第四章 机车车辆与牵引系统1

1、1,第四章,机车车辆与牵引系统,2,?,主要内容：城市轨道交通车辆的种类；轨道交通车,辆的构成；轨道车辆的电力传动与控制；新型城市轨,道交通车辆；供电系统的组成；轨道交通牵引供电制,式、供电方式；变电所电气主结线及主要电气设备；,牵引网及接触网结构。,?,基本要求：了解城市轨道交通车辆的种类、结构、,电力传动与控制方法及新型城市轨道交通车辆的结构,特点；了解牵引供电系统结构组成，变电所电气主结,线，牵引网及牵引供电方式种类及其各自特点；了解,刚性悬挂的结构组成。,3,城市轨道交通车辆的技术参数,?,1,车辆自重、载重与容积,?,2,车辆构造速度,按安全及结构强度所允许的,车辆最高行驶速度。,?

2、,3,轴重,指车辆在某运行速度范围内一根轴允,许负担的包括轮对自身重量在内的最大总质量。,?,4,通过最小曲线半径,与转向架类型及设计有,关。,?,5,最大起动加速度,包括平均起动加速度和最,大制动减速度。,4,?,6,制动形式,有摩擦制动、再生制动、电阻制,动和磁轨制动等形式。,?,7,轴配置或轴列数,如四轴动车一般设两台动,力转向架，六轴单铰轻轨车一般两端为动力转向,架，中间为非动力转向架。,?,8,供电电压、最大网电流、牵引电机功率,。,?,9,座席数及每平方米地板面积站立人数,它与,车辆大小尺寸有关，也与设计的服务水平有关。,5,?,设计车辆时，要考虑的主要尺寸有：,?,1,车辆最大宽

3、度与最大高度,涉及车辆限界。,?,2,车体长度、高度、宽度,有内外部之分。,?,3,车钩中心线距轨面高度,简称车钩高度。目前，,城市轨道车辆的车钩高度还没有统一标准。例如，北,京地铁车钩高度为,670mm,，上海地铁为,720mm,。我国城,市间铁路车辆的车钩高度则规定为,880mm,。,?,4,地板面高度,指新造或空车高度。北京地铁为,1053mm,，上海为,1130mm,。,?,5,车辆定距,指车辆两相邻转向架之间的距离。,6,7,?,城市轨道交通车辆,?,有轨电车的车辆：,有轨电车其行驶线路曲线半径小，旧式,有轨电车车辆长度一般在,12m,，宽度一般,在,2-2.4m,。一般编组,1-2

4、,节,。,70,年代以后的有轨电车采用新技术，故,现代有轨电车与轻轨车辆已无多大差别。,我国车辆标准,8,?,轻轨系统车辆,?,四轴车车辆长度不超过,20,米,，每侧不少,于,3,个车门,；六轴车不超过,25,米,，每侧至,少,4,个车门,；八轴车不超过,30,米,，每侧至,少,5,个车门,。,?,轻轨车辆的,优点,是因地制宜，如供,电方式有,600,、,750,、,1500V,，车辆,宽度在,2.4-2.65,米。长度也有较大,差异。,我国车辆标准,9,?,基本要求,每列车载客量：,1000,人,(,座席,+6,人,/m2,站席,),列车编组：,最多,3,辆,列车长度：,最长,100,米,列

5、车宽度：,最大,2.65,米,速度：,最大,80km/h,轨距：,1435mm,单向能力：,一般,3000-31000,人,车辆：,高地板车：,0.9-1.0m,低地板车：,0.3-0.35m,车体设计寿命：,30,年以上,大修周期：,8,年,/50000km,。,车门开度,1300-1350*1950mm,10,我国车辆标准,广州地铁车辆,车辆：,21,列,126,节,列车编组,6,辆,A(T)+B(M)+C(M)+C+B+A,车辆宽度,3,米,高度,3.8,米,电压,1500VDC,初始加速度,1.0m/s2,最大减速度,1.3m/s2,最大速度,80km/h,11,车辆自重,33T(A)

6、,36T(B,C),每节车每侧设内插式车门,5,对,净开宽度,1.4,米,额定载客：,6,人,/,米,2,-310,人,/,节,9,人,/,米,2,-432,人,/,节,6,节列车总长度：,140,米,电机额定功率：,190,千瓦,常用制动：,再生制动,紧急制动：,电阻制动,生产厂家：,德国,Adtranz,公司,平均价格：,180,万美元,12,我国车辆标准,上海地铁车辆,车钩连接面间长度,24140mm(,拖车,),22800mm(,动车,),；,最大宽度：,3000mm,轨顶面到车顶高度：,3800mm,车钩水平中心线到轨顶面高度：,720mm,轴距：,2500,mm,轨距：,1435m

7、m,轮径：,840mm,；,自重：,32t(,拖,),38t(,动,),坐席数：,62,最大载客数：,410,人,13,最高速度：,80km/h,起动平均加速度：,0.9m/s,2,(,六节编组,),1.0m/s,2,(,八节编组,),常用制动平均减速度：,1.0m/s2,紧急制动平均减速度：,1.3m/s2,轴重：,14t,电网电压：,1500VDC,+20%,-30%,产地：,德国,平均价格：,127,万美元,全部车辆：,96,辆。,14,我国车辆标准,上海,ALSTON,公司轨道交通车辆,DC1500V,，,列车总长,77.86m,，,车辆长度,19.49m(Tc),，,19.44(Mp

8、),，,车辆宽度,2.6m,，,高度,3.8m,。,地板高度,1140mm,，每侧车门,4,；,车门开度,1.3m,，,列车座位,172,，,载客能力,836,人,(6,人,/,米,2,),，,1170,人,(9,人,/,米,2,),。,转向架轴距,2000mm,，,车辆定距,12000mm,，,车轮直径,840mm,。,15,最大速度：,80km/h,。,平均起动加速度,(0-30km/h),：,0.8m/s2,平均常用减速度,(80-0km/h),：,1.0m/s2,平均紧急减速度,(80-0km/h),：,1.3m/s2,过坡能力：,3%,曲线：,正线,140,米,站场线,80,米,16

9、,我国车辆标准,国产地铁出口客车参数,地铁客车,双层客车,硬座定员：,46/190,172,软座定员：,40/180,n.a.,车体长度：,19000,25500,宽度：,2600,3105,高度：,3705,4750,构造速度：,80,140,轮径：,860,915,首台年代：,1998,1998,17,车辆的构成,?,城市轨道车辆应具有,先进性、可靠性和,实用性,，满足,容量大、安全、快速、舒,适、美观和节能,的要求。,?,车辆一般可按有无动力分为,动车,和,拖车,两类,?,车辆也可按有无驾驶室分为,带司机室车,和,不带司机室车,两类,18,车辆的构成,?,能独立运行的一组车辆一般称为,动

10、车组,。最早的多单元,动车系统是,1897,年,Sprague,在,芝加哥南部高架上,发明的。,这种系统中，每辆车均有电机，但全部由,第一辆车的驾,驶员,操纵。,?,与铁路列车不同，城市轨道交通系统的,动车组是一个整,体,，其发动机、控制系统等是在生产过程中定制的，一,般,不能在运营过程中任意拆装组合,。,?,多单元列车,的重要性体现在可以在不减少列车牵引力的,条件下,增加列车编成,，因为每组车均有动力。,牵引力是,重量与驱动轮数量的函数,，在多单元系统，整个列车,（而不是机车）的重量都施加于驱动轮对，故对每辆车,来说，它可以有更大的加速度，从而可以增加列车平均,速度，减少运营费用。,19,城

11、市轨道交通车辆都是以车组的形式来满足运,营要求的，多者,68,辆一列，少者,2,辆一列，该车,组一般是固定编组。城市轨道交通车辆有动车和,拖车之分、两者之间的共同点是都可以乘坐旅客，,其主要区别是动车上装有牵引电动机等牵引动力,装置，而拖车不带动力装置。,20,车辆的构成,?,地铁车辆有,动车,和,拖车,、,带司机室车,和,不带,司机室车,?,A,型,带司机室拖车,?,B,型,无司机室带受电弓的动车,?,C,型,无司机室不带受电弓的动车,?,我国推荐的轻轨电动车辆有,3,种型式：,4,轴动,车,、,6,轴单铰接式,和,8,轴双铰接式车,。,21,?,电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装

12、在,机车或动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，,均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底,架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。,菱形受电弓，也称钻石受电弓，以前非常普遍，后由,于维护成本较高以及容易在故障时拉断接触网而逐渐,被淘汰，近年来多采用单臂弓负荷电流通过接触线和,受电弓滑板接触面的流畅程度，它与滑板与接触线间,的接触压力、过渡电阻、接触面积有关，取决于受电,弓和接触网之间的相互作用。,22,车辆的构成,?,城市轨道交通车辆由,车体、转向架,(,走行装,置,),、牵引缓冲装置、制动装置、受流装置、,车辆内部设备、车辆电气系统,7,大部分组成。,23,?,车体是容纳乘

13、客和司机（如有司机室时）的地方，,多采用整体承载的钢结构、轻金属结构或复合材料,结构。车体本身又包括底架、端墙、侧墙及车顶等,部分。,?,特点：,?,1,）一般为,电动车组,，有单节、,双节,和,3,节式,等，,有,头车（即带司机室车辆）,和,中间车,，以及,动车,与,拖车,之分；,?,2,）,座位少,，,车门多且开度大,，内部服务于乘客的,设备较简单；,?,3,）,重量的限制较严格,，特别是高架轻轨车和独轨,车，要求,轴重小,，以降低线路的工程投资；,（一）车体,24,?,4,）为使,车体轻量化,，车体承载结构和其他,辅助设施尽量采用,轻型化材料,；,?,5,）对车体的防火要求严格，在车体的

14、结构,及选材上采用,防火设计和阻燃处理,；,?,6,）对车辆的,隔音和减噪,有严格要求；,?,7,）由于用于市内交通，对车辆的,外观造型,和,色彩,都有美化和与城市景观相协调的要,求。,（一）车体,25,车结构主要由底架、侧墙、端墙,(,司机室,),、车顶,四大部件组成。它是从强度上保证乘客安全的主要,部件，也是减轻车辆自重的关键部件。一般车体结,构的自重约占车辆自重的,20,-25,，自重的减轻不,仅可以带来材料和牵引能耗的节约，而且能减轻车,辆走行部分对线路的磨耗，延长使用寿命，带来巨,大的经济效益。因此研究车体承载结构的轻量化具,有现实意义。目前，轨道交通车辆一般均采用全铝,合金结构或不

15、锈钢结构。并广泛采用大型中空截面,挤压型材，在保证车体有足够强度和刚度的前提下，,使材料得到最充分的利用。,26,27,28,当车辆的车体采用铝合金整体承载简形结构时，组成车,体的底架、侧墙和车顶采用大型空心截面的挤压铝型材拼焊,而成。底架地板由上下冀板、斜筋板和复板组成的小空挤压,型材，长度可达车体全长。下侧梁、侧墙板，车顶板亦采用,形状各异的中空截面挤压铝型材。这样，在制造车体时仅留,下少数几条长焊缝，制造工艺大为简化，焊接变形也易于控,制，车体的制造精度也大为提高。,在车体的外墙板与车内装饰板之间充填矿渣棉或其他保,温材料，在内壁板涂敷隔音涂料，这样保证了车箱具有良好,的隔音、隔热性能。

16、在选择材料时必须注意其阻燃性和燃烧,无毒性。,29,车门结构,?,城市轨道交通车辆的车门一般采用,压缩空气,为动力的,风动门，也有采用,电气驱动,的车门。,?,由于车辆运载客流量大，乘客上下车频繁，一般车体,每侧,车门开度较大,，,数量也较多,，例如，上海地铁车,每,侧,设,有,5,扇,内,藏,嵌,入,式,对,开,拉,门,1900mm,1300mm,（高宽）。,?,在带司机室车（,A,型）的前端中央还设有,应急安全疏,散门,，在紧急情况下，做成可伸缩的套节式踏级板可,向前放下到路基上，列车内的乘客可通过此踏级板疏,散到路基上。,车体端部设端门和折棚，车辆连挂后，,车辆之间的贯通道可供乘客在各车

17、厢内流动，有利于,车厢裁荷的均衡。另外，车内还设有座椅、扶拉杆等,设施。,30,（二）转向架,?,转向架装设于车辆与轨道之间，是车辆的,走行部分。,?,分,动力转向架,和,非动力转向架,?,动力转向架装设有牵引电机、减速箱以及,集电器（受电靴）装置等。,31,城市轨道交通车辆的车体一般支承在起承载、走,行和导向作用的走行装置上，也称为转向架。车体与,转向架之间可以相对转动，便于通过曲线。为了提高车,辆运行的平稳性和舒适度，在车体与转向架构架之间,或转向架构架与轮对之间设有弹性较大的悬挂装置。,为了保证车辆在运行时减速或在规定的距离停车，在,转向架上还设有制动装置。对于动车，在转向架上还,设有牵

18、引电机和传动装置，把牵引心机的转距转化为,列车前进的牵引力，这种转向架称为动力转向架。,转向架的类型繁多，结构各异，但其作用原理和,基本组成部分又都是十分相近的。一般转向架由轮对,轴箱装置、弹性悬挂装置、制动装置、构架和转向架,支承车体的装置组成。,32,（三）牵引缓冲装置,?,车辆的连接是通过车钩实现的，车钩后,部一般需要装设缓冲装置，以缓和列车,运动中的冲击力。,33,车钩牵引缓冲连结装置是车辆最基本的也是最重要的,部件之一，它是用来连接列车中各车辆，使彼此保持一定,的距离，并且传递和缓和列车运行中或在调车时所产生的,纵向力或冲击力。城市轨道交通车辆一般采用密接式中央,牵引缓冲连挂装置，它

19、集牵引、缓冲和连挂于一体，通过,车辆彼此相向缓慢走行相互碰撞，使钩头的连接器动作，,实现两车辆的机械、电气和空气的自动连接。在两连挂车,钩高度具有偏差，以及在有坡度线路和曲线上都能安全地,实现自动连挂，并且能够通过气动和手动实现两钩的分解。,轨道交通车辆的车钩缓冲装置主要有三种类型，即自,动车钩、半自动车钩和半永久牵引杆。,34,?,人为地对运动的物体施加作用，使运动的物体速度降低,(,包括防止速度增大,),或停止运动；或者对静止的物体施加,一定的作用、防止其受外力作用时产生移动，使其保持静,止的状态，这种作用称为制动作用。制动时产生的、能实,现制动作用的力称为制动力。解除制动作用的过程称为缓

20、,解。,?,城市轨道交通具有城市公共交通的特点，车站之间的距离,较短，旅客流始波动大，列车运行过程小的调速和停车都,比较频繁。为了提高列车的运行速度,(,尤其是对高架有轨,交通和地铁列车,),，必须使其起动提速快、制动距离短。,针对城市轨道交通列车的特点，制动系统应具备以下这些,条件；,（四）制动装置,35,（四）制动装置,?,制动装置是保证列车运行安全的装置。无论,动车或拖车均需设,摩擦制动装置,。,?,城市轨道车辆的制动装置除常规的,空气制动,装置,外，还有,再生制动,、,电阻制动,以及,磁轨,制动,（,轻轨车辆上常用的方式,）。,36,制动方法,?,（,1,）,摩擦制动,：包括闸瓦制动和

21、盘式制动,?,（,2,）,电气制动,：包括电阻制动和再生制动,?,（,3,）,电磁制动,：包括磁轨制动和涡流制动,磁轨制动,是将电磁铁落在钢轨上，并,接通激磁电流将电磁铁吸附在钢轨上，通过,磨耗板与轨面摩擦产生制动力。,涡流制动,是将电磁铁落至距轨面,7,10mm,处，电磁铁与钢轨间的相对运动引起,电涡流作用形成制动力。,电磁制动,的最大,优点,是,所产生的制动力,不受轮轨间的粘着条件限制,。,37,?,所谓摩擦制动就是利用两物体之间的摩擦把列,车的动能转变为热能、散逸到周围大气中去，,从而产生制动作用。轨道车辆一种常用的摩擦,制动为闸瓦制动,(,或称踏面制动,),、它是利用由,铸铁或合成材料

22、制成的闸瓦压紧车轮的踏面，,使两者摩擦产生制动作用。,?,还有一种与闸瓦制动相类似的摩擦制动为盘,形制动，它是利用合成材料制成的闸片紧固装,于车轴上或车轮辐板上的制动圆盘，使闸片与,制动圆盘间产生摩擦实现制动。,38,(1),列车的制动系统操纵灵活、制动减速快。作用灵敏可靠。列车,(,或动车组,),前后车辆制动和缓解作用一致，制动和缓解时前后部,车辆之间产生的冲击小。,(2),具有足够的制动力，保证列车,(,或动车组,),在规定的制动距离内,安全停车。,(3),对新兴的城市轨道交通车辆，,般要求具有动力制动能力，并,且在正常制动过程中，应尽量发挥动力制动能力以减少对城市,环境的污染和降低运行成

23、本。同时应具有动力制动与摩擦制动联,合制动的能力。,(4),制动系统应保证列车,(,或动车组,),在长大下坡道上运行时，其制,动力不衰减。,(5),列车,(,或动车组,),各车辆的制动能力应尽可能,致，制动系统应,根据乘客量的变化具有空重车调整能力，以减少制动时列车的纵,向冲击。,(6),具有紧急制动性能，遇有紧急情况时能使列车,(,或动车组,),在,规定的距离内安全停车。紧急制动作用除可由司机操纵外。必要,时还可以由其他行车人员利用紧急按钮,(,紧急阀,),进行操纵。,(7),列车,(,以动车组,),在运行过程中，若发生诸如列车分离、制动系,统严重故障等危及行车安全的事故时，应能自动产生紧急

24、制动作,用。,39,40,?,城市轨道交通车辆一般均采用再生制动,与电阻制动相结合的,电制动优先,、,空电,联合制动方式,，保证在制动系统允许的,条件下得到尽可能大的制动减速度。,（四）制动装置,41,（五）受流装置,?,从接触导线（接触网）或导电轨（第三轨）,将电流引入动车的装置。也称为受流器。,?,一般有：,杆形,受流器（多用于城市无轨电车）,弓形,受流器（多用于城市有轨电车）,侧面,受流器（多用于矿山货车）,轨道式,受流器（第三轨受流）,受电弓,受流器（适用于高速干线）,42,（六）车辆内部设备,?,服务于乘客的车体内部固定附属装置,（如车灯、广播、空调、座椅等）,?,服务于车辆运行的设

25、备装置（如蓄电池,箱、继电器箱、主控制箱、风缸、电源,变压器等）,43,（七）车辆电气设备,?,各种电气设备及其控制电路,?,包括：,主电路系统、辅助电路系统、电子控,制电路系统,?,城市轨道交通车辆的电气部分主要是按功能,和系统以屏、柜及箱体的形式安装在车厢内,及悬挂固定在车体底部车架上。为了使车厢,用于载客部分的空间尽量多，电气箱柜绝大,部分安装在车体底下的空间。,44,供电系统,（一）供电系统的组成,?,城市轨道交通的供电系统负责提供车,辆及设备运行的动力能源，一般包括,高压供电源系统、牵引供电系统和动,力照明供电系统,。,45,?,高压供电源系统既是城市电网对轨道交通系,统内部的变电所

26、的供电方式，一般视各城市,的情况而定。,?,高压供电源方式有三种：,集中式供电,分散式供电,混合式供电,（二）高压供电源方式,46,?,沿城市轨道交通线路，根据用电容量和线路的,长短，设置专用的主变电所。主变电所一般为,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。,?,主变电所应有两路独立的,110kV,电源，,上海、,广州、香港,地铁即为此种供电方式。,1,集中式供电,47,?,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，这种方式为,分散式供电。

27、分散式供电应保证每座牵,引变电所和降压变电所皆能获得双路电,源。,2,分散式供电,48,?,即前两种供电方式的结合，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,1,号线和环线即为此种供电,方式。,3,混合式供电,49,?,牵引供电系统供给电动车辆运行的电能，它,是由牵引变电所和牵引网组成的。,（三）牵引供电系统,50,1,电压等级,?,目前世界上城市轨道交通系统的牵引网均采,用直流牵引，国内各城市的地铁和轻轨采用,的电压制均在,750V,和,1500V,之间进行选择。,51,?,城市轨道交通系统的牵引网为沿线路敷设专,为电动车辆供给

28、电源的装置，它由两部分组,成，正极接触网供电，负极走行轨回流。,?,接触网可分为,接触轨,和,架空接触网,两种型式。,2,牵引网,52,?,接触轨的主要优点是：,使用寿命长，维修量,小，在地面对城市景观没有影响，适应于电,压较低的制式。,北京,地铁即采用了,750V,接,触轨供电的方式。,?,接触网的主要优点是：,安全性较好，适应于,电压较高的制式。,上海、广州,地铁均采用了,1500V,接触网供电的方式。,2,牵引网,53,?,动力照明供电系统提供车站和区间各类照明、扶梯、,风机、水泵等动力机械设备电源和通信、信号、自动,化等设备电源，它是由降压变电所和动力照明配电线,路组成的。动力照明供电

29、系统由降压变电所及动力照,明组成。,?,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,?,车站动力照明采用,380/220V,三相五线制系统配电。,（四）动力照明供电系统,54,?,车站设备负荷分三类：,?,一类负荷,：事故风机、消防泵、主排水站、,售检票机、防灾报警、通信信号、事故照明；,?,二类负荷,：自动扶梯、普通风机、排污泵、,工作照明；,?,三类负荷,：空调、冷冻机、广告照明、维修,电源。,（四）动力照明供电系统,55,?,电力监控系统（,SCADA,）的作用是,保证,在控制中心对供电系统的主变电所、牵,引变电所、降压变电所的供电设备的运,行状态进行监视、

30、控制及数据采集,。,?,它由三部分组成：即设在控制中心的,主,机,，设在各变电所的,远程控制终端,以及,连接终端与中心的通信网络,。,（五）电力监控系统,56,?,电力牵引是一种以电能为动力的牵引方式。轨道交通电力,牵引系统的工作原理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，从而驱动车辆远行。,?,电车由架空线处获得电能，经车内调速系统变成可调节的,电压，再供给牵引电机，电流经轮对传到钢轨再流回变电,所。,轨道交通车辆电力传动方式分为直流传动和交流传,动两种。,57,?,(,一,),直流传动,?,若车辆采用直流牵引电机。则其传动方式为直流传,

31、动。由直流电源经直流转换器向直流牵引电机供电，,构成直流牵引系统的主要部分包括直流电机在内的主,电路及控制电路等。,?,1,牵引系统电路,?,(1),牵引主电路,?,按照牵引电源性质，直流牵引系统可分为直一直流,及交一直流两大类：,58,?,1,直,-,直流牵引系统,?,直一直流牵引系统是最早应用于电力牵引的一种牵引,装置。它使用的是直流电源,(,直流电网或直流发电机,),和直流串励牵引电机。,?,早期的直一直流牵引系统主电路采用的是电阻调压，,这种调压方式不仅在电阻中消耗了大量的电能,(,这种电,能的损耗，在起动频繁的电动车辆中尤为可观,),，同时,也难以实现连续、平滑地调节列车速度。,?,

32、随着半导体技术的飞跃发展，电力电子交流技术得到,了不断的提高，现在直流牵引已普遍采用斩波调压方,式代替电阻调压，它不仅能取消起动电阻，并能对电,动机的端电压进行连续、平滑的调节，实现平稳调速。,59,?,2,交一直流牵引系统,?,这种牵引系统使出的是交流电源,(,交流电网,),，,牵引电机仍采用直流电机。此牵引系统的关键,部位是将交流变成可控直流的整流调压装置。,运行时改变整流器的控制角、就可调节输出直,流电压，使电动机调速。这种系统的交流电网,电压很高，适用于大功率、长距离牵引。,60,2,牵引控制方式,?,(1),牵引方式,?,1,改变牵引电动机的端电压；,?,2,改变牵引电动机的主极磁通

33、。,在牵引控制中，通常是以上两种方式的混合使用、,以达到所要求的牵引特性,?,(2),制动方式,?,利用直流电机的可逆原理，可以在制动工况时把牵,引电动机变为发电机、通过轮对将列车动能变为电能。,这时牵引电动机轴上的反转矩作用在机车动轮上形成,电制动力，称为电气制动。采用这种制动可以提高列,车运行速度，降低机车车辆轮箍闸瓦的磨损。,61,?,(3),按制电路,?,根据牵引要求，控制应使列车尽可能平稳，即可能恒,加速恒减速，故斩波器控制应采取恒流牵引与恒流制动方,式。,?,随着半导体微处理器技术的发展，现在微型计算机控,制己广泛用丁控制电路代替了传统使用的模拟电路。如,上海地铁采用的牵引控制单元

34、是德国西门了公司推出的以,16,位微处理器为中心的通用车辆控制系统。它可根据司机,的指令和牵引回路的状态及相应信号调节斩波器，对各接,触器、继电器、电磁阀、发光二极管等发出信号，达到所,要求的恒流牵引、电阻制动及再生制动。,?,控制单元同时还能完成多种监测功能包括自动检测。当,牵引电路在运行中发生故障时，系统将根据故障的严重程,度做出相应的处理，并自动记录故障。其硬件与软件均采,用模块化结构，可根据用户的要求增加所需要的功能。,62,交流传动系统,?,20,世纪,70,年代后期以来，随着晶体管交流技术的发展，电动列,车电传动系统已发展到一个崭新的阶段，即采用无整流子交流牵,引电机的交流传动方式

35、。,?,从电力牵引的角度考虑，传统的电流牵引电机其自然特性有,良好的牵引性能，但其防空转性能较差；况且由于直流牵引电机,固有的换向器与电刷，因而带来了较大的体积与重量，以及换向,问题而引出的繁杂的维护问题。而交流牵引电机由于没有换向器,与电刷，所以其体积与重量有较大的下降，通常，它与直流牵引,电机单位功率重量比为,1,：,1.25,左占。此外，由于交流牵引电机,结构简单，其转子无需绝缘也没有引线，所以制造技术比直流,牵引电机要求低容易制造，成本也低；同时交流牵引电机耐潮,湿，防尘和抗机械冲击性能好，工作可靠，寿命长；交流牵引电,机没有直流牵引电机那种令人讨厌的环火故障，维修、运行费用,低。,6

36、3,?,采用交流牵引电机后，车辆的调速需用逆变器即变频器,来完成，即将直流电机逆变器变为可调节电压与频率的交,流电来控制交流牵引电机的转速。用了逆变器供电，就不,需要笨重的有触点的反向开关与制动转换开关，因而，可,大大简化车辆主电路，使主电路设备与连线大大减少。,?,同时，由于交流牵引电机没有换向器而不存在换向问,题，所以能发挥较高的输出功率；在高速运行时，电机效,率也较高，且再生制功时也能输出较人的电功率。,?,综上所述，由于交流传动有如此多的交流牵引无法比,拟的优点，因而采用交流牵引电机的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，所以可以这么,说，交流牵引也是今后世界各国,

37、(,也括中同,),轨道交通发展,的总趋势。,64,?,2,交流传动的脉宽调制控制技术,?,在交流变频调速传动中利用静止变频器使交流电动机得,到较宽的调速范围，而当交流电动机由变频电源供电时，,为了保持恒定的磁通量，其端电压必须按频率的函数关系,变化，其基本规律是电压频率的比值为常数，否则。电动,机将出现过励磁或欠励磁。,?,因此，用于交流电传动的变频器实际上是变压,(,简称,VV),、,定频,(,简称,VF),器，即所谓,VVVF,装置。与此相应的还有定,压,(CV),、定频,(CF),变频器，简称,CVCF,装冒。,CVCF,可以,认为是,VVVF,固定于某一点运行时的一种特殊情况,65,四

38、、新型城市轨道交通车辆,?,随着社会经济的发展、城市化进程的加快，城市人,口高度密集、车辆急剧增加，口益突山的交通拥堵问,题已成为各大城市急迫解决的问题。,?,建立一个以轨道交通系统为骨干，以公共交通为主,体，多种交通方式相互协调的综合交通系统是解决城,市交通问题的有效途径。目前，世界上技术最为成熟、,应用最广泛的轨道交通模式还是地铁和轻轨。但为了,适应不同城市的交通需求、经济水平、地理条件以及,环保要求，世界各国正积极研发各种新型并具特色的,城市轨道交通模式，即所谓新型城市轨道交通。,66,?,单轨交通车辆,?,单轨交通是一种轨道为一条带,?,形的梁体，车辆跨坐于其上或悬,挂于其下行驶的交道

39、工具。单轨,交通按其走行模式和构造的不同、,分为跨座式单轨和悬挂式单轨。,?,1,跨座式单轨交通的车辆,?,跨座式单轨交道的车辆是跨骑于,轨道梁上行驶，车辆上部乘坐乘,客的厢体与一般轨道交通的车辆,构造基本相同，只是车辆根据客,运要求选定的尺度大小有些区别。,内于车辆采用充气橡胶车轮，承,载力受到制约车体重量应尽量,的轻，故一般采用铝合金焊接结,构。,67,?,跨座式单轨交通车辆的电气等设备，放置在车厢,地板以下的部位，为了降低牵引电动机、传动装,置等产生的噪声，除车厢内壁装设了隔音材料外，,车体的两侧都用裙板进行包封，阻止噪声向外分,散，同时也使车体的外形显得整体利落，比较美,观。车辆的正、负极集电器安装在车体的两侧，,分别与轨道梁两侧正、负极导电轨接触受电和回,流。,68,悬挂式单轨交通的车辆,?,悬挂式单轨交通的车辆是悬挂在钢制的箱型轨道梁下,方行驶，车辆由转向架、悬挂装置和车体二部分组成，,车厢内部设置与跨座式单轨车辆相似。车体材料通常,也是采用轻质的铝合金焊接结构。悬挂式单轨车辆的,电器等设备的安放