地铁列车牵引系统ppt课件
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城市轨道交通牵引系统
第一阶段：交流电动机数学模型复杂，初期，人们 对其调速特点没有很好的掌握；
第二阶段：充分掌握其调速理论，受变流器本身限 制，调速装置无法实现；
第三阶段：电力电子器件的发展促进了交流电机的 应用。
交流牵引系统已被世界各国公认为近代最优越的牵 引调速系统，交流牵引也是今后世界各国轨道交通 发展的总趋势。
U2
O
t = 360 时
i1= 0，i2＜ 0，i3＞0
7.2.2 三相异步电机
2. 旋转磁场的转速
同步转速n0
i 变化一周
→旋转磁场转一圈
i 每秒钟变化 50 周
→旋转磁场转 50 圈
i 每分钟变化 (50×60) 周 →旋转磁场转 3000 圈
n0 = 3000 = 60 f1 (r / min)
直接传动永磁同步电机
城市轨道交通牵引系统
7.1 概述
I DC供电
I(电流)
I
调速系统
牵引电机
牵引电机
I
有轨电车工作原理
城市轨道交通牵引系统
7.2 直流电力牵引系统
直流电动机由定子转子两部分构成。
极心
极掌
N ···
励磁绕组
···
S
S
机座
转子
N
直流电动机的磁极和磁路
城市轨道交通牵引系统
7.2 直流电力牵引系统
城市轨道交通牵引系统
7.2 直流电力牵引系统
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 杂的维护问题 交流电力传动特点：电机结构简单，成本较低；正作 可靠，寿命长，维修、运行费用低；防空转能力好
第二阶段：充分掌握其调速理论，受变流器本身限 制，调速装置无法实现；
第三阶段：电力电子器件的发展促进了交流电机的 应用。
交流牵引系统已被世界各国公认为近代最优越的牵 引调速系统，交流牵引也是今后世界各国轨道交通 发展的总趋势。
U2
O
t = 360 时
i1= 0，i2＜ 0，i3＞0
7.2.2 三相异步电机
2. 旋转磁场的转速
同步转速n0
i 变化一周
→旋转磁场转一圈
i 每秒钟变化 50 周
→旋转磁场转 50 圈
i 每分钟变化 (50×60) 周 →旋转磁场转 3000 圈
n0 = 3000 = 60 f1 (r / min)
直接传动永磁同步电机
城市轨道交通牵引系统
7.1 概述
I DC供电
I(电流)
I
调速系统
牵引电机
牵引电机
I
有轨电车工作原理
城市轨道交通牵引系统
7.2 直流电力牵引系统
直流电动机由定子转子两部分构成。
极心
极掌
N ···
励磁绕组
···
S
S
机座
转子
N
直流电动机的磁极和磁路
城市轨道交通牵引系统
7.2 直流电力牵引系统
城市轨道交通牵引系统
7.2 直流电力牵引系统
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 杂的维护问题 交流电力传动特点：电机结构简单，成本较低；正作 可靠，寿命长，维修、运行费用低；防空转能力好
《列车牵引计算》课件
02
动力学方法
利用列车动力学原理，通过列车的加速度、速度和位置等参数计算阻力。
04
CHAPTER
列车运动方程式与平衡速度
1
2
3
在列车牵引计算中，牛顿第二定律是建立列车运动方程式的基础，即合力等于质量乘以加速度。
牛顿第二定律的应用
在建立列车运动方程式时，需要考虑列车的阻力以及阻力系数，以更准确地描述列车的运动状态。
平衡速度的意义
03
平衡速度是列车牵引计算中的一个重要参数，它反映了列车在无外力作用下的运动状态，对于列车的安全运行和节能减排具有重要意义。
阻力系数是影响平衡速度的关键因素之一，阻力系数越大，平衡速度越小。
阻力系数的影响
列车质量也会影响平衡速度，质量越大，平衡速度越小。
列车质量的影响
线路条件如坡度、曲线半径等也会对平衡速度产生影响。例如，下坡路段的坡度越大，平衡速度越高；曲线半径越小，平衡速度越低。
02
CHAPTER
列车牵引力计算
列车牵引力的来源
列车牵引力主要来源于机车或动车组的牵引电机，通过传动装置将动力传递至车轮，从而驱动列车前进。
列车牵引力定义
列车牵引力是列车车轮与钢轨之间的摩擦力，用于克服列车行驶过程中的阻力，使列车能够前进。
列车牵引力的特点
列车牵引力具有方向性，始终与列车前进方向相反，同时大小受机车或动车组的功率限制，并与运行速度成反比关系。
线路条件的影响
05
CHAPTER
列车牵引计算的实践应用
列车牵引计算是铁路运输中不可或缺的一环，它涉及到列车的牵引力、阻力以及运动方程等计算。
在铁路运输中，列车牵引计算主要用于指导列车的编组、运行和调度，确保列车安全、高效地运行。
项目二城市轨道交通车辆牵引传动系统ppt课件
•引电虽机然正各常条线工路作采的取电牵压引和系频统率的。厂家不同，但牵引系统都是通过调频
调压的方法来改变电机的转速，从而实现对车辆的牵引控制。
电动机的输出机械功率
① 改变牵引电动机的联接法，例如串并联的方式。
电流由受电弓引入到高压隔离开关，隔离开关用于车间电源转换和作为高速断路器前的隔离接地。
INDMAX =692A 应用于城市轨道交通车辆时，初级可以设置在车上，也可以设置在地面，分别称为车载初级式和地面初级式。
交流传动系统：采用交流（同步、异步）牵引电动机。
电传动系统主电路
定义：一般是指一个车辆单元的牵引动力电路。 组成：受流器、牵引箱、牵引电机、制动电阻箱、电抗器及电气开关等。
图2-1 主牵引逆变器外形结构
主回路的功能概述及构成
• 定义：是牵引电机工作回路，通过指令对牵引电机进行控制；
为了保证直流供电电压的品质，采用 • 功能：可实现列车牵引电和电路制电动抗功器能和，电也容可滤完波成器向来前吸、收向牵后引的
（1）牵引／制动系统组成
2T．C车掌设握熔置电有气断2制个动器接的地类：装型置；，由M车两设置个有41个0接0地A装置、。一个160A和一个250A的熔断器组成。 100A——给B车和C车辅助逆变器提供保护； 160BA车—底—部给安A车装充有电高机压提箱供，电每流台保高护压；箱中安装两台高速断路 250器A—，—分给别C给车B的车车和端C车连牵接引器逆电变路器提供供电电。流保护。
项目二城市轨道交通车辆牵引传动系统
学习目标
1．掌握牵引传动控制的类型； 2．掌握电气制动的类型； 3．掌握直流、交流传动的控制原理； 4．能正确分析牵引和电制动电路； 5．能正确分析高压回路电路； 6．掌握主传动控制系统中的保护方式； 7．了解城轨车辆使用的电力电子器件类型、工作原理和应用； 8．了解城轨车辆整流、斩波和逆变电路工作原理和应用； 9. 掌握单轨牵引传动系统的构成及主要电气结构作用； 10.了解城轨车辆的电磁兼容技术应用。
城市轨道交通车辆基础电子课件第六章电力牵引系统
13
城市轨道交通车辆电力牵引系统框图 14
城市轨道交通车辆电力牵引系统主电路
ห้องสมุดไป่ตู้15
五、 电力牵引系统的发展
随着电力电子器件和计算机技术的发展，城市轨道交通车辆的电力牵引传动 技术由最初的变阻调速发展到斩波器调速，并不断进一步发展，在采用三相异步 牵引电动机的动车中应用了变压变频技术。目前，逆变器技术已在城市轨道交通 动车组上得到了非常广泛的应用。
40
转子结构如图所示， 由电气绝缘钢片叠装而成的铁芯组件被冷缩装配到由高强 度热处理钢制成的转子轴上，同时配以分别布置于其左右的转子止推环。转子配有 通风用的轴向风道。铜制转子线排位于铁芯组件的槽中。
41
（2）牵引电动机的工作原理 受流装置从接触网上获得直流电流，经过列车牵引逆变器转换成三相交流电，输 送给交流牵引电动机（三相异步电动机）定子上空间位置相差120°的三相绕组，使 定子三相绕组中有对称的三相电流流过，从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕组在这 个旋转磁场中感应出电动势，使转子绕组中产生电流。转子电流与旋转磁场相互作用， 产生电磁力，形成使转子旋转的电磁转矩，转轴通过联轴器和齿轮箱把转矩传送给车 辆转向架的车轴，带动车轮滚动，驱动列车运行。
因此，城市轨道交通车辆的电力牵引系统大致经历了20世纪80年代前的凸轮 变阻调压直流传动系统、20世纪80年代的斩波调压直流传动系统和20世纪90年代 的变压变频交流传动系统三个阶段。
16
在城市轨道交通车辆电力牵引传动系统中，牵引变流器（包括斩波器、逆变器 等）广泛采用了门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块或智能 功率（IPM）模块作为主开关器件，尤其是IGBT模块或IPM模块对于较高频率工作具 有良好的适应能力。微电子技术在城市轨道交通车辆的牵引、制动、辅助控制、信 息显示与储存、防滑与防空转控制及行车安全等方面也得到了广泛应用。城市轨道 交通车辆除了采用摩擦制动外，还采用了电气制动技术，如再生制动、电阻制动及 磁轨制动等，提高了车辆运行过程中的节能效果与安全性。
城市轨道交通车辆电力牵引系统框图 14
城市轨道交通车辆电力牵引系统主电路
ห้องสมุดไป่ตู้15
五、 电力牵引系统的发展
随着电力电子器件和计算机技术的发展，城市轨道交通车辆的电力牵引传动 技术由最初的变阻调速发展到斩波器调速，并不断进一步发展，在采用三相异步 牵引电动机的动车中应用了变压变频技术。目前，逆变器技术已在城市轨道交通 动车组上得到了非常广泛的应用。
40
转子结构如图所示， 由电气绝缘钢片叠装而成的铁芯组件被冷缩装配到由高强 度热处理钢制成的转子轴上，同时配以分别布置于其左右的转子止推环。转子配有 通风用的轴向风道。铜制转子线排位于铁芯组件的槽中。
41
（2）牵引电动机的工作原理 受流装置从接触网上获得直流电流，经过列车牵引逆变器转换成三相交流电，输 送给交流牵引电动机（三相异步电动机）定子上空间位置相差120°的三相绕组，使 定子三相绕组中有对称的三相电流流过，从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕组在这 个旋转磁场中感应出电动势，使转子绕组中产生电流。转子电流与旋转磁场相互作用， 产生电磁力，形成使转子旋转的电磁转矩，转轴通过联轴器和齿轮箱把转矩传送给车 辆转向架的车轴，带动车轮滚动，驱动列车运行。
因此，城市轨道交通车辆的电力牵引系统大致经历了20世纪80年代前的凸轮 变阻调压直流传动系统、20世纪80年代的斩波调压直流传动系统和20世纪90年代 的变压变频交流传动系统三个阶段。
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在城市轨道交通车辆电力牵引传动系统中，牵引变流器（包括斩波器、逆变器 等）广泛采用了门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块或智能 功率（IPM）模块作为主开关器件，尤其是IGBT模块或IPM模块对于较高频率工作具 有良好的适应能力。微电子技术在城市轨道交通车辆的牵引、制动、辅助控制、信 息显示与储存、防滑与防空转控制及行车安全等方面也得到了广泛应用。城市轨道 交通车辆除了采用摩擦制动外，还采用了电气制动技术，如再生制动、电阻制动及 磁轨制动等，提高了车辆运行过程中的节能效果与安全性。
地铁列车牵引系统
断进行技术创新与实践。
技术创新内容
上海地铁列车牵引系统采用了先 进的交流变频调速技术，并结合 信号系统实现了自动驾驶和自动
控制功能。
实践成果
通过技术创新和实践，上海地铁 列车牵引系统实现了高效、安全 、可靠的运营，提高了乘客的出
行体验。
广州地铁列车牵引系统的应用与优化
背景
广州地铁作为中国南方重要的地铁网络之一，其列车牵引 系统需要满足不同线路和运营需求。
交流牵引电机
采用交流供电方式驱动，效率高、噪音小、加速性能好，是 现代地铁列车的主要选择。
不同制式的牵引供电系统
单轨制式
适用于单轨线路，牵引供电设备设置在轨道一侧，优点是结构简单、维护方便，但供电能力有限。
双轨制式
适用于双轨线路，牵引供电设备设置在轨道两侧，优点是供电能力大、稳定性好，但结构复杂、维护 成本高。
对关键部件进行定期 润滑，防止磨损。
主要部件的保养与更换
定期更换磨损的轴承、齿轮等关 键部件，保证牵引系统的正常运
行。
对空气压缩机、冷却系统等辅助 设备进行保养，确保其正常运行
。
对关键部件进行无损探伤，确保 其结构完整性。
安全注意事项与紧急处理措施
在进行维护和保养时，必须遵 守相关安全规程，确保工作人 员的人身安全。
再生制动与电阻制动
再生制动
将列车的制动能量回馈到供电网络中， 减少能源浪费，但会对电网造成冲击。
VS
电阻制动
通过制动电阻将列车的制动能量转化为热 能散发出去，制动力度较灵活，但会浪费 部分能量。
列车通信与控制技术
车-车通信
采用无线通信技术实现列 车之间的信息交互，提高 列车运行的安全性和效率 。
牵引系统的分类与比较
技术创新内容
上海地铁列车牵引系统采用了先 进的交流变频调速技术，并结合 信号系统实现了自动驾驶和自动
控制功能。
实践成果
通过技术创新和实践，上海地铁 列车牵引系统实现了高效、安全 、可靠的运营，提高了乘客的出
行体验。
广州地铁列车牵引系统的应用与优化
背景
广州地铁作为中国南方重要的地铁网络之一，其列车牵引 系统需要满足不同线路和运营需求。
交流牵引电机
采用交流供电方式驱动，效率高、噪音小、加速性能好，是 现代地铁列车的主要选择。
不同制式的牵引供电系统
单轨制式
适用于单轨线路，牵引供电设备设置在轨道一侧，优点是结构简单、维护方便，但供电能力有限。
双轨制式
适用于双轨线路，牵引供电设备设置在轨道两侧，优点是供电能力大、稳定性好，但结构复杂、维护 成本高。
对关键部件进行定期 润滑，防止磨损。
主要部件的保养与更换
定期更换磨损的轴承、齿轮等关 键部件，保证牵引系统的正常运
行。
对空气压缩机、冷却系统等辅助 设备进行保养，确保其正常运行
。
对关键部件进行无损探伤，确保 其结构完整性。
安全注意事项与紧急处理措施
在进行维护和保养时，必须遵 守相关安全规程，确保工作人 员的人身安全。
再生制动与电阻制动
再生制动
将列车的制动能量回馈到供电网络中， 减少能源浪费，但会对电网造成冲击。
VS
电阻制动
通过制动电阻将列车的制动能量转化为热 能散发出去，制动力度较灵活，但会浪费 部分能量。
列车通信与控制技术
车-车通信
采用无线通信技术实现列 车之间的信息交互，提高 列车运行的安全性和效率 。
牵引系统的分类与比较
地铁车辆——牵引培训(PPT63页)
高牵引力，直至达到最高驱动档位（Dmax）。 • 控制杆（1）反向偏离惰行档位约10 ° – 最低制动（Bmin）。 • 控制杆（1）反向偏离最低制动档位（Bmin）约25 ° = 持续提高
制动力，直至达到最大常用制动档位（MB）。 • 控制杆（1）反向完全偏离惰行档位约41.6 ° – 有缺口位置的完全
强迫风冷制动电阻
制动电阻参数
• 额定电压 : DC 1800 V • 最大工作电压 : DC 2200 V • 常温阻值：2 x 1,96Ω • 运行时的阻值：2 x 2,90 Ω
牵引电机
• 地铁牵引系统主要采用交流传动系统，地铁列 车交流牵引电机有旋转电机和直线电机两种 ， 目前一至三号线牵引系统采用旋转电机，四、 五号线采用直线电机。
司机控制器
• 司机控制器是用来操纵地铁车辆运行的主 令控制器，是利用控制电路的低压电器间 接控制主电路的电气设备。也适用于其它 内燃机车、电力机车、动车组、城市轻轨 等，用来控制机车（或动车等）的运用工 况和行车速度。
司机控制器
• 主控制器（（1）由控制杆（1）在83.2 °的角度内手动操作。 • 整个位移被细分为以下几部分： • 控制杆处于垂直位置 - 中间档位（N）（自动驱动）。 • 控制杆（1）正向偏离惰行档位约10 °– 最低驱动（Dmin）。 • 控制杆（1）正向偏离最低驱动档位（Dmin）约31.6 ° = 持续提
自然风冷却制动电阻
• 制动电阻采用对流冷却，无须强制风冷， 即自然风冷制动电阻。不同的厂家生产的 产品可能不尽相同，有的冷却空气从底部 进入制动电阻箱并从带孔侧墙排出，有的 冷却空气从侧面进入，从底部排出。
自然风冷却制动电阻
强迫风冷制动电阻
• 制动电阻冷却采用强迫风冷，与自然风冷 制动电阻相比，体积较小重量较轻。虽然 强迫风冷风扇电机需要消耗电能，相比于 自然风冷增加重量引起的能耗增加，风扇 电机能耗较少。
制动力，直至达到最大常用制动档位（MB）。 • 控制杆（1）反向完全偏离惰行档位约41.6 ° – 有缺口位置的完全
强迫风冷制动电阻
制动电阻参数
• 额定电压 : DC 1800 V • 最大工作电压 : DC 2200 V • 常温阻值：2 x 1,96Ω • 运行时的阻值：2 x 2,90 Ω
牵引电机
• 地铁牵引系统主要采用交流传动系统，地铁列 车交流牵引电机有旋转电机和直线电机两种 ， 目前一至三号线牵引系统采用旋转电机，四、 五号线采用直线电机。
司机控制器
• 司机控制器是用来操纵地铁车辆运行的主 令控制器，是利用控制电路的低压电器间 接控制主电路的电气设备。也适用于其它 内燃机车、电力机车、动车组、城市轻轨 等，用来控制机车（或动车等）的运用工 况和行车速度。
司机控制器
• 主控制器（（1）由控制杆（1）在83.2 °的角度内手动操作。 • 整个位移被细分为以下几部分： • 控制杆处于垂直位置 - 中间档位（N）（自动驱动）。 • 控制杆（1）正向偏离惰行档位约10 °– 最低驱动（Dmin）。 • 控制杆（1）正向偏离最低驱动档位（Dmin）约31.6 ° = 持续提
自然风冷却制动电阻
• 制动电阻采用对流冷却，无须强制风冷， 即自然风冷制动电阻。不同的厂家生产的 产品可能不尽相同，有的冷却空气从底部 进入制动电阻箱并从带孔侧墙排出，有的 冷却空气从侧面进入，从底部排出。
自然风冷却制动电阻
强迫风冷制动电阻
• 制动电阻冷却采用强迫风冷，与自然风冷 制动电阻相比，体积较小重量较轻。虽然 强迫风冷风扇电机需要消耗电能，相比于 自然风冷增加重量引起的能耗增加，风扇 电机能耗较少。
2024版CTCS列车运行控制系统ppt课件
2024/1/24
15
案例分析：某高铁线路运行控制实践
线路概况
介绍某高铁线路的基本情况，包括线路长度、 设计速度、车站数量等。
控制策略应用
阐述在该高铁线路上应用的列车运行控制策略，包括 基于速度曲线的控制、基于时间间隔的控制和节能优 化控制等。
实施效果评估
对该高铁线路应用上述控制策略后的实际效果 进行评估，包括运行安全性、准点率、能耗降 低等方面的指标。
时间间隔的动态调整
根据线路条件和列车运行状况，对时间间隔进行动态调整，以适 应不同运行场景和需求。
14
节能优化控制策略
牵引力优化
在保证列车安全、准点运行的前提下，通过优化牵引 力控制策略，降低列车运行能耗。
制动力回收
利用列车制动时产生的能量进行回收再利用，提高能 源利用效率。
空调系统节能控制
根据车厢内外温度和乘客舒适度需求，对空调系统进 行节能控制，减少不必要的能源消耗。
ATC
实现列车自动控制，包括速度控 制、定位、车门控制等。
ATP
确保列车运行安全，防止超速、 碰撞等危险情况。 2024/1/24
ATO
实现列车自动驾驶，减轻驾驶员 负担，提高运行效率。
ATS
监控列车运行状态，提供实时数 据和故障诊断。
20
系统架构设计与实现
系统架构设计
01
02
采用分布式架构，实现模块化、可扩展性。
2024/1/24
16
04
车载设备与系统架构
2024/1/24
17
车载设备组成及功能
车载设备主要组成
列车自动控制系统（ATC）
列车自动防护系统（ATP）
2024/1/24
机车车辆与牵引系统PPT课件
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
① 单相牵引负荷将会在电力系统中形成负序电流，当电力系统容量较 小时，负序电流的影响尤为突出。 ② 电力牵引负荷是感性负荷，功率因数低，特别是采用相控整流后， 牵引电流变为非正弦波，出现较大的谐波电流，将使功率因数更低。 ③ 牵引网中的单相工频电流将对沿线通信线路造成较大的电磁干扰。
• 二、变电所 • （一）变电所的分类 • 1、高压主变电所 • 2、牵引变电所 • 3、降压（动力）变电所
(2)地铁车辆制动的种类和特点 地铁车辆必须适应地铁运行的特点， 地铁线路的站间距一般都在1km左右，由于站间距离短，列车的调速 及制动都比较频繁。 (3)地铁车辆的制动方式 地铁车辆的制动方式一般有再生制动、电阻 制动和空气摩擦制动三种，它们分别为第一、第二和第三优先级制动， 并且还采取了程序制动措施。 (4)制动控制方式 有轨交通车辆的控制方式有气控制气、电控制气和 电—空控制等多种控制方式。 1)气控制气。 2)电控制气。 3)电—空控制。
(5)地铁列车制动系统 目前，地铁列车一般采用模拟式电—空制动系 统。
图5-16 列车气路示意图
(6)制动系统部件 1)空气压缩机。
图5-17 制动控制单元工作原理图
2)控制单元。 3)制动微机控制单元。 4)防滑系统。 5)单元制动机。
空气气路及制动系统检查 (1)对空压机单元及空气干燥器的日检检查 检查空压机及 空气干燥器外观、紧固件及工作状况，要求外观正常、紧 固件无松动。 (2)对各类气管及阀的日检检查 检查各类气管，要求无明 显泄漏；检查可见阀门，要求阀门位置正确。 (3)对单元制动机的日检检查 检查锁紧片、橡皮保护套、 闸瓦卡簧及其各螺栓，要求无异常；检查闸瓦，要求闸瓦 未磨耗到限，或更换闸瓦后检查其调整间隙。
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
① 单相牵引负荷将会在电力系统中形成负序电流，当电力系统容量较 小时，负序电流的影响尤为突出。 ② 电力牵引负荷是感性负荷，功率因数低，特别是采用相控整流后， 牵引电流变为非正弦波，出现较大的谐波电流，将使功率因数更低。 ③ 牵引网中的单相工频电流将对沿线通信线路造成较大的电磁干扰。
• 二、变电所 • （一）变电所的分类 • 1、高压主变电所 • 2、牵引变电所 • 3、降压（动力）变电所
(2)地铁车辆制动的种类和特点 地铁车辆必须适应地铁运行的特点， 地铁线路的站间距一般都在1km左右，由于站间距离短，列车的调速 及制动都比较频繁。 (3)地铁车辆的制动方式 地铁车辆的制动方式一般有再生制动、电阻 制动和空气摩擦制动三种，它们分别为第一、第二和第三优先级制动， 并且还采取了程序制动措施。 (4)制动控制方式 有轨交通车辆的控制方式有气控制气、电控制气和 电—空控制等多种控制方式。 1)气控制气。 2)电控制气。 3)电—空控制。
(5)地铁列车制动系统 目前，地铁列车一般采用模拟式电—空制动系 统。
图5-16 列车气路示意图
(6)制动系统部件 1)空气压缩机。
图5-17 制动控制单元工作原理图
2)控制单元。 3)制动微机控制单元。 4)防滑系统。 5)单元制动机。
空气气路及制动系统检查 (1)对空压机单元及空气干燥器的日检检查 检查空压机及 空气干燥器外观、紧固件及工作状况，要求外观正常、紧 固件无松动。 (2)对各类气管及阀的日检检查 检查各类气管，要求无明 显泄漏；检查可见阀门，要求阀门位置正确。 (3)对单元制动机的日检检查 检查锁紧片、橡皮保护套、 闸瓦卡簧及其各螺栓，要求无异常；检查闸瓦，要求闸瓦 未磨耗到限，或更换闸瓦后检查其调整间隙。
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综上所述，列车牵引力最大值在任何时候都不得超过车辆各动轮 与钢轨间粘着力的最大值的总和。这一原理称为粘着定律
06.05.2020
.
6
影响牵引力的两个因素
一是牵引装置传给轮对的转矩。它和牵引电 机的速度特性和扭转特性所决定的牵引特 性有关；
二是动轮与钢轨的相互作用，主要是轮轨间 的粘着系数以及动轮的荷重有关。当牵引 电机选定后，轮轨间的粘着就变成产生牵 引力的决定条件，牵引力不能大于轮轨粘 着力，否则动轮就会产生空转，列车不能 前进并造成轮对踏面和钢轨面擦伤的恶果。
➢ 列车运行时，增大制动力可缩短制动距离，提高行车的安全性， 但是，并不是制动力越大，制动效果越好。制动力也和实现牵 引力一样，必须遵守粘着定律。当制动力大于轮轨间的粘着力 时，就像牵引力一样，也会发生轮轨间的滑行，此时，车轮被 闸瓦抱死，车轮在钢轨上滑行。列车一旦滑行，首先是制动力 下降，其次会发生轮对踏面及轨面的擦伤。对此司机在驾驶列 车，尤其是天气不良，轮轨粘着状态不好时，要特别加以注意。
当F增大超过粘着力的极限值时，轮轨间的粘着被破坏，动轮因 无足够的水平支承力，就不能在钢轨上滚动，而开始在钢轨上滑动， 造成动轮空转，这时，钢轨对车轮的反作用力FK（牵引力）也因由静 摩擦力变为动摩擦力而急剧下降。随着轮轨间相对滑动速度的增加， 动磨擦系数越来越小，粘着力的下降更为严重。结果动轮以轴为中心 加速空转，车轮空转易造成传动装置和走行部的损坏，并使轨与轮接 触面擦伤。所以在运行中必须尽量避免。
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阻力
➢ 阻力是车辆运行中必然存在的一种外力与 列车运动方向相反，根据阻力引起的原因 可把阻力分为基本阻力和附加阻力。
基本阻力：列车在运行中总是存在，列车在平 直道上运行时一般只有基本阻力。
附加阻力：发生在特定的情况下，上坡、曲线、 起动。
➢ 列车阻力随所处环境的不同而变化，也与 车辆结构设计，保养质量有关。影响阻力 的因素极为复杂，变化也很大，很难进行 理论推算。
➢ 起动阻力： 起动阻力对地铁车辆而言起动性能好，影响 不大。对内燃机车是一主要阻力。
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制动力
➢ 制动力的形成：制动是车辆运行的重要性能，制动性能的好坏 在很大程度上限制了车辆的载重和列车的运行速度。地铁车辆 主要采用电制动，但是由于电制动的制动力和车辆运行速度之 间的关系是速度越低制动力越小，所以停车和紧急制动时还要 采用空气制动系统。空气制动又称摩擦制动。
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黏着与黏着定律
由上面的图可以看出，车轮由于受到正压力而保持动轮与钢轨的接 触处的相对静止,这种现象称为“黏着”。黏着状态下的静摩擦力FK 也叫“黏着力”。
黏着类似于静力学里的静摩擦。当动轮的驱动转矩产生的切向力 F增大时，黏着力FK也随之增大，保持与F相等，实验证明，黏着力 最大值于动轮的正压力成正比，其比例常数被称为黏着系数。
外力。
➢ 这三个力作用于列车，并影响列车运行。在一般情况下不是同 时存在的。在牵引工况，牵引力、阻力同时存在；在惰行工况， 仅阻力存在；在制动工况，制动力、阻力同时存在。
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牵引力的形成
牵引电牵机引的力 转形 成矩示通意过图输出轴，传动装电置动（客 联车 牵轴引节力，形 齿成 示轮意箱图）最后 使车辆动轮获得扭矩M。假设我们把车辆吊起来离开钢轨，则扭矩作为 内力矩，只能使车轮发生旋转运动，而不能使车辆发生平衡运动。但 当车辆置于钢轨上使车轮和钢轨成为有压力的接触时，就产生车轮作 用于钢轨的可以控制的力F，而F所引起的钢轨反作用于车轮的反作用 力FK就是使列车发生平移运动的外力（如图所示）。这种由钢轨沿列 车运行方向加于动轮轮周上的切向外力ΣFK就是列车的轮周牵引力， 简称列车牵引力。
W = a + bv + cv2(N/KN) 阻力与速度是二次函数的关系，式中a、b、c为实验数据
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附加阻力
➢ 坡道阻力: 列车进入坡道后，由列车重力产生的沿坡道 斜面的分力称为坡道阻力。
➢ 曲线阻力：曲线阻力是列车通过曲线时增加的阻力，引 起曲线阻力的原因有： • 缘与外轨头内侧的摩擦； • 柱轴承的轴端摩擦； • 轮对于钢轨的横向及纵向滑动； • 心销及中心销座因转向架的回转而发生的摩擦。 曲线阻力与许多因素有关，如：曲线半径、运行 速度、外轨超高、车重、轴距、踏面的磨耗程度 等。经验公式：
在车辆与隧道的间隙中存在着强烈气流摩擦和车辆前后的空气压力差，使空气阻力 成为车辆的主要运行阻力。列车运行速度越高，基本阻力越大。 ➢ 地铁在A车前端下部设计扰流板的目的就是为了减少运行时的空气阻力。高速列车 把外形设计成流线形也是为了减少高速时很大的气流阻力。 ➢ 因为影响阻力的因素极为复杂，变化很大，所以一般采用理论和实验相结合，求出 经验公式，在车辆单位重量下车辆的基本阻力公式为：
• 当G 0时， 车辆加速运行； • 当G =0时， 车辆静止或匀速运行； • 当G0时， 车辆减速运行。
➢ 作用在车辆上的诸多外力按其性质可分为三类：
• 牵引力 FK—— 使列车运动并可以控制的外力； • 车辆阻力 W—— 在运行中产生的与列车运行方向相反的不可控制的力； • 制动力 B—— 与列车运行方向相反的并使列车减速或停止的可控制的
列车牵引系统
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目录
➢ 列车牵引理论简述 ➢ 列车牵引系统设备组成 ➢ 列车牵引控制 ➢ 一号线车辆牵引系统简介
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第一部分
列车牵引理论简述
➢ 地铁车辆在运动过程中会受到各种外力的作用，影响它的运行 结果。我们把所有作用在车辆上外力的合力用G表示，根据动 力学原理:
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基本阻力
产生基本阻力的主要因素有： 滚动轴承及车辆各摩擦处之间的摩擦； 车轮与钢轨间的滚动的滚动摩擦和滑动摩擦； 冲击和振动引起的阻力； 空气阻力。 ➢ 基本阻力诸因素对列车阻力的影响程度与运行速度有关。低速时，轴承、轮轨等摩
擦的影响大，空气阻力影响小；高速时，空气阻力占主导地位，而摩擦影响就不大。 ➢ 对于地铁车辆而言，车辆主要在隧道中运行，由于车辆与隧道的横截面之比很小，
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影响牵引力的两个因素
一是牵引装置传给轮对的转矩。它和牵引电 机的速度特性和扭转特性所决定的牵引特 性有关；
二是动轮与钢轨的相互作用，主要是轮轨间 的粘着系数以及动轮的荷重有关。当牵引 电机选定后，轮轨间的粘着就变成产生牵 引力的决定条件，牵引力不能大于轮轨粘 着力，否则动轮就会产生空转，列车不能 前进并造成轮对踏面和钢轨面擦伤的恶果。
➢ 列车运行时，增大制动力可缩短制动距离，提高行车的安全性， 但是，并不是制动力越大，制动效果越好。制动力也和实现牵 引力一样，必须遵守粘着定律。当制动力大于轮轨间的粘着力 时，就像牵引力一样，也会发生轮轨间的滑行，此时，车轮被 闸瓦抱死，车轮在钢轨上滑行。列车一旦滑行，首先是制动力 下降，其次会发生轮对踏面及轨面的擦伤。对此司机在驾驶列 车，尤其是天气不良，轮轨粘着状态不好时，要特别加以注意。
当F增大超过粘着力的极限值时，轮轨间的粘着被破坏，动轮因 无足够的水平支承力，就不能在钢轨上滚动，而开始在钢轨上滑动， 造成动轮空转，这时，钢轨对车轮的反作用力FK（牵引力）也因由静 摩擦力变为动摩擦力而急剧下降。随着轮轨间相对滑动速度的增加， 动磨擦系数越来越小，粘着力的下降更为严重。结果动轮以轴为中心 加速空转，车轮空转易造成传动装置和走行部的损坏，并使轨与轮接 触面擦伤。所以在运行中必须尽量避免。
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阻力
➢ 阻力是车辆运行中必然存在的一种外力与 列车运动方向相反，根据阻力引起的原因 可把阻力分为基本阻力和附加阻力。
基本阻力：列车在运行中总是存在，列车在平 直道上运行时一般只有基本阻力。
附加阻力：发生在特定的情况下，上坡、曲线、 起动。
➢ 列车阻力随所处环境的不同而变化，也与 车辆结构设计，保养质量有关。影响阻力 的因素极为复杂，变化也很大，很难进行 理论推算。
➢ 起动阻力： 起动阻力对地铁车辆而言起动性能好，影响 不大。对内燃机车是一主要阻力。
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制动力
➢ 制动力的形成：制动是车辆运行的重要性能，制动性能的好坏 在很大程度上限制了车辆的载重和列车的运行速度。地铁车辆 主要采用电制动，但是由于电制动的制动力和车辆运行速度之 间的关系是速度越低制动力越小，所以停车和紧急制动时还要 采用空气制动系统。空气制动又称摩擦制动。
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黏着与黏着定律
由上面的图可以看出，车轮由于受到正压力而保持动轮与钢轨的接 触处的相对静止,这种现象称为“黏着”。黏着状态下的静摩擦力FK 也叫“黏着力”。
黏着类似于静力学里的静摩擦。当动轮的驱动转矩产生的切向力 F增大时，黏着力FK也随之增大，保持与F相等，实验证明，黏着力 最大值于动轮的正压力成正比，其比例常数被称为黏着系数。
外力。
➢ 这三个力作用于列车，并影响列车运行。在一般情况下不是同 时存在的。在牵引工况，牵引力、阻力同时存在；在惰行工况， 仅阻力存在；在制动工况，制动力、阻力同时存在。
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牵引力的形成
牵引电牵机引的力 转形 成矩示通意过图输出轴，传动装电置动（客 联车 牵轴引节力，形 齿成 示轮意箱图）最后 使车辆动轮获得扭矩M。假设我们把车辆吊起来离开钢轨，则扭矩作为 内力矩，只能使车轮发生旋转运动，而不能使车辆发生平衡运动。但 当车辆置于钢轨上使车轮和钢轨成为有压力的接触时，就产生车轮作 用于钢轨的可以控制的力F，而F所引起的钢轨反作用于车轮的反作用 力FK就是使列车发生平移运动的外力（如图所示）。这种由钢轨沿列 车运行方向加于动轮轮周上的切向外力ΣFK就是列车的轮周牵引力， 简称列车牵引力。
W = a + bv + cv2(N/KN) 阻力与速度是二次函数的关系，式中a、b、c为实验数据
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附加阻力
➢ 坡道阻力: 列车进入坡道后，由列车重力产生的沿坡道 斜面的分力称为坡道阻力。
➢ 曲线阻力：曲线阻力是列车通过曲线时增加的阻力，引 起曲线阻力的原因有： • 缘与外轨头内侧的摩擦； • 柱轴承的轴端摩擦； • 轮对于钢轨的横向及纵向滑动； • 心销及中心销座因转向架的回转而发生的摩擦。 曲线阻力与许多因素有关，如：曲线半径、运行 速度、外轨超高、车重、轴距、踏面的磨耗程度 等。经验公式：
在车辆与隧道的间隙中存在着强烈气流摩擦和车辆前后的空气压力差，使空气阻力 成为车辆的主要运行阻力。列车运行速度越高，基本阻力越大。 ➢ 地铁在A车前端下部设计扰流板的目的就是为了减少运行时的空气阻力。高速列车 把外形设计成流线形也是为了减少高速时很大的气流阻力。 ➢ 因为影响阻力的因素极为复杂，变化很大，所以一般采用理论和实验相结合，求出 经验公式，在车辆单位重量下车辆的基本阻力公式为：
• 当G 0时， 车辆加速运行； • 当G =0时， 车辆静止或匀速运行； • 当G0时， 车辆减速运行。
➢ 作用在车辆上的诸多外力按其性质可分为三类：
• 牵引力 FK—— 使列车运动并可以控制的外力； • 车辆阻力 W—— 在运行中产生的与列车运行方向相反的不可控制的力； • 制动力 B—— 与列车运行方向相反的并使列车减速或停止的可控制的
列车牵引系统
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目录
➢ 列车牵引理论简述 ➢ 列车牵引系统设备组成 ➢ 列车牵引控制 ➢ 一号线车辆牵引系统简介
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第一部分
列车牵引理论简述
➢ 地铁车辆在运动过程中会受到各种外力的作用，影响它的运行 结果。我们把所有作用在车辆上外力的合力用G表示，根据动 力学原理:
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基本阻力
产生基本阻力的主要因素有： 滚动轴承及车辆各摩擦处之间的摩擦； 车轮与钢轨间的滚动的滚动摩擦和滑动摩擦； 冲击和振动引起的阻力； 空气阻力。 ➢ 基本阻力诸因素对列车阻力的影响程度与运行速度有关。低速时，轴承、轮轨等摩
擦的影响大，空气阻力影响小；高速时，空气阻力占主导地位，而摩擦影响就不大。 ➢ 对于地铁车辆而言，车辆主要在隧道中运行，由于车辆与隧道的横截面之比很小，