车门和受电弓的毕业设计

1、湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 1 -毕业设计说明书毕业设计说明书课题名称：城轨车辆控制电路的原理分析及故障排除专 业 系 轨道交通系 班 级 08 广州地铁订单班 学生姓名 夏立华 指导老师 陶艳 完成日期 2010.12.20 湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 2 -20112011 届毕业设计任务书届毕业设计任务书一、一、课题名称课题名称城轨车辆控制电路的原理分析及故障排除二、二、指导教师指导教师陶艳三、三、设计内容与要求设计内容与要求1、课题概述:随着城轨车辆牵引动力的交流化和运行速度的提高，列车上的受控部件或控制装置也越来越多，控制和被控设备之间的协调和快速响应显得越来越重要。虽然

2、现阶段城轨车辆大都引入了网络控制，但是由于硬线电路具有极高的可靠性和可维护性，因此在城轨车辆电气设计中仍然大量采用硬线电路来实现其控制功能。本课题主要针对城轨车辆的部分控制电路，如列车激活控制电路、司机室占有控制电路、受电弓控制电路、高速断路器控制电路、传动控制电路、驾驶模式控制电路等展开分析，指出其常见的故障现象，并详细说明排除故障的方法。2、设计内容与要求：1) 设计内容a) 城轨车辆电气线路整体介绍；b) 列车激活控制电路分析及故障排除；c) 司机室占有控制电路分析及故障排除；d) 受电弓控制电路分析及故障排除；e) 高速断路器控制电路分析及故障排除；f) 传动控制电路分析及故障排除；g

3、) 驾驶模式控制电路分析及故障排除。2) 要求a) 要求学生有一定的电气线路识图基础；b) 要求学生有一定的电气控制及城轨专业基础。c) 通过检索文献或其他方式，深入了解设计内容所需要的各种信息；湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 3 -d) 能够灵活运用电工或电机与电气控制等课程的基础知识和城轨专业知识来分析城轨车辆的控制电路。四、设计参考书四、设计参考书1、电气识图 ，吕庆荣等主编，化工出版社2、电机与电气控制3、城市轨道交通车辆电气检修4、城市轨道交通车辆运行与维修5、城市轨道交通车辆电气设备五、设计说明书内容五、设计说明书内容1、封面2、目录3、内容摘要(200-400 字左右，中英文)

4、4、引言5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、分析、论证，设计结果的说明及特点）6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、六、 设计进程安排设计进程安排第 1 周： 资料准备与借阅，了解课题思路。第 2-3 周: 设计要求说明及课题内容辅导。第 47 周：进行毕业设计，完成初稿。第 7-10 周： 第一次检查，了解设计完成情况。第 11 周： 第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。第 12 周： 毕业答辩与综合成绩评定。七、毕业设计答辩及论文要求七、毕业设计答辩及论文要求1、毕业设计答辩要求1) 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指

5、导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。2) 学生答辩时，自述部分内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 4 -参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。3) 答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、毕业设计论文要求文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。3、图纸要求:按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。4、曲线图表要求：所

6、有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。 湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 5 -摘摘 要要近几年来，我国城市轨道交通发展迅速，为缓解城市交通压力作出巨大的贡献。城轨列车控制电路作为城市轨道交通车辆的重要组成部分，为保证列车上的各项电气控制与电路运行提供了良好的前提条件。论文简述了城轨车辆的电气控制的组成与部分控制电路，如列车激活控制电路、司机室占有控制电路、受电弓控制电路、高速断路器控制电路、传动控制电路、驾驶模式控制电路等展开分析，对其中受电弓和车门两项进行相关的结构、技术参数，控制电路工作原理等进行重点讲述并指出其常见的故障现象，并详细说

7、明排除故障的方法。关键词：关键词：电气控制 列车激活 司机室占有 受电弓 高速断路器 车门 故障处理湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 6 -abstractin recent years, the rapid development of urban rail transit, to ease the pressure on urban transport make a significant contribution. trains of the control circuit as the city an important part of rail transportation in o

8、rder to ensure the electrical train operation control circuit provides a good prerequisite. paper outlines the electrical control of transit vehicles and part of the composition of the control circuit, such as the train activated control circuit, control circuit holds the cab, the pantograph control

9、 circuit, high-speed circuit breaker control circuit, the transmission control circuit, driving mode control circuit to analyze, one of the highlight on and that their common symptoms, and detailed troubleshooting methods key words: electrical control possession of the train activated pantograph cab

10、 drive door troubleshooting methods湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 7 -目目 录录摘摘 要要.- - 4 4 - -第第 1 1 章章 城市轨道交通电气线路的概述城市轨道交通电气线路的概述.- - 8 8 - -1.11.1 城市轨道交通电气线路的基本知识与识图原则城市轨道交通电气线路的基本知识与识图原则- 8 -1.21.2 城市轨道交通控制电路构成与各部分电路作用简介城市轨道交通控制电路构成与各部分电路作用简介- 10 -1.31.3 城市轨道交通车辆控制电气线路的整体介绍城市轨道交通车辆控制电气线路的整体介绍- 11 -1.41.4 城轨车辆控制电路

11、系统故障介绍及其处理城轨车辆控制电路系统故障介绍及其处理- 15 -第第 2 2 章章 受电弓控制电路原理及故障排除受电弓控制电路原理及故障排除.- - 1616 - -2.12.1 受电弓的结构和主要技术参数受电弓的结构和主要技术参数- 16 -2.22.2 受电弓的控制电路及其工作原理简介受电弓的控制电路及其工作原理简介- 18 -2.32.3 受电弓故障的常见故障现象分析及排查处理受电弓故障的常见故障现象分析及排查处理- 20 -第第 3 3 章章 城轨车辆车门电路控制与常见故障及其处理城轨车辆车门电路控制与常见故障及其处理.- - 2323 - -3.13.1 车门的结构组成与工作原理

12、车门的结构组成与工作原理- 23 -3.23.2 车门的主要技术参数车门的主要技术参数- 25 -3.33.3 车门的系统主要功能和电气控制原理车门的系统主要功能和电气控制原理- 26 -3.43.4 车门的常见故障分类与查找处理方法车门的常见故障分类与查找处理方法- 34 -3.53.5 车门的常见故障的分析与处理方案车门的常见故障的分析与处理方案- 35 -3.63.6 车门的故障优化方案车门的故障优化方案- 40 -心得体会心得体会.- - 4242 - -参考文献参考文献.- - 4343 - - 湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 8 -引言人类的活动中心城市是社会进步的标志。随着经济

13、的发展和科技的进步，城市的规模不断扩大。城市范围内的大量人员流动，要求配置便捷、可达性强的客运交通工具，以便人们高效率地达到出行的目的。世界上许多大城市的发展经验告诉我们，只有采用快速轨道交通系统（地下铁道、轻轨、高架独轨交通等）作为公共交通的骨干网络，才有可能有效的完成城市客运任务。在此形势下，城市轨道交通起到了骨干的作用，其中起到主要作用的是地下铁道和轻轨交通。而作为承担这一重要任务之一的地下铁道，其无论从时间方面还是从速度方面，都能在很大程度上满足人们的工作出行需求，而这种准时、准确的保证是从保证地铁正常工作的每个方面来保证的。电气控制是地铁中最为重要的部分之一，只有保证了电气控制的正常

14、工作才能保证列车的运行，所以在列车出现电气故障的时候能够迅速准确的完成故障的查找与处理是重中之重。本文从控制电气的重要性、组成方面、工作原理、故障发生、故障查找、故障处理与优化等方面来简单讲述部分控制电路的故障排除，从而达到在电客列车运行当中出现故障时能迅速处理的效果。控制电路的两大部分主电路和辅助电路在整个电气控制中涵盖了列车的各个电气应用，包括受电弓，高速断路器、车门控制等在内的电路都在日常运行中出现或大或小的故障，而这些故障都严重影响了列车的正常运行，所以必须在出现故障之前预防各种故障的发生，在出现了故障的时候能够及时迅速的完成处理，在解决之后能够总结经验，做好优化方案，在以后的运行中避

15、免再次出现类似的故障，这是本文的重点内容本文第一章从总的方面介绍了电路图的识图概述以及控制电路的整体，并介绍了故障发生的几个常见部件与现象。第二章从主电路的故障着手分析受流装置受电弓的一些故障。第三章从辅助电路中一个常见故障发生点车门的故障切入辅助电路的故障分析。主要从这两个电路控制涉及其他电路控制，从而在处理相应的电路控制故障时得心应手。湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 9 -第第 1 1 章章 城市轨道交通电气线路的识图原则与简介城市轨道交通电气线路的识图原则与简介1.11.1 城市轨道交通电气线路的基本知识与识图原则城市轨道交通电气线路的基本知识与识图原则1.1.1 电气线路的基本知识电

16、气、电子电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种表示结构的图形。电路图是采用相应标准统一规定的电气符号按制图规则表示电气设备连接顺序的图形，通过电路图可以知道实际电路的情况。电路图由元器件符号、连线、结点、注释四大部分组成。元器件符号表示实际电路的元器件，一般表示出了元器件的特点，而且引脚的数目都和实际元器件保持一致。连线表示的是实际电路的导线，结点表示若干个元器件引脚或者若干条导线之间相互的连接关系。所有和结点相连的元器件引脚、导线，不论数目多少，都是导通的。常见的电路图有原理图、方框图、装配图（配线图）等。（1） 原理图。是用来体现电路工作原理的一种电路图，也叫做电原理图。

17、（2） 方框图。是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。（3） 装配图（配线图） 。是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图上符号是电路元器件的实物外形图。1.1.2 电气线路的识图原则1.划分基本单元；2.基本单元功能分析；3.系统工作过程及功能分析。电气控制电路分析的内容和要求：1.熟悉机械、电气设备；2.根据设备的动作程序，结合设备结构识读电路图；3.分析电气控制系统（1）总体浏览；（2）分析控制电路；（3）分析辅助电路；（4）连锁与保护环节；湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 10 -（5）总体检查。电气设备常用基本文字符号和辅助文字符号（如表 1-1 所示）：表 1-1

18、电气设备常用和辅助基本文字符号文字符号字母表示文字符号字母表示文字符号字母表示具有延时动作的限流保护器件fr具有瞬时动作的限流保护器件fa具有延时和瞬时动作的限流保护器件fs晶体管放大器ad端子板xt过电压放电器件避雷器f电容器c光指示器hl交流继电器ka照明灯el熔断器fu接触器km空气调节器ev限压保护器件fv电感器l选择开关xk按钮开关sb整流器u隔离开关qs电阻器r控制开关sa二极管v晶体管b晶闸管kg插座xs电磁阀yv端子板xt指示灯hl蓄电池gb断路器qf 湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 11 -1.21.2 城市轨道交通控制电路构成与各部分电路作用简介城市轨道交通控制电路构成与

19、各部分电路作用简介1.2.1 控制电路构成：城轨交通控制电路包括主电路、辅助电路、控制与信息监控电路及门控电路。车辆电气系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路。按其作用和功能可分为主电路系统，辅助电路系统和电子控制电路系统 3 个部分。1.2.2 各部分电路作用：主电路由牵引电机及与其相关的电气设备和连接导线组成，其作用是将电网的电能转变为车辆运行所需的牵引力，当在电气制动时将车辆的动能转换为电制动力。它是车辆上的高电压、大电流、大功率动力回路。辅助电路系统为保证车辆正常运行必须设置的辅助设备(如供某些电器通风、冷却的通风机、空气压缩机、空调装置、车辆照明等)所提供的辅助用电系统。电子与控制

20、电路分为有接点的直流电路和无接点的电子电路，控制电路的作用是控制主电路和辅助电路各电器的工作，通过司机操纵主控制器和各按钮使列车正常运行或由列车自动运行控制系统控制运行。1直流斩波控制方式主回路包括：（1）线路输入滤波部分。 （2）牵引-制动回路部分。 （3）主要设备：电机、斩波器、受电弓、高速断路器、主控制器、紧急制动开关等。车辆电气系统包括车辆上的各种电气设备及其控制电路，按其功能可分为： 1主电路：指的是供车辆牵引动力的电路。主要由受流器、牵引箱、牵引电机、电阻、电抗器及电气开关等设备组成。2控制与信息监控电路：用于对列车实施牵引、制动控制等操作，以及对设备状况进行监控、记录、预报的电路

21、。3辅助电路：通常由逆变器或发电机输出中级电压供车辆除牵引外电动力设备使用，应急情况由蓄电池维持供电。4门控电路：对车门进行开、关控制的电路。湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 12 -1.31.3 城市轨道交通车辆控制电气线路的整体介绍城市轨道交通车辆控制电气线路的整体介绍1.3.1 主电路控制（电路图如图 1-1 所示） sa浪涌吸收器；ies隔离开关；hscb高速断路器；lfl滤波电抗器；ccz充电电阻；cck充电接触器；lik线路接触器；vmd电压传感器；dbz制动电阻；cmd电流传感器；ss速度传感器；m1m4交流电动机；cbr差动电流保护器；fcz过压保护电阻；lfc滤波电容器。 图

22、 1-1 主电路控制电路1工作原理：牵引时，电网通过受电弓 p、主熔断器 f、隔离开关 ies、高速断路器 hscb、线路接触器 lik 及逆变器给牵引电机供电。在再生制动时以相反的路径使电网吸收电机反馈的能量。lfl 是线路滤波电抗器，lfc 是线路滤波电容器，两者构成线路滤波器。接触器 cck 与电阻 ccz 构成充电限流环节。在受电弓升起、高速断路器闭合后，为防止过大的充电电流冲击使滤波电容器受损，首先闭合 cck，待电容电压达到一定值后，闭合线路接触器 lik，将限流电阻 ccz 短接。 t1、d1t6、d6 构成 vvvf 逆变器。在牵引工况将直流电能变换为电压和频率可调的交流电能供

23、给牵引电机。在电制动工况，电机作发电机运行，逆变器以整流方式将电能反馈给电网(再生制动)或消耗在电阻上(电阻制动)。湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 13 -t7、d8 构成斩波器，dbz 为制动电阻。斩波器的主要功能是用于电阻制动，用它来调节制动电流的大小。另一个功能是作过电压保护之用。如果在逆变器的直流回路中有短时的过电压，则斩波器工作，通过它对电阻 dbz 放电，待过电压消除后斩波器截止。这种过电压的保护环节也叫“软撬杠” 。tz 是晶闸管，fcz 是过电压保护电阻。当直流环节发生过电压，经斩波器放电后仍不能消除，则晶闸管 tz 导通，直流回路通过 fcz 放电。因为晶闸管只能触发导通，

24、而不能用门极触发方式关断，因此 tz 触发后必须立即断开高速断路器 hscb，否则会造成直流回路持续放电。这种过电压保护环节叫“硬撬杠” 。显然“硬撬杠”的保护动作整定电压值比“软撬杠”的高。(有的主电路中不设此环节)。rc 是固定并联在滤波电容器 lfc 上的放电电阻。为安全计，要求在主电路断电后 lfc两端电压在 5min 内降到 50v 以下。由此可以确定放电的时间常数及放电电阻值。ies 是隔离接地开关，在需要主回路接地时将它转换到接地位置。cbr 为差动电流传感器，用以检测直流回路流入与流出的电流差，以检测接地等故障。cmd 为电流传感器，vmd 为电压传感器，ss 为速度传感器。

25、2控制方式：一台 vvvf 逆变器给同一辆车四台相互并联的电动机 m1m4 供电，这种逆变器与电机的配置方式叫 1c4m，它们的控制方式叫“车控”方式。也有一种配置是一台逆变器给同一转向架上两台相互并联的电机供电，这种配置方式叫1c2m，它们的控制方式叫“架控”方式。“车控”或“架控”取决于牵引、制动特性要求，以及逆变器与电机容量。我国多数城轨动车采用“车控”方式，但少数也采用“架控”方式，如广州地铁采用了“车控方式” ，而天津滨海快速线采用了“架控”方式。如果由一台逆变器给一台电机供电，叫 1c1m，也叫“轴控” 。在城轨动车中由于电机功率较小，没有必要用轴控(在铁路干线大功率机车中才使用)

26、。3主电路设有下列保护：（1）输入过流保护：封锁 igbt 的门极脉冲、断开 hscb 及线路接触器、显示并报警、规定次数复位。（2）输出过流保护：首先改变 igbt 的门极脉冲，若在一定时间间隔内仍过流则封锁igbt 门极脉冲、断开线路接触器、显示并报警、规定次数复位。（3）输入过电压保护：湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 14 -牵引工况：当网压高于设定值，首先使斩波器触发，若网压继续升高，则封锁 igbt 触发脉冲、断开 hscb 和线路接触器、显示并报警。网压下降到规定值自动复位。若主电路中设有“硬撬杠”过压保护环节，则在用“软撬杠”放电仍不能使过压消除情况下，触发晶闸管，使强行持续放

27、电。同时封锁 igbt 脉冲，开断 hscb 及线路接触器。设置“硬撬杠”对于释放过电压的能量更有效、快捷。制动工况：采用再生制动时，当网压高于某设定值(例如 1800v)，则自动转入电阻制动。若网压持续高于某设定值(例如 1980v)则封锁 igbt 脉冲，断开 hscb 和线路接触器转入空气制动。（4）输入欠压保护：低于设定值(例如 1000v)逆变器停机，恢复至某设定值(例如1100v)逆变器自动恢复运行。（5）过热保护：vvvf 逆变器温度超过第一温度设定值时，逆变器降功率运行。超过第二温度设定值时，逆变器停机、报警并显示。（6）逆变器相电流不平衡保护：当不平衡超过设定值则停机。（7）

28、牵引电机过流保护：保护动作顺序与输出过流保护相同。 1.3.2 辅助供电系统辅助供电系统包括辅助逆变器、低压电源装置、蓄电池和相关的电气设备和隔离开关、接触器、熔断器、故障转换装置(也称“扩展供电转换装置”)等。 1辅助逆变器辅助逆变器又称静止逆变器，是将直流输入电压变换为三相交流 380v 电压，给列车上的辅助设备供电的设备。它的主要负载包括空调设备(空调压缩机、冷凝器风扇、蒸发器风扇)、空气压缩机、设备通风机、客室照明以及挡风玻璃除霜器、方便插座、刮雨器等。(有的车上客室照明、雨刮器全用 dc110v 供电；有的车上所有设备都用自然风冷，则不需设备通风机。) 2辅助逆变器技术要求(1) 输

29、入电压范围 (2) 输出电压波动范围：(一般要求5) (3) 输出电压波形畸变：(一般要求畸变因数10) (4) 输出电压不均衡度：(一般在相间对称平衡时，要求90) (7) 噪声：相距一定距离的分贝例如：相距 1m 时小于 70db(a) (8) 保护：ip 等级 (9) 过载能力：在额定输出电流下连续工作时，允许施加非周期性过载，对额定容量小于或等于 100kva 的装置，过载能力为 150时为 1 min ；对额定容量大于100kva 的装置，过载能力为 130时为 30s。 3辅助逆变器对负载启动的要求(1) 负载顺序启动，以避免启动冲击电流叠加。 (2) 当负荷在一定范围内变化时，要

30、求其输出电压瞬间变化在一定范围内，且在限定时间内恢复其额定值。(例如当负荷变化为逆变器额定负载的30时，要求其输出电压瞬间变化范围不超过15，且在 300ms 内恢复其额定值。)(3) 重复启动和停止一定负载的能力(例如额定负载的 60)。(4) 当逆变器已带有部分负载的情况下，启动空气压缩机或空调压缩机等负载，其输出电压降在允许范围之内(例如 20)。 4辅助系统主要功能部分 (1)逆变部分：辅助用电设备大都需要三相 50hz，380v220v 交流电源，因而首先要将波动的直流网压逆变为恒压恒频的三相交流电。(2)变压器隔离部分：为了安全必须将电网上的高压与低压用电设备，尤其是常需人工操作的

31、控制电源的设备，在电气电位上实现隔离。通常采用变压器进行电气隔离，同时也可通过设计不同的匝比以满足电压值的需要。(3)直流电源(兼作蓄电池充电器)：车辆上各控制电器都由直流电源 dcdc 供电。车辆上蓄电池为紧急用电所需，所以 dc110v 控制电源同时也是蓄电池的充电器。 1.3.3 控制电路主要是用来控制车辆的主线路，车辆的起动、运行、调速、停车、反向等一系列的动作，还包括许多监控回路，检测列车各工况下的参数，根据所检测到的故障参数，及时发出指令，控制继电器动作，切断主回路中相关的触点，起到相关保护作用。根据司机发出的指令，控制线路中有关继电器得电或失电，使得对应的主回路接触器动作，最终控

32、制牵引电机的运转，从而控制列车的牵引、制动等工况。1.3.4 门控电路包括车门的开启与关闭，车门的监控回路、列车再开门回路。湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 16 -1.4 城轨车辆控制电路系统故障介绍及其处理地铁车辆的故障是指维修计划之外的故障和事故，包括在检修基地内进行的故障和在地铁运营线路上的车辆突发故障。地铁车辆故障分为 4 种情况：1在线运营车辆发生故障不能正常运行，但经过短时间（23min）修复或换件处理可以恢复正常性能维持运行。2在线运营车辆发生故障，但不影响车辆正常运行，这类故障一般继续维持运行，待车辆回库后再对故障进行处理。3.运营中地铁车辆发生严重故障，不能维持正常运行，且

33、短时间内无法进行有效处理，为了不致耽误车上旅客太长时间和保证地铁线路的正常运行，有必要进行清客，使用地铁车辆或工程车将其牵引出运营线路退出服务，进行维修。4地铁车辆运营中发生脱轨、颠覆、火灾或车辆走行部分发生如切轴等严重故障，影响车辆运行安全时，车辆维修部门接到报告后，应成立紧急求援队伍，迅速赶赴车辆故障发生地点，将旅客和无关人员进行疏散，将故障车进行紧急处理，如发生火灾还应将火源车辆做隔离处理。这些车辆一般也是回检修基地进行修复处理。湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 17 -第二章第二章 受电弓控制电路原理及故障排除受电弓控制电路原理及故障排除2.12.1 受电弓的结构和主要技术参数受电弓的

34、结构和主要技术参数受电弓是从接触网向整个列车电气系统的供电以及输送再生制动能量的必要部件。在刚性和柔性接触网的线路上均能适用。目前北京、上海、广州已经建成地铁系统，其受电制式有第三轨受电(如北京地铁)和架空线受电弓受电(如上海、广州地铁)两种，其中架空线受电弓与机车受电弓在结构、原理等方面有诸多相似之处。1结构（如图 2-1 所示）地铁受电弓主要由底架、下臂杆、上框架、弓头滑板和传动气缸等部件组成。1. 底架 2. 绝缘体 3. 支架 3.1 下臂 3.2 下导杆 3.3 高度阻止器 3.4 上臂 3.5 上导杆湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 18 -4. 受电弓头 4.1 接触滑板 4.2

35、 端角 5. 升弓和降弓装置 6. 电流变速器 7. 挂钩 8. 最低位置指示器图 2-1 受电弓结构图2主要技术参数：地铁列车上装有 2 架受电弓，受电弓通过绝缘子安装在首尾两节动车车顶，弓头升起后与接触网导线接触，从接触网上汲取电流供动车使用。其中上海地铁受电弓的参数如下：额定电压v dc 1500网压变化范围v dc 1000-1800额定电流a 1050最大电流a 1650最大运行速度kmh 100最大升弓高度mm 286o折叠高度ram 300工作高度mm 363(即折叠高度)1490滑板长度mm 1050弓头长度mm 1700额定静态接触压力n 120传动气缸工作压力bar 3-9

36、升弓时间s 8(1490mm)降弓时间s 7(1490-0mm)湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 19 -2.22.2 受电弓的控制电路及其工作原理简介受电弓的控制电路及其工作原理简介2.2.1 受电弓的控制电路图如下：图 2-2 受电弓的控制电路其中：受电弓和高速断路器控制保护空气开关 2f30 列车控制启动继电器 2k04 紧急制动继电器 2k10 升弓开关 2s01 自动空气开关 2f31湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 20 -受电弓电磁阀 2y01升弓启动继电器 2k31受电弓保持继电器 2k33列车控制线 211032.2.2 受电弓的工作原理简介：1.升、降弓装置：升、降弓装置包

37、含电磁阀和缓冲阀，保证实现下列两个功能：电磁阀得电，使压缩空气通过，从而使受电弓升起；电磁阀失电，让压缩空气流出，使受电弓降弓；缓冲阀上分别装有调节螺栓，用来调节控制受电弓弓头的升、降速度与时间。受电弓控制回路（如上图 2-2 所示）由列车电源线(dc110v)正端 30420 提供电源，经过受电弓和高速断路器控制保护空气开关 2f30。受电弓控制回路（如图 2-2 所示）由列车电源线(dc110v)正端 30420 提供电源，经过受电弓和高速断路器控制保护空气开关 2f30。当列车激活后列车控制系统进入工作准备状态，列车控制启动继电器 2k04 和紧急制动继电器 2k10 分别得电工作。2.

38、升弓控制原理：司机可以操作升弓开关 2s01 来执行“升弓”指令，通过自动空气开关 2f31、列车控制线 21103，使升弓启动继电器 2k31 得电。2k31 控制各自单元车辆受电弓保持继电器 2k33，2k33 得电后开启受电弓驱动电路受电弓电磁阀 2y01 得电，使受电弓升弓并保持受电弓处在合适工作位置。3.降弓控制原理：司机可以通过使用降弓控制开关 2s02 来降弓，按下降弓控制开关2s02 的常闭触点 2l-22 分断，先让 2k31 失电，同时 2s02 的常开触点 13-14 闭合，使降弓继电器 2k32 得电，通过常闭触点 21-22 和 31-32 使得 2k33 和 2y0

39、1 失电，受电弓落弓，2k6由降弓自动空气 2f32 保护。在紧急情况时，单只受电弓可以通过操作设在 a 车司机控制面板的紧急制动开关使受电弓降弓（双弓） ，当该开关被激活 2k10 继电器失电，其常开触点54-53 和 64-63 直接分断 2k33 和 2y01。 4.升弓条件：受电弓能够升起来，升弓气压不能小于 3bar。当升弓气压小于 3bar 时，可以利用 a 车 8 号座位下的脚踏泵来提供足够的升弓气压。当列车在“有电无气”状态下升弓时，可以先按下升弓按钮，使电磁阀 2y01 得电，连接受电弓的气路被打开，然后踩脚踏泵升弓，这就是通常说的“有电无气”升弓方法。 湖南铁道职业技术学院

40、毕业设计 - 21 -5.受电弓的状态可以从按钮灯上判断：当升弓按钮的绿灯亮时，表示所有受电弓都已升起；当降弓按钮红灯亮时，表示所有受电弓都已降下；当升弓按钮的绿灯和降弓按钮红灯都不亮时，表示两个受电弓处于不同的状态（如升单弓） 。列车对受电弓“升弓”和“降弓”状态的检测方式是不同的， “升弓”状态是通过电压继电器 7u01 来检测，如下图 2-3 所示。1u01 是变压器，它把接触网的高电压按一定比例变换成低电压。在继电器 7u01 的内部，这低电压的大小决定触头 1.01-1.02 和 2.01-2.02 的状态。触头 2.01-2.02 串联在受电弓升弓检测电路中，当 u1000v 时，

41、触头 2.01-2.02 闭合，受电弓升弓按钮绿灯亮，表示受电弓升起。dc dc1u017u012.011.01 1.022.02图 2-3 “升弓”状态检测原理图“降弓”状态是通过位置传感器 7b01 来检测的，当受电弓接近 7b01 时，其连接电路的两接点 1.3-2.4 导通，受电弓降弓按钮红灯亮，表示受电弓降下。 2.32.3 受电弓故障的常见故障现象分析及排查处理受电弓故障的常见故障现象分析及排查处理2.3.1 常见故障：升弓故障现象：司机台开锁后受电弓不能升弓。 （受电弓能够升起来的条件是升弓压缩气压不能小于 3bar，电磁阀电压不能小于 97v）2.3.2 故障发生原因排查及分析

42、：1.故障原因排查程序：(1)检查 mre(主风缸管)压力 p3.5bar(司机台上的压力表的白色指针)；(2)检查蓄电池电压，检查欠电压继电器 3k05，开关 301；(3)按下 s01“升弓”按钮；(4)检查是否受电弓都已升起；(5)mmi 显示无网压 02s02“降弓”指示灯亮；湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 22 -(6)如果风压低但蓄电池电压正常，则使用车间辅助供风或 b 车上的脚踏泵机械升弓（有电无气升弓） ；(7)如果蓄电池欠压继电器激活，但空气压力不高，则有气无电升弓；(8)如果风压低但蓄电池欠压继电器激活则无气无电升弓；(9)检查 b 车车下的高压箱的隔离和接地开关 q1/

43、q2 是否在正常位置；(10)检查 b 车上二位中间端的受电弓阀（u03、02y01）是否处于工作位；(11)检查牵引逆变器高压设备箱是否关闭；(12)检查 ph 箱车间电源插座 x11 与外部电源相连接或车间电源插座盖没关好（车间电源插座位于 b 车 ph 箱高压电源箱右侧） ；(13)检查位于 a 车司机室座椅后的设备柜的 mcbs（微型断路器） 、02f01（a） ；(14)“启动司机室” 、02f02（a） 、 “受电弓指令” （f30） ；(15)检查 tcc 是否受干扰：司机台上的左监控器必须激活，监控器应无错误信息显示；(16)检查受电弓锁钩是否仍在起作用，释放锁钩。2.故障原因

44、分析：故障原因一、升弓电磁阀有电但压缩空气不足；故障原因二、升弓电磁阀电压不足但压缩空气气压足够；故障原因三、升弓电磁阀电压和压缩空气均不足。发生上述三种情况必须应急升弓：y=a+b，其中：a:蓄电池79v b：压力3bar2.3.3 故障处理：故障原因一、在“升弓电磁阀有电但压缩空气不足”的情况时：此时只需一人就能完成，先按升弓按钮（绿色的显示灯亮） ，使升弓电路得电保持（即：使电磁阀 2y01 得电，连接受电弓的气路被打开） ；再人为的提供压缩空气（此时必须使用安装在 b 车 2 位中间端的电气柜中的脚踏泵，大概踩踏 20 次左右） ，观察客内室的应急照明（dc110v） ，常规照明 22

45、0v 的灯亮灭情况，如果全部灯亮则表示升弓已完成（在完成之后恢复现场） 。故障原因二、在“升弓电磁阀电压不足但压缩空气气压足够”的情况下时：此时需要两人共同合作才能完成：（1）手动操作拉杆使气源开关（电磁阀 2y01）打到“开”的位置，使电磁阀 2y01 开湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 23 -通气路。（2）在第一步中获得了电之后，使辅助电路具备启动条件，给蓄电池充电，合上3s01，打开蓄电池开关激活列车，在激活司机台之后使受电弓保持继电器 2k33 得电而保持。（3）客室照明恢复。故障原因三、在“升弓电磁阀电压和压缩空气均不足”的情况时：同时使用故障原因一和原因二的解决方法。（4）受电弓

46、故障处理小结：受电弓的故障主要是受电弓不能升起，而造成这种故障的原因主要有三种，即：升弓汽缸内气压不足而升弓电磁阀 2y02 电压足够，升弓汽缸内气压足够而升弓电磁阀 2y02 电压不够，升弓汽缸内气压和升弓电磁阀 2y02 电压均不足。解决这种故障的方法要因情况而定，其中当气压不足时还需用到安装在 b 车 2 位中间端的电气柜中的脚踏泵。当然，处理故障时需要一定的受电弓升降电路控制图知识，要掌握受电弓升降弓的电气控制原理，从而在处理故障时能够清楚明白的知道是哪个元器件或者线路出现故障，并及时采取相关的处理方法。湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 24 -第三章第三章 城轨车辆车门电路控制与常见

47、故障及其处理城轨车辆车门电路控制与常见故障及其处理3.13.1 车门的结构组成与工作原理车门的结构组成与工作原理城轨车辆车门包括客室车门、司机室侧门以及司机室与客室间的通道门。不同车型的车门组成略有不同，但都包括车门悬挂及导向机构、车门驱动装置、左右门页、紧急解锁装置、乘务员钥匙开关（或称为紧急入口装置） 、一套安装在车体上的密封型材（上、左和右）等机械部分，以及门控单元（或气动控制单元） 、电气连接、负责检测的各类行程开关、指示灯等电气或气动部件。车门可由压缩空气作为开关的动力，也可采用电机驱动。按照车门开启及结构形式主要分为移动门和塞拉门，移动门又可以分为内藏式滑动移门、外挂式滑动移门。3

48、.3.1 车门的结构组成(塞拉门为例)湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 25 -左门叶右门叶导轨 乘务人员开关 (2 个车/)紧急解锁开关丝杆门切除开关dcu图 3-1 塞拉门结构组成3.1.2 车门工作原理1.移动门系统工作原理。如下图 3-2 可知，该车门系统主要的承载机构为滚珠、滑块机构，主要的传动机构为丝杆、螺母机构。开门时，当门控单元 edcu 收到列车发出的开门指令后，控制车门电动机动作，车门电动机转动使锁闭轮离开锁闭杆，同时，电动机通过皮带驱动丝杆、螺母系统动作，从而实现开门运动。开门时，电动机驱动丝杆、螺母系统向相反的方向运动，当开门位置行程开关动作后，车门电动机带动锁闭轮落入

49、锁闭杆位置处，从而实现车门的机械锁闭。锁闭杆安装于滚珠滑块机构上。湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 26 -1右门页；2左门页；3导轨；4锁钩/紧急手柄；5左门驱动连杆；6驱动风缸；7解锁风缸；8中央控制阀；9导向衬块；10橡胶密封条；11防跳轮/支撑滚轮；12锁闭行程开关s1；13密封毛刷；14钢丝绳；15关闭行程开关 s2图 3-2 典型移动门系统工作原理图2.塞拉们系统工作原理。如下图 3-3 所示，门的运动由电子门控器控制，电动机驱动。如下图所示，电动机通过锁闭位置和丝杆螺母副相连；丝杆上的螺母通过铰链与便携门架相连。为了提高供门页的摆动和平移运动，门页与便携门架相连；同时，携门架在纵

50、向长导柱上滑动。长导柱连接在三个挂架上，每段各一个，中间再放一个。这三个挂架在短导柱上运动，短导柱安装在承载支架上。携门架和挂架内安装有直线轴承，以确保机构运动平稳。门页在摆动和平移运动过程中的控制，由导向滚轮和上下导轨组成的系统完成。开门时，门页从完全关闭状态开始运动，电动机带动丝杆螺母副，引起携门架、长导柱、挂架、下滚轮导向部件中的转臂动作，并最终使门页在导向系统的引导下向外做摆出动作。在达到完全摆出状态后，导向系统控制门扇的直线平移，使门页平行于车辆侧面运动。在平移过程中，携门架使门页沿着长导柱自由滑动，直到门页达到完全打开状态。这样就实现了车门在 x、y 方向上的运动，完成塞拉动作。关

51、门动作是开门动作的一个相反过程。 湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 27 -图 3-3 典型塞拉门系统工作原理图3.23.2 车门的主要技术参数车门的主要技术参数净开度mm 1 400净开高度mm 1 86010工作环境温度 2070开关门时间s 35(可调)供电电压 /vdc 110车门关紧力n 150(每个门页)能探测最小障碍物mmmm 3060(宽高)车门隔音量dba 21开关门噪声级别dba 68湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 28 -车体钢结构开口mm 1720(沿车长方向)车门全开时所占空间mm 2750(沿车长方向)门框高mm 约 2035(地板面距门框下沿距离)车门上部驱动机

52、构所占空间mm 355(厚)；150(高)供电电压/ vdc 110 (77137)湿度 97（25） 3.33.3 车门的系统主要功能和电气控制原理车门的系统主要功能和电气控制原理3.3.1 车门系统主要功能开/关门功能：包括开、关门状态显示；未关闭好车门的再开闭功能：已关好的车门不再打开；开关车门的二次缓冲功能；防夹人/物功能（障碍物探测再开门功能） ；车门故障切除功能；车门内部紧急解锁功能（每辆车每侧两个车门） ；车门旁路功能；乘务员钥匙开关功能（每辆车每侧一个车门） ；故障指示和诊断记录功能并可通过读出器读出；自诊断功能；零速保护。3.3.2 车门电气控制原理1.开、关门控制电路如下湖

53、南铁道职业技术学院毕业设计 - 29 -图 3-4 开、关门控制电路(1)整列车控制所使用的继电器：8k01、8k02：左右侧门的门使能继电器8k03、8k04：开门继电器8k05、8k06：延时断开继电器8k07、8k08：门未锁继电器8k09、8k10：整列车所有门关好继电器8k41：关门报警起动继电器8k42：关门报警电闪继电器8k43：关门报警继电器8k47：左边门开继电器8k48：右边门开继电器8k49：门关好监测继电器(2)单节车继电器：湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 30 -8k21、8k22：解锁继电器8k23、8k24：开门继电器8k25、8k26：重开门继电器8k27、8

54、k28：关门监测继电器8k29：17/19 门乘务员钥匙开门继电器8k30：18/20 门乘务员钥匙开门继电器8k45、8k46：关门报警继电器(3)每个门的控制继电器：8k31、8k33、8k35、8k37、8k39：左边门门未切除继电器8k11、8k13、8k15、8k17、8k19：左边门开、关门继电器8k32、8k34、8k36、8k38、8k40：右边门门未切除继电器8k12、8k14、8k16、8k18、8k20：右边门开、关门继电器除此以外，每个车门均安装有 4 个行程开关以检测车门的状态（如图 3-5 所示） ，包括： (a)s1: 车门锁闭行程开关(b)s2：车门关闭行程开关

55、湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 31 -图 3-5 车门状态检测行程开关就继电器而言，用于车门控制的中间继电器应有很高的可靠性，因为一旦其出现故障，将影响对车辆车门的控制，曾经出现过由于继电器故障造成的乘客换车事件，对运营影响较大。广州地铁 1 号线车辆车门原控制继电器（sh04）已经过长时间使用，失效故障较多，决定用可靠性更高的继电器替换原车门控制继电器。经过这一改进，减少了车门故障的发生。 为了保证车门控制的可靠性，在车门电路关键的继电器旁，多并联加装一个同类型规格的控制继电器。例如整列车左侧门开继电器 8k01，新加装继电器 8k01（加）的线圈引线及有关触点并联。这样，增加了同一连接

56、线上触点闭合时的接触面积，减少了触点因长期工作引起接触电阻增大、接触不良而导致的车门故障；更重要的是，避免了因关键继电器线圈与正线烧损而导致整列车门不能打开的严重故障。车门控制继电器线圈耗用的功率较少，并联加装继电器后对控制电路影响不大。同样，为了增加同一连接线上触点闭合时的接触面积，对车门控制电路同一中间继电器上的空余触点进行了并联，如整列车右侧门开继电器中空余的常开触点与已使用的常开触点并联等。对继电器空余触点的充分利用，提高了控制电路的可靠性和稳定性。开关门电气控制工作原理：(1)列车激活开司机台，2k04 闭合，列车激活后合 3s01 后 3k11 得电并且 dcu 检测到列车处于静止

57、状态 2k11 得电，由 atp 设备给出门使能信号则 8k01 闭合，开门按钮指示灯亮；(2)8k01 闭合后，ato 设备给出开门触发信号并按下开左边门按钮，8k03 闭合，8k05 闭合，8k07 闭合， a 车 8k21 闭合控制电磁阀实现锁钩解钩动作，a 车 8k23 闭合并自锁，左边门未切除，以 1/3 门为例，8k31 得电 8k11 合，开 1/3 门，车门处于开门状态，8k09 不得电，按下关门按钮则 8k05 延时断开 8k03 失电断开，8k41 得电并自锁，一路送入 sibas 单元，关门报警。一路电闪继电器 8k42 得电定时开关动作，8k43 开关动作，8k45 开

58、关动作，（若所有门未关好，s01、s02 均不到位则 1/3 门内外指示灯闪烁） ；(3)按下关门按钮则 8k05 延时断开，8k07 延时断开，一路 8k21 断开，y03 电磁阀失电，锁钩在弹簧力作用下复位；一路 8k23 断开，未按重开门 8k25 不得电，1/3 门 8k11 失电，控制 y02、y01 电磁阀关门熄灭门上方内、一路外侧指示灯；一路五个门的 s1、s2 均到位，a 车 8k27 得电，a 车侧墙指示灯灭，另一端 a 车 8k27 得电，1/3 门 s1、s2 行程开关到位，8k09 得电 8k41 分 8k42 分，8k43 分， 8k45 分。(a)s4: 车门紧急解

59、锁行程开关(b)s3: 车门切除行程开关湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 32 -2. cfsu 检测(1)8k31 断开，8k33 断开，8k39 断开， 8k37 断开，8k35 断开 则显示器显示门功能故障 （低电平触发） 。(2)1/3 门拉紧急解锁手柄则 s4 动作5/7 门拉紧急解锁手柄则 s4 动作显示器显示门紧急解锁9/11 门拉紧急解锁手柄则 s4 动作 （高电平触发）13/15 门拉紧急解锁手柄则 s4 动作17/19 门拉紧急解锁手柄则 s4 动作3. atp 监测电路，若不闭合则触发紧急制动 8k09 43 33 44 34 8k10 44 34 43 334.自动折返

60、列车激活关司机台，由于 ato/atp 设备使 4k03 闭合，门处于打开状态 8k47 闭合，8k03闭合，从而使得开门保持。5.开门功能至少有一个门未关好 ：8k09 断开，8k01 闭合，按下重开门至少有一节车至少一个门未关， 8k27 断开，8k25闭合未关好门的 s1、s2 行程，开关至少有一个不到位，左边门未切除，以 1/3 门为例 8k31得电，1/3 门 8k11 得电，1/3 门开门。1 ato/atp湖南铁道职业技术学院毕业设计 - 33 -6.牵引指令 2s09 2k56 7k06 2k57 8k09 8k10 牵引指令 dcu 23 24 24 23 2s10 2s13