项目一 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电路控制与检查技术分析
城市轨道交通车辆电气电路控制与检查技术分析一、车辆电气电路基本原理城市轨道交通车辆的电气电路主要由供电系统、控制系统、辅助设备等组成。
供电系统包括接触网、集电装置、主开关等，其作用是向车辆提供电能。
控制系统包括牵引控制、制动控制、辅助设备控制等，其作用是实现车辆的运行控制。
辅助设备包括车辆照明、通知系统等，其作用是提供乘客舒适的乘车环境。
车辆电气电路的基本原理是根据不同的控制需求，通过开关和电气元件的组合使用，实现车辆的各种功能。
例如，在牵引控制系统中，通过控制开关的合闸和分闸，将电能从供电系统传输到牵引电机，实现车辆的起动、运行和减速等功能。
二、车辆电气电路控制方式分析1.手动控制：手动控制是最基础的控制方式，通过人工操作开关、按钮等，实现车辆的启动、停止和转向等动作。
这种方式简单可靠，但操作繁琐且效率低。
2.自动控制：自动控制是在车辆电气设备上设置相应的传感器和控制系统，通过对车辆状态的监测和分析，自动调节电气电路的工作状态。
例如，根据车辆的速度和牵引力需求，自动调节电机的电流和电压，实现车辆的平稳运行。
3.远程控制：远程控制是指通过远程通信技术，对车辆的电气电路进行遥控和监测。
这种方式可以方便地对车辆进行调试和故障排除，提高工作效率和安全性。
1.线路检查：线路检查是对车辆电气线路连接状态进行检查，包括接地情况、接触器和继电器的工作情况等。
通过检查线路是否正常连接，可以排查线路接触不良、断路和短路等问题。
2.参数检查：参数检查是对车辆电气装置的工作参数进行检查，例如电流、电压、功率等。
通过检查这些参数是否在正常范围内，可以判断车辆电气装置的工作状态。
3.故障排除：故障排除是在发生故障时，对车辆电气电路进行系统排查和修复。
根据故障现象和故障码等信息，逐步排查故障原因，修复故障点。
4.检修计划：制定合理的检修计划，对车辆电气电路进行定期检修和保养。
通过定期检修，可以发现和解决存在的问题，防止故障的发生。
城市轨道交通车辆技术《车辆电气系统的构成》
=07 第2辅助设备
=02 控制电路 =05 照明
=08 车门控制
=03 控制电路 =06 空调
=09 特殊设备
第二页，共四页。
谢谢聆听！
第三页，共四页。
内容总结
辅助系统ห้องสมุดไป่ตู้包括空压机、辅助风机、空调等设备。谢谢聆听
第四页，共四页。
车辆电气系统的构成
高压牵引系统 用于向牵引电机供电，驱动列车运行
辅助系统
包括空压机、辅助风机、空调等设备
控制系统 由触点控制电路及网络控制系统构成
车辆电路系统按其功能及电压等级，可分为高压牵引 电路〔主电路〕、辅助电路、控制电路等三局部
第一页，共四页。
车辆电气系统的功能组别
=01 主电路
=04
列车网络控制/ 乘客信息系统
城市轨道交通车辆电气系统的研究
城市轨道交通车辆电气系统的研究城市轨道交通是现代城市的重要交通方式之一，它不仅为城市居民提供了便捷的出行方式，也为城市的发展提供了支撑。
在城市轨道交通系统中，车辆电气系统是其重要组成部分，它对轨道交通系统的安全、运行效率和环保性具有重要影响。
对城市轨道交通车辆电气系统进行研究和优化是非常必要的。
一、城市轨道交通车辆电气系统的组成城市轨道交通车辆电气系统主要包括牵引系统、辅助系统和控制系统三大部分。
1.牵引系统：牵引系统是车辆电气系统中的核心部分，它通过对电机的控制来实现车辆的加速、减速和制动。
传统的牵引系统一般采用直流电机和逆变器进行控制，而现代化的牵引系统则逐渐采用了交流电机和变频器进行控制，以提高牵引效率和运行平稳性。
2.辅助系统：辅助系统主要包括空调、照明、制动系统、辅助逆变器等，它们为车辆提供了舒适的乘坐环境和安全的运行条件。
3.控制系统：控制系统是整个车辆电气系统的大脑，它通过对各部分系统进行协调和控制，实现车辆的安全、稳定和高效运行。
二、城市轨道交通车辆电气系统的研究现状随着城市轨道交通的快速发展和技术的不断进步，车辆电气系统的研究也在不断深化和完善。
目前，国内外在城市轨道交通车辆电气系统方面的研究主要集中在以下几个方面：1.电机和逆变器技术：电机和逆变器是车辆牵引系统的核心组件，它们的性能直接影响着车辆的牵引效率和能耗。
目前，国内外在电机和逆变器技术方面都取得了很大的进展，如采用新型的永磁同步电机和多级逆变器，可以显著提高牵引效率和能源利用率。
2.智能控制技术：随着信息技术的发展，智能控制技术在车辆电气系统中得到了广泛应用，如采用智能牵引控制算法和智能能量管理系统，可以有效提升车辆的运行安全和效率。
3.环保节能技术：城市轨道交通作为城市的主力交通方式，其环保性和节能性越来越受到重视。
目前，国内外在城市轨道交通车辆电气系统中也积极开展了各种环保节能技术的研究，如能量回收系统、空气动力学外形设计等，以降低车辆的能耗和减少对环境的影响。
城轨供电电工电子技术-项目一 城市轨道交通电气系统
直流系统
电压（V）
标准
最低
750
500
1500
1000
3000
2000
最高 900 1800 3600
表1-1-1 国际电工委员会拟定的直流系统电压标准
10
三、城市电网对轨道交通的供电方式及负荷等级
供电方式
1 集中式供电
在城市轨道交通沿线，根据用电容量和线路长短，建设专用的主变电 所。主变电所进线电压一般为110kV，经降压后变成35kV或10kV，供 牵引变电所与降压变电所，如图1-1-6所示。主变电所应有两路独立的 进线电源。集中式供电，有利于城市轨道交通供电形成独立体系，便 于管理和运营。
24140(拖车)22800(动车) 3000 3800 1860 1860
24390(拖车)22800(动车) 3000 3800 1860 1860
28
三、城市轨道交通车辆与车辆电气
技术参数 列车编组
供电及受流方式
北京早期车辆 2~6辆
DC750V(接触轨)
表1-2-1 国内各城市地铁列车编组及主要技术参数
北京复—八线 6辆(3动3拖)
上海1号线 8辆(4动4拖)
上海2号线 6辆(4动2拖)
广州1号线 6辆(4动2拖)
DC750V(接触轨)
DC1500V(接触网)
图1-2-3 轨道电路原理图
24
二、轨道电路
（二）轨道电路分类 轨道电路可以按照按接线方式、供电方式、电气牵引区段轨道电路按照牵引电 流通过的轨条、道岔区段轨道电路结构等进行分类，如图1-1-9所示。
图1-2-4 轨道电路分类
25
二、轨道电路
（三）轨道电路重要参数
1 道碴电阻
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
$number
构成课件
{01}
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
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
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
项目一城轨车辆电气控制系统构成课件
城轨车辆电气控制系统能够实现列车的自动驾驶功能，提 高列车运行的自动化水平，降低人工操作的误差。
列车自动监控
通过城轨车辆电气控制系统，列车能够实时监控自身的运 行状态和周围环境，及时发现异常情况并采取相应措施， 确保列车安全运行。
列车自动防护
城轨车辆电气控制系统具备列车自动防护功能，能够实时 监测列车的位置和速度，防止列车超速、冒进等危险情况 的发生。
主控制器
负责整个电气控制系统的协调 和指挥，实现车辆的自动化控
制。
执行器
根据控制器的指令，驱动相应 的元件，实现控制功能。
传感器
检测车辆的运行状态和参数， 为控制器提供实时数据。
通讯模块
实现车辆内部各系统之间的信 息交换和通讯。
城轨车辆电气控制系统的辅助元件
继电器
用于控制电路的通断，实现电路的切换和保 护功能。
城轨车辆电气控制系统中的传感器、控制器和执行器等技术可以应用 于机器人技术领域，提高机器人的感知、决策和执行能力。
城轨车辆电气控制系统的发展趋势与未来展望
集成化与模块化
随着技术的发展，城轨车辆电气控制系统将更加集成化和模块化 ，实现更高的可靠性和可维护性。
智能化与网络化
未来城轨车辆电气控制系统将更加智能化和网络化，能够实现更加 复杂的功能和控制任务。
城轨车辆电气控制系统在其他领域的应用
工业自动化控制
城轨车辆电气控制系统中的控制技术、传感器和执行器等组件可以 应用于工业自动化控制领域，提高生产效率和产品质量。
智能家居
通过将城轨车辆电气控制系统应用于智能家居领域，可以实现家居 设备的远程控制、自动化控制等功能，提高生活的便利性和舒适性 。
机器人技术
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。
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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
3. 受电弓的工作原理
（2）降弓过程
• 快速降弓封路 • 缓慢降弓封路
图1-7 降弓风路示意图
• 快速降弓封路 • 缓慢降弓封路
• 快排阀
先快后慢
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 3. 受电弓的工作原理
半永久
钩
车钩
车钩
• 例如：六节编组的列车编组形式为：
—A=B ※ C=B ※ C= A—
•八节编组的列车编组形式为：
—A=B ※ C=B ※ C =B ※ C = A—
车底电器的悬挂
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
基本任务1 城市轨道交通车辆电气控制系统基础 基本任务2 城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能 拓展任务 城市轨道交通车辆运行工况与受力分析
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
基本任务1 城市轨道交通车辆电气控制系统基础 基本任务2 城市轨道交通车辆电气控制系统主要部件功能 拓展任务 城市轨道交通车辆运行工况与受力分析
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成 【项目描述】
图1-1 城市轨道交通车辆控制原理示意图
项目描述（1）：
• 担当正线运营、站场调车及电动列车在检查、维修、调试等 过程中列车操纵作业
• 城轨车辆故障（电器部件、车门、电机、控制系统等）维修
工作岗位 • 城轨车辆静态、动态试验
• 车辆段编制维修计划
教学项目
• 项目一 • 项目二 • 项目三 • 项目四 • 项目五
城市轨道交通车辆电气控制系统构成 城轨交通车辆主传动系统 城轨交通车辆控制系统 城轨交通车辆辅助供电系统 城轨交通车辆车门控制系统
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。
• 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。
➢ 城市轨道交通车辆最根本的任务：运输 ➢ 完成运输任务的关键：车辆的运行速度及其控制 ➢控制系统作用：根据运营系统给出的命令
对各功能子系统进行调控。 ➢ 控制系统类型: 牵引控制、制动控制 ➢ 控制系统控制方法：数学模型化、传统的PID调节、
人工智能原理的各种控制方法
05:28:14
项目描述（2）：
城市轨道交通车辆电气
课程考核
总评成绩：100%
✓ 平时成绩占 60% （包括出勤情况、学习过程中的多次综合作业、实践练习等） ✓ 期末考试成绩占 40% （期末考试采用笔试闭卷的形式）
项目一 城市轨道交通车辆电气控制系统构成
• 基本任务：介绍城市轨道交通车辆电气控制系统的组成及功能， 系统主要电气部件的结构原理、技术参数、功能作用。 • 拓展任务：分析城市轨道交通车辆的运行工况、牵引力和制动 力的形成。 • 学习目标：
动车（M’） P动A箱车（(M牵) 引和辅助逆变器箱）： 整合辅助逆变器(DC/AC)的牵引箱，装在C车， 箱内一半是辅逆，一半是VVVF牵引逆变器。
PH箱（高压箱）： 整合高压器的牵引箱，装在B车，箱内一半是 HSCB（高速断路器）高速开关及高压传感器， 一半是VVVF牵引逆变器。
图1-5 地铁车辆的主要设备配置
（3）紧急操作
• 当车辆有压缩空气，气压不足， 可手动升弓。
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 4. 受电弓的主要技术参数
受电弓主要技术参数有电气 数据、机械参数及几何尺寸参数。
适用场合：某公司A型车受电 弓，网压DCl500V，4M2T编组。
额定电压/V 电压范围/V 额定电流/A 最大启动电流(30s)/A 最大停车电流/A 标准静接触压力/N 静压力调节范围/N 滑板单向运动在工作高度范围内压力差/N 滑板在工作高度范围内同一高度上，升与降压力差/N 运行速度（km／h） 传动装置压力/kPa 主要尺寸（带绝缘子的高度）/mm 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
城市轨道交通车辆电气
主讲人: 李 淼
教1楼302
城市轨道交通车辆电气
课程的性质与作用
《城市轨道交通车辆电气》是城市轨道交通车辆专业的 一门重要的核心专业课，是本专业核心能力的支撑。
通过本课程的全面学习，熟练掌握车辆电气控制系统构 成，车辆牵引传动系统，车辆牵引与制动控制系统，辅助 供电系统，车辆车门控制系统及电动列车管理服务系统；
图1-4 城市轨道交通车辆单元车的总体控制
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
二、城市轨道交通车辆总体控制
• 电机的可逆性原理；
① 牵引工况：电动机； ② 电制动工况：发电机
图1-4 城市轨道交通车辆单元车的总体控制
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
三、城市轨道交通车辆电气部件与设备
拖车(TC)
电分段
馈电线 接触网
经过电动列车的受电器向 电动列车供给电能的导电网
主变电站 从牵引变 电所向接 触网输送 牵引电能 的导线
接触网
回流线 钢轨
列车行走时 ，利用走行 轨作为牵引 电流回流的 电路
侧摩式接触轨（第三轨）
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。
• 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。
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 3. 受电弓的工作原理
（1）升弓过程
图1-7 升弓风路示意图
• 空气过滤器 • 节流阀
一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述
2. 功能 车门控制系统
• 通过列车信息显示系统，告知和提醒 驾驶员所有乘客车门的状态。
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
二、城市轨道交通车辆总体控制
1. 概念
在轨道交通运输中，采用电动机机械传动来满足车辆牵引的电气部分，称为 电力牵引传动控制系统。
2. 特点
➢ 人机界面作用：驾驶员可随时了解整个列车的运行状态和各 主要单元部件的工作状态，必要时人工干预。
➢ 人机界面组成：系统操作软件、微机控制系统、总线控制 ➢ 电气控制系统功能：实现列车自动驾驶系统ATO、
列车自动控制系统 ATC、 列车自动保护系统ATP、 列车自动监控系统 ATS、 列车通信控制TCC等全自动控制 ➢ 电气控制系统组成：主牵引传动系统、辅助电源系统、 牵引/制动控制系统、车门控制系统
• 电流经过车辆轮对、钢轨回到变电所， 形成闭合回路。
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述
1. 组成框图
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述
2. 功能 主牵引传动系统
• 主电路系统，是列车牵引动力 和电制动力得以实现的载体。
以职业能力标准为依据整合课程内容
1.识图知识：电动列车车辆设备布置图、电动列车车辆综合线路图、 电动列车辅助系统原理图、电动列车气路系统原理图
2.电机知识 3.电动列车车辆知识:车辆驾驶操作知识、车辆制动系统知识、车辆转向架
知识、车辆电力电子器件知识、车辆电气机械控制知 识、车辆故障判断及应急处理知识 4.法律规章知识:《司机手册》、《电动列车驾驶员规范化作业标准》、相 关电动列车检查、运行、调试、故障处理与安全生产等规 程规范。
（一）受电弓
1. 车辆的供电与受流
• 国家标准：
DC1500V——接触网 DC750V——第三轨
• 供电方式：
接触网供电——受电弓 接触轨供电——集电靴
牵引网
用以供 牵引电 流返回 牵引变 电所的 导线
主变电站
牵引变电站
馈电线
回流线
由馈电线、接触网、轨道回 路及回流线组成的供电网络
称为牵引网
为便于检修和缩 小事故范围，将 接触网分成若干 段称为电分段
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
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
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
能够读懂车辆电气控制原理图，具有对常见电气故障进 行分析、判断和处理的能力，为从事城轨交通车辆检修与 驾驶、运用与管理工作打下坚实的基础，也是取得中级职 业技能证书的主要支撑课程之一。
城市轨道交通车辆电气
课程特点
职业
• 岗位一 • 岗位二 • 岗位三 • 岗位四
城市轨道交通电动列车驾驶员 城轨交通车辆维修工 城轨交通车辆检查工 车辆段调度
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述
2. 功能 辅助供电系统
• 提供辅助供电。
任务一 城市轨道交通车辆电气控制系统基础
一、城市轨道交通车辆电气控制系统概述
2. 功能 牵引/制动控制系统
• 列车实现牵引和制动控制相关功能的 控制电路系统。