城市轨道交通车辆电气控制 课件4-1任务1列车制动控制系统基础

列车制动控制系统基础目录制动控制系统概述13列车制动方式分类2制动控制模式分析学习目标了解制动系统的组成理解列车不同制动模式的运用与特点理解电制动与空气制动

制动控制系统概述01电制动空气制动混合制动将列车的动能转化为其他能量，以达到列车减速的目的制动概念制动控制系统概述杭州地铁2号线车辆选用B型车4M2T6节编组基于转向架控制的单管电空制动系统制动控制系统概述

列车制动系统提供的设备主要包括空气制动系统及相关气动控制部分等风源系统制动控制系统（包括制动控制模块和停放制动控制模块）基础制动（盘形制动装置）防滑装置空气悬挂辅助装置制动控制系统概述设备构成EP2002阀风源模块悬挂供风装置转向架踏面制动单元风缸模块WSP装置

电阻制动与再生制动均属于电制动范畴。当电制动失效时，空气制动可独立实施，确保车辆的减速和停车，自动补充电制动的不足，保证车辆制动减速度达到司机手柄的指令值；列车速度降到一定值以下，再生制动和电阻制动等电制动力很小时，做到准确停车。故城市轨道交通车辆对空气制动的可靠性、反应性、舒适性、协调性要求很高。其中关键问题就是空气制动的指令传输与控制策略。制动控制系统概述

干线铁路广泛应用的利用空气压力传输制动指令的方法，因为其难以实现电气制动与空气制动的自动协调，在现代化网络化的城市轨道交通车辆中已不再使用。目前城市轨道交通车辆的制动系统无一例外地采用电气指令单元来快速、准确、可靠地传递司机控制器的指令。采用电气指令可以使列车制动、缓解迅速、停车平稳无冲动，缩短制动距离。电气指令制动大大削减了空气管路，有利于制动系统的小型轻量化和降低成本；制动装置操纵灵活，反应迅速；在整个速度范围内，适应空-电联合制动的控制要求和协调配合，可以获得最佳的制动性能。制动控制系统概述制动控制系统概述数字式电气指令制动系统模拟式电气指令制动系统0102数字式电气指令控制系统指0和1两个数字，在组成3位数字时，除了000外，还有001，010，011……111共7种组合，分别用三根编码线使三个电磁阀各自得电（相当于1）或失电（相当于0）组成的组合，从而获得7档制动指令。数字式指令指开关指令的组合，属于分档控制。这样的分档制动指令通过具有多块气动膜板的中继阀的动作，使制动缸获得恒定的七级压力。数字式电气指令制动控制系统操作灵活，可控性能好。常见的数字式电气指令制动系统有SD型数字式电气指令制动系统、HRDA型数字式电空制动系统。数字式电气指令控制系统1反应迅速，可靠性好；

2电信号没有临界限制，制动力一般只根据载荷变化进行调整；

3除了信号传给系统外，其他部分结构较为简单；4有些数字式制动系统如气运算型等，空气制动与动力制动的混合使用比较困难，特别适合于动力制动和空气制动单独使用的地铁列车；5由于制动指令是有级传输的，与列车自动驾驶系统一起使用的适应性不如模拟式制动系统。常用的数字式制动系统特点模拟式电气指令制动控制系统模拟式电气制动系统采用连续变化的模拟信号作为常用制动的电气指令，可以实现无级制动和连续操纵，有利于制动力的细微调节。常用的模拟电信号有电流、电压、频率、脉冲等，这些模拟量可以传递制动控制信号。从目前趋势来看，城市轨道交通车辆采用脉冲宽度调制的模拟式电气指令制动控制系统，应当是较为先进的列车制动控制系统。模拟式电气指令制动控制系统目前常见的模拟式电气指令制动系统KBGM模拟式制动系统EP2002模拟式制动系统12特点1．指令传输系统简单；2．由于采用微机控制，能容易地增加诸如根据载荷变化进行控制；减速度控制和减速度微分控制等功能。能够控制列车或列车基本单元内的制动力分配，如动力制动剩余制动力可用于施车制动，也可对动力制动和空气制动进行防滑控制，不必另设防滑控制单元。3．能够适应空气制动和动力制动的混合作用；4．由于制动指令是无级传输的，能对制动系统精确控制。所以能更好的适应列车自动驾驶的要求。模拟式电气指令制动控制系统计算机局域网制动控制系统城市轨道交通车辆制动控制系统使用的计算机局域网中，头尾控制单元(HEU)和各车厢的制动控制单元(BCU)均由以微处理机为核心构成的工作节点组成。

制动控制模式分析02制动控制模式分析常用制动保持制动快速制动停放制动紧急制动常用制动是可恢复的制动。正常运行下为调解或控制动车列车速度，包括进站停车所实施的制动。特点是作用缓和与制动力的可以连续调节，制动过程中能够根据车辆载荷自动调整制动力，当常用制动力最大时即为常用全制动。

常用制动（Servicebrake）紧急制动（Emergencybrake）必须是纯空气制动产生紧急制动环路失电触发特点：紧急制动命令不可恢复当通过紧急制动按钮施加紧急制动时，受电弓降弓，高速断路器断开在任何情况下都能使列车在最短的时间内停下来保压制动（Holdingbrake）列车停车时自动施加，保证列车即使在斜坡上也不会溜车。纯空气制动，大小为最大常用制动的70%快速制动（Fastbrake）快速制动同样为电-空混合的可恢复制动，气路走向与常用制动相同。快速制动与常用制动的区别在于：相同工况下EBCU计算制动力时，快速制动力大于常用制动力。停放制动（Parkingbrake）停放制动由弹簧施加，压缩空气缓解——即“排气施加，充气缓解”。当按下司机室停放制动施加按钮（或按下脉冲阀的手动按钮）后停放制动脉冲阀施加电磁阀得电，停放制动施加。当按下司机室停放制动缓解按钮（或按下脉冲阀的手动按钮）后停放制动脉冲阀的缓解电磁阀得电，停放制动缓解。

列车制动方式分类03列车制动方式分类不同的标准可以有不同的分类制动时列车动能的转移方式0102制动控制方式分类摩擦制动动力制动（电制动）车控架控轴控摩擦制动概念：通过摩擦副的摩擦将列车的运动动能转变为热能，消散于大气，从而产生制动作用。闸瓦制动盘形制动磁轨制动摩擦制动闸瓦制动，也称踏面制动，它是一种最常用的一种制动方式。制动时闸瓦压紧车轮，轮、瓦之间发生摩擦，交列车的运动动能通过轮、瓦摩擦转变为热能，消散于大气中。

盘形制动是在车轴上或在车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使用合成材料制成的两个闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，把列车动能转化为热能，消散于大气从而实现制动。

摩擦制动轮盘式制动盘安装在车轮侧面轴盘式制动盘安装在车轴上轨道电磁制动，又叫磁轨制动在转向架构架侧梁4下通过升降风缸2安装有电磁铁1，电磁铁下设有磨耗板5。制动时，将导电后起磁感应的电磁铁放下压紧钢轨，使它与钢轨发生摩擦而产生制动。优点是制动力不受轮轨间粘着的限制，不易使车轮滑行。但重量较大增加了车辆的自重。在高速旅客列车上与空气制动机并用（特别是在紧急制动时），可缩短制动距离。如北京地铁机场线由于列车运行速度较高，最高时速可达100km/h，该车组上装有轨道电磁制动机。摩擦制动1-电磁铁；2-升降风缸；3-钢轨；4-构架侧梁；5-磨耗板动力制动动力制动也称电制动，列车制动时，将牵引电机变为发电机，使动能转化为电能对这些电能不同处理方式形成了不同方式的动力制动。列车优先选择再生制动电阻制动动力制动再生制动取决于接触网的接收能力，亦即取决于网压高低和负载利用能力。再生制动原理图接触网电压在1~1.2U（理论值，对应于上海轨道交通2号线为1500V~1800V）范围内；再生电能必须要由一定距离内的其他列车吸收制动斩波器的存在确保大部分的能量能反馈回电网，同时又保护了电网上其他设备动力制动如果制动列车所在的接触网供电区段内无其他列车吸收该制动能量，VVVF则将能量反馈在线路电容上，使电容电压XUD迅速上升，当XUD达到最大设定值1800V时，DCU启动能耗斩波器模块A14上的门极可关断晶闸管GTO：V1，GTO打开制动电阻RB，制动电阻RB与电容并联，将电机上的制动能量转变成电阻的热能消耗掉，即电阻制动（亦称能耗制动），电阻制动能单独满足常用制动的要求。图4-5电阻制动原理图列车制动方式分类车控式1轴控式3总体控制方式架控式2车控式车控方式（集中式）制动系统包括集中气动控制、集中电子控制和本车转向架气动控制阀。制动控制是由一个电子控制单元（包括制动控制电子装置和防滑电子装置）控制一节车两个转向