组成与结构
系统组成
牵引供电设备、接触网、受电弓、牵引电动机等。
系统结构
牵引供电设备通常采用直流供电方式，接触网为架空接触线，受电弓与接触网 配合工作，牵引电动机安装在列车底部，通过传动装置将动力传递至轮轴。
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。
城市轨道交通系统构成——供电与牵引_图文_图文
图6-9 外部供电方式——放射式供电
【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
【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
城轨交通牵引系统PPT课件
②断路器 用于自动切断负载电流和短路电流。按绝缘方式和熄弧介质分为：油断 路器、六氟化硫断路器、真空断路器、空气断路器等。
③隔离开关：一种没有熄弧装置的高压电器开关。不能切断负载电流和 短路电流，但可在无负荷电流时接通和断开电路。在断开状态，能起到 隔离电压作用。为运行、操作和检修提供方便和安全条件，电路停电时 应断开断路器，后拉开隔离开关；送电时则先合上隔离开关，再闭合断 路器。
概述
1. 城市轨道供电系统的构成
外部电源
城
市
轨
主变电所
道
交
牵引供电系统
通
供
电
动力照明供电系统
系
统
电力监控系统
牵引变电所 牵引网系统
降压变电所 动力照明
城市轨道交通系统概论
牵引供电系统 电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给电动列车，再从电 动列车经钢轨、回流线流回牵引变电所。牵引负荷为一级负荷， 规定有两路独立的电源双边供电，当任何一路电源发生故障中 断供电时，另一路应能保证一级负荷的全部用电。
城市轨道交通系统概论
2. 牵引供电计算需用的参数
牵引供电计算需用的参数：
（1）电牵引年用电量（应分别计算年总用电量和电力系统所需增加的功 率）；
（2）列车电流的平均值和有效值； （3）供电臂电流的平均值和有效值（与线路的供电方式有关）； （4）供电臂瞬时最大电流和短路电流（与主变压器接线方式有关）； （5）牵引网阻抗； （6）电牵引供电系统能耗（应包括牵引变电站内主变压器和牵引网的电
（3）混合式供电：将前两种供电方式结合起来，一般以集中式供电为主， 个别地段引入城市电网电源作为集中式供电的补充，使供电系统更加完 善和可靠。北京地铁一线和环线
城市轨道交通系统概论
③隔离开关：一种没有熄弧装置的高压电器开关。不能切断负载电流和 短路电流，但可在无负荷电流时接通和断开电路。在断开状态，能起到 隔离电压作用。为运行、操作和检修提供方便和安全条件，电路停电时 应断开断路器，后拉开隔离开关；送电时则先合上隔离开关，再闭合断 路器。
概述
1. 城市轨道供电系统的构成
外部电源
城
市
轨
主变电所
道
交
牵引供电系统
通
供
电
动力照明供电系统
系
统
电力监控系统
牵引变电所 牵引网系统
降压变电所 动力照明
城市轨道交通系统概论
牵引供电系统 电能从牵引变电所经馈电线、接触网输送给电动列车，再从电 动列车经钢轨、回流线流回牵引变电所。牵引负荷为一级负荷， 规定有两路独立的电源双边供电，当任何一路电源发生故障中 断供电时，另一路应能保证一级负荷的全部用电。
城市轨道交通系统概论
2. 牵引供电计算需用的参数
牵引供电计算需用的参数：
（1）电牵引年用电量（应分别计算年总用电量和电力系统所需增加的功 率）；
（2）列车电流的平均值和有效值； （3）供电臂电流的平均值和有效值（与线路的供电方式有关）； （4）供电臂瞬时最大电流和短路电流（与主变压器接线方式有关）； （5）牵引网阻抗； （6）电牵引供电系统能耗（应包括牵引变电站内主变压器和牵引网的电
（3）混合式供电：将前两种供电方式结合起来，一般以集中式供电为主， 个别地段引入城市电网电源作为集中式供电的补充，使供电系统更加完 善和可靠。北京地铁一线和环线
城市轨道交通系统概论
城市轨道交通牵引供电系统
电流，使IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT
关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道
MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极
注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使
输出变压器
❖ 输出变压器将交流滤波器输出的三相电源变 换为AC380V或AC220V，提供给车辆交流负 载，同时作为和输出回路的隔离之用；同时 还将输出的AC 380V电源通过变压器再变换 为AC 85V和AC 20V，提供给整流装置，整 流装置通过三相整流模块，输出DC 110V和 DC 24V提供给车辆的直流负载。
GTO
❖ 可关断晶闸管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称门控晶 闸管。其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自 行关断。
❖
❖ 普通晶闸管（SCR）靠门极正信号触发之后，撤掉信号亦能 维持通态。欲使之关断，必须切断电源，使正向电流低于维 持电流IH，或施以反向电压强近关断。这就需要增加换向电 路，不仅使设备的体积重量增大，而且会降低效率，产生波 形失真和噪声。可关断晶闸管克服了上述缺陷，它既保留了 普通晶闸管耐压高、电流大等优点，以具有自关断能力，使 用方便，是理想的高压、大电流开关器件。GTO的容量及使 用寿命均超过巨型晶体管（GTR），只是工作频纺比GTR低。 目前，GTO已达到3000A、4500V的容量。大功率可关断晶 闸管已广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显 示出强大的生命力。
电力供电系统
❖ 一次电力系统：发电厂、传输线路、区域变电所 ❖ 轨道交通牵引供电系统：牵引供电和动力照明供电系统
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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
➢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
拓展
直流电动机工作原理：
N
＋ A
换向片
B —
友情提示：本知识点涉及高 中物理知识个，感兴趣的同 学可以上网搜索更加详细的 直流电动机系统知识
直流电动机的调速方式
集电靴
集电靴部件的主要作用
集电靴的设置要求
1.集电靴的设置要使机车在通过三轨电区时不发生瞬 间断电现象，即两电气连通的集电靴间的最小距离 要大于三轨断电区的长度。
2.由于三轨在道岔和车站站台换边布置，因此要求车 辆的两侧都要设置集电靴。
牵引电动机
牵引电动机是城市轨道交通车辆得以实现牵引机 点及电制动的动力机械。牵引电动机悬挂在车辆转 向架或车轴上，并借助传动装置驱动车辆前进。
I/O 控制 电路
直线电机的结构
直线电机的结构可以看作是将一台旋转电机沿径向剖开，并 将电机的圆周展开成直线而形成的。其中电机内部的定子相 当于现在直线步进电机的初级，而其转子则相当于其直线步 进电机的次级，每当其初级进行通入电流之后，则就会在其 直线电机的初次级之间的气隙当中产生行波式磁场，在行波 式的磁场与次级永磁体的相互作用之下产生了电机驱动力， 从而实现了其运动部件的直线运动能力。
从接触网受取电流，通过车顶母线传送 到车辆内部。
• 类型： 气动弓和电动弓
母线：用高导电率的铜、铝质材料制成， 用以传输电能，具有汇集和分配电力能
力的产品。
图1-6 单臂受电弓的结构组成
受电弓的结构组成
• 基础框架1：
通过绝缘子3固定安装在车顶； 作为框架4、轴承、下部导杆等支承和安装。
• 框架4：
直线电机的工作原理
设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并 且展平，这就形成了一台直线型的感应图步进电机。
电力牵引系统工作原理及能量传递 过程
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
城市轨道交通车辆电气传动及控制 方式
牵引电动机
旋转电动机
线性电动机
直流电动机
交流电动机
凸轮变阻
斩波调阻
变阻控制
斩波调压控制
变压变频控制
受流设备
（一）受流器的形式
牵引电动机分为旋转电动机和线性电动机两大类。 旋转电动机有直流电动机和交流电动机。线性电动 机即直线牵引电动机，是异步感应电动机的简称
直流电动机
直流电动机由定子转子两部分构成。
极掌
极心
N ···
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
直流牵引电动机的调速有两种基本形式：变阻控制 和斩波调压控制
1.变阻控制：通过调节串入电动机回路以改变直流牵 引电动机端电压来达到调速目的
2.斩波调压控制：通过接在电网与牵引电动机之间斩 波器的导通与关断来改变牵引电动机端电压，实现 调速
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
1.受电弓形式 直流1500V供电采用架空线接触网式，车辆采用受电弓受
流
2.集电靴形式 集电靴是安装在车辆转向架上，为列车从刚性供电进行
动态取流，满足列车电力需求的一套动态受流设备。
受电弓
1.受电弓结构
• 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，
包括下部支杆5、下部导杆6、上止挡2：
安装在下部导杆侧下方的基础框架上； 用以限制受电弓的最大升弓高度。
• 弓头：
是弓与网相接触的部分； 由集流头9、接触带10、转轴、端角11和弹簧 盒组成。
• 升降弓装置12：
由传动风缸、拉伸弹簧及气路电磁阀组成。
气隙：定子和转子之间
必须有一个气隙
交流电动机的特点
交流电动机没有转向器，构造简单，运行可靠，效 率较高，维护很少，价格低廉；转子坚固，定子绕 组沿圆周均匀分布，电动机体积小，能够获得较大 的单位质量功率；其机械特性较硬，具有较好的防 空转性能，使黏着利用提高；且微电子技术的发展 使异步电动机的调压变频调速得以顺利实现。
前方高能
直线电动机的构成及工作原理
图 5.33 轨道牵引设计方案之一 图 5.34 轨道牵引设计方案之二
事件管理
器（EV）
驱动
牵引逆
直线
SVPWM信
电路
变器
电动
号
机
MVBC01
USB接口
512KBRAM 512KBFLASH
TMS320F2 812内核
A/D电流检 测
故障检测 控制电路
E²PROM
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
封闭式三相笼型异步电动机结构
定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
A ----X 三相绕组 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。
项目5：城市轨道交通车辆牵引 与供电系统
制作：高铁二班 余春丽、卢雨琪、喻慧婕、周玉玲
城市轨道交通车辆牵引传动系统的 构成
齿轮传动箱
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
牵引电机
车轴 车轮 图 5.1 牵引传动装置
牵引传动装置
介绍
城市轨道交通车辆牵引与供电系统是城市轨道交 通系统的重要组成部分，其电力牵引系统是以城市 电网的电力为动力源，将电能转为机械能，牵引列 车运行的一种城市轨道交通牵引动力形式。城市轨 道交通车辆供电系统是由电力系统经高压输电网、 主变电所降压、配电网络和牵引变电所降压等环节， 向城市轨道交通列车输送电力的全部供电系统。
关调阻和无触
点斩波调阻。
R0
CH
图 5.11 有有触触点点式开开关关调阻调原阻理图 图 5.1斩2 斩波波调调阻阻原理图
斩波调压
U RL
U
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U
Ton
T
直图 5流.13斩直流波斩电波电路路原原理理
uR L
U
URL
0
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T
直流斩波电压波形
图 5.14 直流斩波电压波形
交流电动机
➢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
➢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
拓展
直流电动机工作原理：
N
＋ A
换向片
B —
友情提示：本知识点涉及高 中物理知识个，感兴趣的同 学可以上网搜索更加详细的 直流电动机系统知识
直流电动机的调速方式
集电靴
集电靴部件的主要作用
集电靴的设置要求
1.集电靴的设置要使机车在通过三轨电区时不发生瞬 间断电现象，即两电气连通的集电靴间的最小距离 要大于三轨断电区的长度。
2.由于三轨在道岔和车站站台换边布置，因此要求车 辆的两侧都要设置集电靴。
牵引电动机
牵引电动机是城市轨道交通车辆得以实现牵引机 点及电制动的动力机械。牵引电动机悬挂在车辆转 向架或车轴上，并借助传动装置驱动车辆前进。
I/O 控制 电路
直线电机的结构
直线电机的结构可以看作是将一台旋转电机沿径向剖开，并 将电机的圆周展开成直线而形成的。其中电机内部的定子相 当于现在直线步进电机的初级，而其转子则相当于其直线步 进电机的次级，每当其初级进行通入电流之后，则就会在其 直线电机的初次级之间的气隙当中产生行波式磁场，在行波 式的磁场与次级永磁体的相互作用之下产生了电机驱动力， 从而实现了其运动部件的直线运动能力。
从接触网受取电流，通过车顶母线传送 到车辆内部。
• 类型： 气动弓和电动弓
母线：用高导电率的铜、铝质材料制成， 用以传输电能，具有汇集和分配电力能
力的产品。
图1-6 单臂受电弓的结构组成
受电弓的结构组成
• 基础框架1：
通过绝缘子3固定安装在车顶； 作为框架4、轴承、下部导杆等支承和安装。
• 框架4：
直线电机的工作原理
设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并 且展平，这就形成了一台直线型的感应图步进电机。
电力牵引系统工作原理及能量传递 过程
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
城市轨道交通车辆电气传动及控制 方式
牵引电动机
旋转电动机
线性电动机
直流电动机
交流电动机
凸轮变阻
斩波调阻
变阻控制
斩波调压控制
变压变频控制
受流设备
（一）受流器的形式
牵引电动机分为旋转电动机和线性电动机两大类。 旋转电动机有直流电动机和交流电动机。线性电动 机即直线牵引电动机，是异步感应电动机的简称
直流电动机
直流电动机由定子转子两部分构成。
极掌
极心
N ···
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
直流牵引电动机的调速有两种基本形式：变阻控制 和斩波调压控制
1.变阻控制：通过调节串入电动机回路以改变直流牵 引电动机端电压来达到调速目的
2.斩波调压控制：通过接在电网与牵引电动机之间斩 波器的导通与关断来改变牵引电动机端电压，实现 调速
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
1.受电弓形式 直流1500V供电采用架空线接触网式，车辆采用受电弓受
流
2.集电靴形式 集电靴是安装在车辆转向架上，为列车从刚性供电进行
动态取流，满足列车电力需求的一套动态受流设备。
受电弓
1.受电弓结构
• 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，
包括下部支杆5、下部导杆6、上止挡2：
安装在下部导杆侧下方的基础框架上； 用以限制受电弓的最大升弓高度。
• 弓头：
是弓与网相接触的部分； 由集流头9、接触带10、转轴、端角11和弹簧 盒组成。
• 升降弓装置12：
由传动风缸、拉伸弹簧及气路电磁阀组成。
气隙：定子和转子之间
必须有一个气隙
交流电动机的特点
交流电动机没有转向器，构造简单，运行可靠，效 率较高，维护很少，价格低廉；转子坚固，定子绕 组沿圆周均匀分布，电动机体积小，能够获得较大 的单位质量功率；其机械特性较硬，具有较好的防 空转性能，使黏着利用提高；且微电子技术的发展 使异步电动机的调压变频调速得以顺利实现。
前方高能
直线电动机的构成及工作原理
图 5.33 轨道牵引设计方案之一 图 5.34 轨道牵引设计方案之二
事件管理
器（EV）
驱动
牵引逆
直线
SVPWM信
电路
变器
电动
号
机
MVBC01
USB接口
512KBRAM 512KBFLASH
TMS320F2 812内核
A/D电流检 测
故障检测 控制电路
E²PROM
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
封闭式三相笼型异步电动机结构
定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
A ----X 三相绕组 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。
项目5：城市轨道交通车辆牵引 与供电系统
制作：高铁二班 余春丽、卢雨琪、喻慧婕、周玉玲
城市轨道交通车辆牵引传动系统的 构成
齿轮传动箱
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
牵引电机
车轴 车轮 图 5.1 牵引传动装置
牵引传动装置
介绍
城市轨道交通车辆牵引与供电系统是城市轨道交 通系统的重要组成部分，其电力牵引系统是以城市 电网的电力为动力源，将电能转为机械能，牵引列 车运行的一种城市轨道交通牵引动力形式。城市轨 道交通车辆供电系统是由电力系统经高压输电网、 主变电所降压、配电网络和牵引变电所降压等环节， 向城市轨道交通列车输送电力的全部供电系统。
关调阻和无触
点斩波调阻。
R0
CH
图 5.11 有有触触点点式开开关关调阻调原阻理图 图 5.1斩2 斩波波调调阻阻原理图
斩波调压
U RL
U
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直图 5流.13斩直流波斩电波电路路原原理理
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直流斩波电压波形
图 5.14 直流斩波电压波形
交流电动机