《城市轨道交通列车电气系统》全套教学课件

城轨车辆电气系统绪论

全套可编辑PPT课件

目录城轨车辆简介一.城轨车辆电气系统简介二.城轨车辆电气控制简介三.课程介绍四.本课件是可编辑的正常PPT课件1、城轨车辆最根本的任务

客运运输。2、城轨车辆的牵引方式电力牵引——采用电能牵引列车车辆。3、列车编组方式有2M1T、2M2T、4M2T、6M2T等多种形式，应用最多的是4M2T。=A(Tc1)+B(Mp1)+C(M1)－C(M2)+B(Mp2)+A(Tc2)=一城轨车辆简介一本课件是可编辑的正常PPT课件4、列车供电及受流形式供电电压为DC1500V和DC750V两种，由接触网（刚性、柔性）或第三轨供电，列车采用受电弓或者集电靴受流。5、列车的牵引动力列车由交流牵引电机（异步电机、直线电机、永磁同步电机等）和直流牵引电机（永磁无刷电机）驱动。6、列车的操纵方式

人工驾驶和自动驾驶。一城轨车辆简介一本课件是可编辑的正常PPT课件1、轨道交通电力牵引系统组成：牵引变电所、牵引网、电动列车由馈电线、接触网、轨道回路及回流线组成的供电网络称为牵引网从牵引变电所向接触网输送牵引电能的导线用以供牵引电流返回牵引变电所的导线列车行走时，利用走行轨作为牵引电流回流的电路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经过电动列车的受流器向电动列车供给电能的导电网主变电站牵引变电站馈电线接触网钢轨

回流线电分段

接触网

馈电线主变电站回流线一城轨车辆电气系统简介二本课件是可编辑的正常PPT课件2、城市轨道交通车辆电气系统组成一城轨车辆电气系统简介二本课件是可编辑的正常PPT课件一城轨车辆电气系统简介二3、列车电气系统主电路——牵引与辅助供电主电路本课件是可编辑的正常PPT课件一城轨车辆电气系统简介二3、列车电气系统主电路——牵引与辅助供电主电路本课件是可编辑的正常PPT课件一城轨车辆电气系统简介二3、列车电气系统主电路——辅助供电主电路本课件是可编辑的正常PPT课件4、列车主电路电气设备配置分布南宁地铁1号线车辆的主要设备配置一城轨车辆电气系统简介二本课件是可编辑的正常PPT课件一城轨车辆电气控制简介三1、关于车辆控制城轨车辆最根本的任务：客运运输。完成运输任务的关键：车辆的运行及其控制。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、其它辅助控制。2、控制系统控制方法

数学模型化、传统的PID调节、自动控制及人工智能原理的各种控制方法本课件是可编辑的正常PPT课件一城轨车辆电气控制简介三3、关于自动控制及人工智能（1）自动控制：列车自动控制系统ATC包括列车自动防护（ATP），列车自动监督（ATS）和列车自动驾驶（ATO）三个子系统。它可以指示列车允许运行的速度，也可以透过自动降速系统使列车减速至停车，实现列车自动驾驶、自动跟踪和自动调度。（2）人工智能人工智能（AI）可以分为“人工”和“智能”两部分。在车辆控制中，通过植入大量的自动控制系统，以实现智能化的控制。人工智能系统组成：系统操作软件、微机控制系统、总线控制。本课件是可编辑的正常PPT课件一城轨车辆电气控制简介三4、列车牵引及制动控制（1）牵引控制的对象是牵引电动机，主要实现速度和牵引力的调节。（2）制动控制的对象是牵引电动机和基础制动装置（空气制动装置），主要实现列车制动力进行调节。在列车的控制系统中，牵引控制与制动控制智能化程度最高，它由列车网络控制系统TCMS（VCU、MVB、HMI、REP等

）、牵引控制单元DCU和制动控制单元BCU共同列车牵引与制动控制，他们通过接收牵引电机转速、转矩、列车车速、车重、目标距离、线路坡度、黏着、空转、滑行等数据，并结合经验数据进行模糊计算，最终实现对列车的牵引与制动控制。本课件是可编辑的正常PPT课件1、课程的性质本课程是城市轨道车辆应用技术专业必修的专业核心课（98学时，6学分）。2、课程内容（1）电力牵引交流调速方法及传动控制方式。（2）城市轨道交通列车主电路组成及原理。（3）城市轨道交通列车牵引和制动控制电路组成及原理。（5）城市轨道交通列车车门和照明控制电路组成及原理。一课程介绍四本课件是可编辑的正常PPT课件3、与其他课程的关系先修课程《电工与电子技术》《电力电子技术》《电气控制与PLC》《城轨车辆电气设备》后续课程《城轨车辆综合实训》《毕业设计》《顶岗实习》4、学习方法系统性：课前预习、课堂学习、课后复习协作性：团体效能＞个体效能一课程介绍四本课件是可编辑的正常PPT课件5、达到目标了解电路的组成及作用，熟悉电路的逻辑关系，学会分析电路工作原理，掌握电路图和实际电路的对应关系。6、教材及参考书教材：（1）城市轨道交通列车电气系统（含图册）（2）城市轨道交通车辆技术专业实训项目标准化指导书参考书：（1）城市轨道交通车辆电气控制系统（2）城市轨道交通车辆电气故障分析与处理一课程介绍四本课件是可编辑的正常PPT课件一课程介绍四教材：本课件是可编辑的正常PPT课件一课程介绍四参考书：本课件是可编辑的正常PPT课件7、考核方法

（1）过程考核50%:平时成绩（提问、作业、学习评价、学习纪律等）。

（2）终结性考核50%：期末考核（知识考核）25%,实训项目考核25%。

一课程介绍四本课件是可编辑的正常PPT课件感谢您的观看THISTEMPLATEDESIGNEDFORFEIERSHEJI1.1城轨车辆电气系统构成

城轨车辆电气系统目录城轨车辆电气系统概述一.南宁地铁车辆主电路二.地铁列车牵引制动控制原理三.本课件是可编辑的正常PPT课件1、电力牵引车辆电气系统构成全世界的城市轨道交通车辆均采用电力牵引电力牵引——采用电力驱动列车运行电力牵引车辆电气系统的构成：（1）牵引传动系统（牵引主电路+VVVF逆变器+牵引电动机）（2）牵引传动控制系统（牵引和制动控制）（3）辅助系统（除牵引系统外）及其控制系统。城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件

城市轨道交通列车电气系统主要由列车牵引传动系统、列车辅助供电系统和列车控制系统（列车牵引/制动控制系统、列车照明系统、列车空调控制系统、列车车门控制系统、乘客信息系统PIS、列车网络控制系统及列车自动控制系统ATC等）三大部分组成。电气系统牵引系统控制系统

辅助系统DC1500VDC110V及以下AC380V按电压高低分类主电路控制电路辅助电路城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件2、列车电气系统主电路——牵引主电路与辅助供电主电路城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件2、列车电气系统主电路——牵引主电路与辅助供电主电路城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件3、列车辅助供电系统

列车辅助供电系统的作用是给列车牵引系统之外的所有用电设备供电，其主要设备包括辅助逆变器、蓄电池充电机、蓄电池组成。

蓄电池是车辆辅助供电系统的低压直流备用电源，在辅助逆变器正常工作时通过蓄电池充电机处于浮充电状态；在网压供电或辅助逆变器发生故障、不能正常工作时，作为紧急电源向车辆部分车辆辅助直流紧急负载(如车厢紧急通风、紧急照明、各控制系统、通信系统等)进行供电。城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件4、列车牵引/制动控制系统

列车牵引/制动控制系统是列车各系统中的关键部分，由它控制着列车的启动和停止。是为实现列车牵引和制动控制相关功能而设计控制电路系统，采用的是继电器控制+网络控制的方式。城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件5、列车照明系统系统

列车照明系统是列车在正常运营和检修过程所必须的车辆照明系统。列车照明系统分为外部照明和车辆内部照明两部分，由辅助供电系统供电。城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件6、列车空调系统HVAC

牵引每节车均配备两台完全相同的顶置单元式空调机组，用以实现列车的空气调节。每节车设有一个空调控制单元，用以控制一辆车的两台空调机组。城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件7、列车车门系统

牵引列车的客室车门主要由车门电控单元EDCU、车门驱动单元、门页等组成。车门的开关由列车司机通过开/关门按钮经过列车线（硬连线）或列车网络系统向所有的车门门控单元EDCU发出开/关门指令，也可由ATC通过列车网络系统自动向EDCU发开/关门指令；车门的工作状态则由列车自动控制系统ATC监控，车门控制单元通过车门子系统冗余网络直接将单个车门状态信息、故障信息传送至列车故障诊断系统，并在HMI上显示。城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件8、乘客信息系统PIS

乘客信息系统以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统，为乘客提供到站广播、信息广播、乘客紧急对讲以及到站信息显示等功能。它包括车载广播系统（PA）、乘客信息显示系统(PIDS)和车载视频监控系统（CCTV）等部分。城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件9、列车网络控制系统TCMS列车网络控制与监控系统（TCMS）是基于计算机技术的控制和传输的技术。主要由列车中央控制单元即车辆控制单元VCU（VCMe）、人机接口HMI司机显示器、多功能车辆总线MVB网络以及中继器REP、输入输出模块等各种功能模块组成，通过网络拓扑的连接主要完成列车的控制功能、故障检测功能、监视功能和诊断功能。

列车牵引控制采用网络优先的控制方式，硬线紧急牵引控制作为备用。在列车控制网络正常时，牵引和制动的控制通过列车控制网络来实现；当列车控制网络故障时，采用备用模式，由继电器逻辑电路和列车硬线来实现列车的基本牵引和制动控制。城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件10、列车自动控制系统ATC

列车自动控制系统ATC列车的自动运行是通过列车自动控制系统ATC提供的，ATC系统包括列车自动监控系统ATS，列车自动保护系统ATP（用于列车保护的信号设备）及列车自动运行系统ATO（用于自动驾驶）三个子系统。其设备有车载ATC设备和地面ATC设备（控制中心、车站、轨旁等），车上和地下通过轨道电路或者无线通信系统完成信号传递。城轨车辆电气系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件南宁车辆简介南宁地铁车辆为中国南车株洲电力机车有限公司设计制造，目前有3种车型，都采用四动两拖的编组方式，几种种车型除了制动系统及驾驶方式不同外，其它方面差别很小很小。南宁地铁车辆主电路二本课件是可编辑的正常PPT课件1、牵引主电路（见电路图1101）牵引主电路包括一下部件：受电弓（共用）避雷器（共用）三位置刀开关（共用）主熔断器F3、F4高速断路器HB1、HB2牵引逆变器牵引电动机接地装置南宁地铁车辆主电路二本课件是可编辑的正常PPT课件牵引主电路电器设备南宁地铁车辆主电路二本课件是可编辑的正常PPT课件TSG18G（05）型受电弓本课件是可编辑的正常PPT课件西门子避雷器本课件是可编辑的正常PPT课件PH箱（高压箱）本课件是可编辑的正常PPT课件三位置隔离开关本课件是可编辑的正常PPT课件车间电源插座本课件是可编辑的正常PPT课件主母线熔断器本课件是可编辑的正常PPT课件瑞士赛雪龙——高速断路器本课件是可编辑的正常PPT课件牵引逆变器箱外观本课件是可编辑的正常PPT课件直流接触器本课件是可编辑的正常PPT课件制动电阻器本课件是可编辑的正常PPT课件牵引电机本课件是可编辑的正常PPT课件接地装置本课件是可编辑的正常PPT课件2、辅助主电路（见电路图1102）受电弓（共用）避雷器（共用）三位置刀开关（共用）防反向二极管1D01辅助熔断器F3、F4辅助逆变器接地装置

辅助系统供电模式按电压来分主要可分为三种：380V交流供电和110V、24V直流供电。南宁地铁车辆主电路二本课件是可编辑的正常PPT课件（1）交流供电空气压缩机空调制动电阻风机司机室通风设备方便插座（2）直流供电直流供电供给直流负载和照明。由蓄电池充电机或蓄电池进行供电。两台蓄电池之间通过二极管进行相互隔离。南宁地铁车辆主电路二本课件是可编辑的正常PPT课件司机台控制台受电弓高速断路器线路接触器线路滤波器VVVF隔离开关轴端接地装置钢轨（电源负极）避雷器受电弓控制系统高速断路器控制系统线路接触器控制系统DCU牵引电机接触网（电源正极）硬线指令BCU空气制动装置网络指令（WTB、MVB）1、列车牵引制动控制原理框图轮对地铁列车牵引制动控制原理三本课件是可编辑的正常PPT课件2、电气控制方式（1）——继电器控制

通过一系列接触器、继电器等器件的“接通”和“断开”来传递控制与检测信号，从而实现列车级的控制，这种控制线路也称为继电器控制线路。地铁列车牵引制动控制原理三本课件是可编辑的正常PPT课件2、电气控制方式（2）——总线控制（网络控制）

总线控制是基于计算机技术的控制。包括列车总线WTB和车辆多功能总线系统MVB。总线控制时，列车所有的控制监测信号包括车门控制和监测信号、气制动检测信号等均通过总线进行传输，并由列车控制系统通过软件实现启动联锁保护功能地铁列车牵引制动控制原理三本课件是可编辑的正常PPT课件3、牵引控制原则列车牵引控制采用网络优先的控制方式，硬线紧急牵引控制作为备用。在列车网络控制系统正常时，列车网络采集司机控制器或信号系统的牵引、制动命令及级位大小并通过MVB_EMD总线发送到DCU、BCU，完成列车的牵引及制动控制，并反馈牵引系统、制动系统的状态信息。当列车控制网络故障时，采用紧急牵引模式，由继电器逻辑电路和列车硬线来实现列车的牵引和制动控制。地铁列车牵引制动控制原理三本课件是可编辑的正常PPT课件4、牵引控制系统构成列车牵引控制系统由司机控制器、各指令开关、有接点控制电路、传动控制单元及列车网络控制和诊断系统等构成。（见电路图1103）地铁列车牵引制动控制原理三本课件是可编辑的正常PPT课件感谢您的观看THISTEMPLATEDESIGNEDFORFEIERSHEJI城轨车辆电气系统1.2城轨车辆电路图识读目录电路图简介一.城轨车辆电路图编制规定二.城轨列车电路图识读三.本课件是可编辑的正常PPT课件进行电路装配而采用的一种图纸，有设备布置图、端子排图、接线图（表）等电路图的定义及类型用电路元件符号表示其电路连接的电气图，根据用途不同有原理电路图、方框图和安装图三种。电路图原理电路图安装图方框图电路图简介一用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图用图形符号详细表示电路基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。便于分析电路工作原理本课件是可编辑的正常PPT课件电路图简介——原理电路图一本课件是可编辑的正常PPT课件电路图简介——方框图一本课件是可编辑的正常PPT课件电路图简介——方框图一本课件是可编辑的正常PPT课件

为了便于电路系统的识别查找,厂家根据相关标准制定电路图符号系统,车辆电路中所有元件、导线必须严格遵守符号系统规定进行标识,1、电路图电器元件符号使用规定

城轨车辆的电路图中，使用了大量的通用或专用的电气设备和元件，为了识图方便，这些元件的电路图符号均应选取最新的国家标准符号。如果是特殊的设备，必须在在符号说明中表明。（如在NN1的电路图中，图0103专门对图册中使用的符号进行说明和规定）城轨列车电路图编绘要求二本课件是可编辑的正常PPT课件2、电路图中电器元件的代号标注规定（从动作原理看）

电器元件的图形符号旁边标明其字母代号；如继电器要表明其字母代号K,该继电器的的各联锁旁边也标注同一代号；且该继电器线圈下方，给出该电器所有联锁及连接。同一类元件不同个体则用该元件的（字母代号+序号）加以区分。城轨列车电路图编制要求二本课件是可编辑的正常PPT课件城轨列车电路图编制要求二本课件是可编辑的正常PPT课件3、所有导线标明导线代号（线号）

由于电路图中导线众多，因此每一根导线必须标明其代号，并且每一根线的代号都是唯一的。城轨列车电路图编制要求二本课件是可编辑的正常PPT课件4、中断导线必须标明连接关系有些电路的回路过于复杂和庞大，必须分为很多张电路图来分别绘制，电路图中中断的导线必须在中断处标明其连接关系（也就是标明其来龙去脉）。城轨列车电路图编制要求二本课件是可编辑的正常PPT课件1、电路类型标注（电路图的图号）

城轨车辆电气系统电路种类很多，为了读图其电路图都按照电路功能分类绘制，通常采用两位数字来编号分类。数字编号电路类型数字编号电路类型01主电路（高压电路）06空调电路02牵引/制动控制电路07辅助设备电路03辅助供电电路与辅助电路08车门控制电路04检测和信息电路09特殊设备电路05照明电路城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件10主电路20控制电路30辅助电路40列车控制网络/乘客信息系统50照明60空调70第2辅助设备80车门控制90特殊设备11主电路/接地21主断/受电弓控制31辅助电源41列车控制网络51外部照明61空调控制

81客室门列车控制91ATO/ATP

22列车控制32低压电源42火灾探测系统52内部照明

72车钩控制82门控单元92运输电路

23牵引控制单元33设备风扇

53屏柜照明

73附属部件83门控网络

34空气压缩机44无线电台

84客室门监视

45PIS系统（音频/地图）

46安防系统

27摩擦制动

28制动电子控制单元

南宁地铁电路图的功能组分类城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件目录

图号用两位编号表示，图中“21”为图号，即电路的功能组代号，其中2表示第二功能组电路，1表示第二功能组中的第一功能小组电路。图号以电路的电路功能进行编制，在电路图纸的标题栏中，用于说明电路图的识别信息。（还可以当作电路图的页码使用）具体的功能组代号见编号列表城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件2、元件及设备的编号电气元件编号包括功能组，元件电气文字符号、元件序号、安装位置代号等。第1-2位是功能组代号，第3位是元件字母符号，第4位是车辆型式序号（1-TC/2-MP/3-M），第5-6位是元件的流水序号。提示：若元件有子元件，用“-”后的子元件字母代号+数字表示，如图中“-V1”城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件元件编号示例城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件元件的字母代号字母表示的意义A模块（单元）、手柄B扬声器、传感器E照明灯F微型断路器（MCB）、熔断器G充电器、蓄电池H指示灯K接触器、继电器S开关、按钮Y电磁阀、车钩V二极管P气表、电表X插座城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件3、元件位置编号元件在列车上的物理安装位置用位置号表示。用“＋”表示后面的字符为位置编号。第1位是车辆型式序号（用1～3表示，1为TC车，2为MP车，3为M车）；第2-3位是流水序号，用01～99表示；第4位是子位置（如果有）流水序号，用1～9表示；示例：＋173.1表示的是TC车一位端端部区域底架下的电控箱。城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件南宁地铁列车设备位置示意图（图0103、0104）城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件4、导线线号主线号规定：第1-2位为功能组代码,用11-99表示,第3-4位表示该电缆在该功能组图纸中的页码,用01-99表示；第5-6位为导线序号，用01-99表示。导线编号：由6位数字主线号和3位数字子线号组成说明：子线号是为了区分同一根导线不同分段使用的。子线号规定：第1位是车辆型式序号（用1～3表示，1为TC车，2为MP车，3为M车）；第2-3位是流水序号，城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件导线线号示例城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件5、屏蔽线编号

屏蔽导线线号的编写规见图所示，第1-2位是功能组代号，第3-4位是功能组页码，第5位S表示该导线是屏蔽导线，第6位是屏蔽导线的流水序号，用1～9表示；小数点后数字表示屏蔽导线不同段附属编号（假如有分段），其规则和导线的分段编号编写规则相同。如图1-18中的4芯屏蔽导线2303S2，M车上有2段，分别用线号2303S2.301和2303S2.302区分。城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件6、交叉引用标识

交叉引用用于电路图中元件主辅项参考或者导线电缆及信号源目标参考。它能够使阅图人员迅速在相同或不同图页中找到同一元件或设备的不同部分，以及跳转的电线电缆之间的连接关系。规定：由6位数字表示。用11-99表示,第3-4位表示该电缆在该功能组图纸中的页码,用01-99表示；第5位表示参照项或跳转位置在图幅X轴方向的区域编号。城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件7、继电器、接触器联锁（触点）的标注（自学）

用两位数字标注。第一位表示联锁顺序号，第二位则成对出现，“3、4”表示常开联锁的两个节点；“1、2”表示常闭联锁的两个节点。如图（A）中继电器“22-K108”，共有8对联锁，5对常开3对常闭。“13-14”表示第1对常开联锁，“61-62”表示第6对常闭联锁。图中（B）为接触器52-K203,“1-2、3-4、5-6”表示3对常开主触头，“13-14”和继电器的标注一样，表示接触器的第1对常开联锁。城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件8、车钩电气接线盒和车端电气连接装置的触点标注（自学）

车钩电气接线盒和车端电气连接装置是可拆式连接的接插件，标注方法见图（A）所示，自动车钩与永久车钩不同，永久车钩采用单对触点连接形式，自动车钩72-Y01为了保证可靠连接采用两对触点并联并联连接。9、压力开关标注（自学）

一般在压力开关符号旁标注压力开关的动作整定值。如图（B）,当气压小于3.8bar时，开关节点“1-2”闭合，当气压大于4.8bar时，开关节点“1-3”闭合，当气压处于3.8～4.8.bar之间时，节点保持先前状态，图中箭头方向即为节点分合方向。如图（C）,当气压小于0.4bar时，开关节点“T-H”闭合，当气压大于0.4bar时，开关节点“T-U”闭合。城轨列车电路图识读三本课件是可编辑的正常PPT课件感谢您的观看THISTEMPLATEDESIGNEDFORFEIERSHEJI城轨车辆电气控制2.1牵引电机转速控制

目录城轨列车牵引电机一.城轨列车牵引特性二.交流电机转速控制三.本课件是可编辑的正常PPT课件

城市轨道交通列车目前应用的牵引电机主要有交流牵引电机（三相异步电动机、永磁同步电动机和直线电机）和直流牵引电机（永磁无刷直流电机）两大类型，其中目前广泛采用的是交流牵引电机。（一）三相交流异步牵引电机三相鼠笼式异步牵引电机因其结构简单、维修方便、体积小、重量轻、功率大而广泛应用于轨道交通车辆的牵引。城轨列车牵引电机一本课件是可编辑的正常PPT课件1、结构组成定子+转子城轨列车牵引电机一本课件是可编辑的正常PPT课件2、安装方式-----架悬式安装城轨列车牵引电机一本课件是可编辑的正常PPT课件（二）永磁同步电机永磁电机采用永磁体生成电机的磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高结构简单，是很好的节能电机，随着高能的永磁体的发展，永磁电机目前已得到广泛应用。1、结构组成与三相异步电动机一样，也是由定子和转子组成，不同的是其转子结构采用了永磁体。城轨列车牵引电机一本课件是可编辑的正常PPT课件（1）转子----将永磁体内埋在铁芯中城轨列车牵引电机一本课件是可编辑的正常PPT课件（2）定子绕组----和异步电机相同城轨列车牵引电机一本课件是可编辑的正常PPT课件（三）交流电机工作原理

机械负载旋转起来定子对称三相绕组通入对称三相电流定子旋转磁场（磁场能量）

转子磁场相互作用

转子旋转起来

三相交流电能电磁转矩城轨列车牵引电机一结论：定子旋转磁场带动转子旋转。

本课件是可编辑的正常PPT课件1、列车牵引特性

当列车在某一定值的功率下运行时，随着运行速度的变化，其轮周牵引力F也作相应变化，即F=f（v）。这种牵引力随列车速度变化而变化的规律，称为列车的牵引特性。（1）理想牵引特性

城轨列车牵引特性二

无论是哪一种列车，它的最大功率是一定的，称为额定功率PN，即PN=F×v。由公式可见，当列车功率PN为定值时牵引力F与速度v成反比，把F与v的这种关系表示在坐标上是一条双曲线，称列车的理想牵引特性曲线。本课件是可编辑的正常PPT课件（2）实际的列车理想牵引特性在实际的应用中，受各种特定因素的影响，其曲线如下（1）恒牵引力（转矩）区：T=C，v=0vN。（2）恒功率区：T=C，v=vNvmax

。城轨列车牵引特性二本课件是可编辑的正常PPT课件2、三相异步电动机的固有机械特性

三相异步电动机的固有机械特性指在电源电压U1、电源频率f1及电动机参数固定并按照规定的方式接线的条件下，其电磁转矩T与转子转速n之间的关系。根据电机机械特性可知：电机的T、n与U1、f1、电动机参数、接线方式有关。城轨列车牵引特性二本课件是可编辑的正常PPT课件3、列车牵引特性与牵引电机特性之间的关系

由于列车是由牵引电机驱动的，列车速度v与电机转速n相关，牵引力F与电机电磁转矩T相关，因此只要控制电机的n、T变化以适应列车列车的牵引特性F=f（v）的变化规律，就可以用牵引电机的机械特性T=f（n）表示和“替代”列车的牵引特性。城轨列车牵引特性二本课件是可编辑的正常PPT课件（一）调速概述1、调速的概念人为的改变电动机的转速，使电动机的稳定工作点偏离固有特性，工作在人为机械特性上，称为调速。2、调速的方法

根据交流电动机的工作原理可知，交流电动机能够旋转是因为其定子中形成的旋转磁场与定子磁场相互作用的结果，简单来说就是定子旋转磁场带动转子旋转。因此只要改变旋转磁场的转速（同步转速）就可以改变转子转速。交流电机转速控制三结论：要改变电机转子转速n,只需要改变定子旋转磁场转速n1即可。

本课件是可编辑的正常PPT课件交流电机转速控制三

本课件是可编辑的正常PPT课件3、变频调速改变电源频率f1无级调速此种调速方法发展很快，且调速性能较好。优点是无级变速，变速范围大，且具有较硬的机械特性。非常适合用于列车牵引。缺点是需配备专门的变频电源，调速系统较为复杂，设备投资较高。变频电源

可变频率调节范围：0.5~几百赫兹交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件（二）异步电机变频调速的特性控制在进行变频调速时，电动机的稳定工作点偏离固有特性，如何在调速过程控制其机械特性的（转速n和转矩T的关系）变化以适合列车的牵引特性是变频调速控制的关键。交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件

交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件

交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件

如果把转速调低时U1=UIN保持不变，在减小f1时磁通Φ则将增加。这就会使磁路饱和（电动机磁通一般设计在接近铁心磁饱和点），从而增加励磁电流和铁损，导致电机过热，这是不允许的。交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件恒转矩调速时异步电动机的机械特性变化曲线交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件2、恒功率调速方式（2）在即高于额定转速调速时，应保持U1不变。这时磁通φ和转矩T都将减小。转速增大，转矩减小，将使功率近于不变。这是恒功率调速。如果把转速调高时的比值不变，在f1

增加的同时U1也要增加。U1超过额定电压也是不允许的。交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件恒转功率调速时异步电动机的机械特性变化曲线交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件变频调速时异步电动机的机械特性与列车列车理想牵引特性对比如图所示的对比不难发现，采用变压变频（VVVF）调速方法调节异步电机的转速，按照一定的控制规律，很容易的将其特性调节得和列车的牵引特性相“匹配”。交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件3、变频调速的特点：①基频以下调速，为恒转矩调速方式；基频以上调速，近似为恒功率调速方式；②调速范围大；③转速稳定性好；④运行效率高；⑤频率可以连续调节，变频调速为无级调速交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件（三）异步电动机矢量控制调速（拓展自学）交流调速理论的重大突破：矢量控制理论的提出。1、矢量控制定义：通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件2、矢量控制的目标让交流电动机的调速控制象直流电动机线性化。3、矢量控制的基本思想通过对交流电动机模型实施必要的坐标变换（矢量变换）实现定子电流励磁分量和转矩分量的有效解耦，从而得到类似于直流电机的以励磁电流、转矩电流比例控制电磁转矩的矢量控制模型，再仿造直流电动机控制方式建立交流电动机矢量控制调速系统。由于进行坐标变换的是电流（代表磁动势）的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统，简称VC系统（VectorControlSystem）。交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件变换过程具体的变换运算比较复杂，此处从略，需要时可参看相关参考文献。综合以上：矢量控制无非就四个知识：等效电路、磁链方程、转矩方程、坐标变换（包括静止和旋转）ABC坐标系

坐标系dq坐标系3/2变换C2s/2r交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件（四）异步电动机直接转矩控制调速（拓展自学）1、概述1984年德国鲁尔大学的DepenBrock提出直接转矩控制系统简称DTC(DirectTorqueControl)系统，是继矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。在它的转速环里面，利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，因而得名。交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件2、直接转矩控制原理直接采用空间电压矢量，直接在定子坐标系下计算并控制电机的转矩和磁通；采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节产生PWM（空间矢量SPWM）直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件总的来说，直接转矩控制就是通过对定子电压空间矢量的控制达到以下两个目的：（1）维持定子磁链幅值的恒定（2）控制定子磁链旋转速度的大小交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件矢量控制与直接转矩控制对比区别:（1）直接转矩控制建立在定子磁场旋转坐标系中。矢量控制建立在转子磁场旋转坐标系中（2）矢量控制一般具有PWM逆变器和定子电流闭环。直接转矩控制没有。相同：

目的：都是实现对磁链和转矩的解耦控制

控制目标：均是空间矢量.

数学模型：也都是建立在空间矢量的基础上直接转矩控制系统结构简单、控制方便。交流电机转速控制三本课件是可编辑的正常PPT课件感谢您的观看THISTEMPLATEDESIGNEDFORFEIERSHEJI城轨车辆电气系统2.2城轨车辆牵引主电路（1）目录牵引系统概述一.牵引主电路组成二.牵引主电路各部分原理三.本课件是可编辑的正常PPT课件（一）牵引系统的功能牵引系统的功能是实现列车的牵引和电气制动。1、牵引工况：为列车提供牵引动力：接触网（直流电）→三相交流电（变压变频）→牵引电机（牵引力）→列车。2、电气制动工况：（1）再生制动：列车动能→牵引电机（电能）→直流电→接触网（优先，条件是发电电压高于网压）。（2）电阻制动：列车动能→牵引电机（电能）→直流电→制动电阻（无法反馈时采用）。牵引系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件（二）牵引系统分类1、按电机性质分直流牵引系统（有刷直流系统已经淘汰，新型无刷直流牵引系统和交流系统类似）和交流牵引系统。2、按照拖动电机数分一拖二（1C2M）和一拖四（1C4M）3、按控制单元控制原理分矢量控制和直接转矩控制。牵引系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件（三）牵引系统的主要设备由受流器、避雷器、高速断路器、VVVF逆变器、牵引控制单元（DCU）、参考值转换器、牵引电机、制动电阻、接地装置组成。牵引系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件1、牵引主电路图牵引主电路二本课件是可编辑的正常PPT课件2、牵引主电路组成框图牵引主电路二输入电路滤波电路制动斩波电路VVVF逆变电路交流牵引电机牵引控制单元DCUDC1500V+－UVW本课件是可编辑的正常PPT课件3、牵引主电路主要设备牵引主电路二本课件是可编辑的正常PPT课件直流接触器1本课件是可编辑的正常PPT课件直流接触器2本课件是可编辑的正常PPT课件线路滤波电抗器的结构符号空心或带铁芯的线圈本课件是可编辑的正常PPT课件牵引逆变器内部本课件是可编辑的正常PPT课件牵引电机本课件是可编辑的正常PPT课件制动电阻箱本课件是可编辑的正常PPT课件轴端接地装置本课件是可编辑的正常PPT课件本课件是可编辑的正常PPT课件1、输入电路牵引主电路各部分原理三由DC1500V高压连接（高压箱、接地装置）、预充电回路、差动电流传感器、线电压传感器本课件是可编辑的正常PPT课件（1）DC1500V高压连接（高压箱、接地装置）将DC1500V电源引入逆变器，形成输入及回流回路。（2）预充电回路KM1、KM2、R1给逆变器滤波电容预充电（限流充电3S，短接接触器闭合）充满后再全流给逆变器上电；目的是防止初次上电时过大的充电电流损坏电路设备。牵引主电路各部分原理三本课件是可编辑的正常PPT课件（3）线电压传感器VH1检测输入电压。（4）差动电流传感器LH1、LH2检测输入电流及接地回流的差值，大于80A该回路高速断路器跳闸。主要探测从DC供电到牵引电机定子线圈的任何接地故障。牵引主电路各部分原理三本课件是可编辑的正常PPT课件2、滤波电路（中间直流电路）牵引主电路各部分原理三由LC滤波器（电感L和电容C）、持续放电电阻,中间电压传感器、泵升电压限制电路组成。本课件是可编辑的正常PPT课件（1）LC滤波器（电感L和电容C）滤除输入和输出杂波、限制逆变器损坏时产生的过电流。牵引主电路各部分原理三本课件是可编辑的正常PPT课件（2）持续放电电阻R2逆变器断电时泄放滤波电容中的电能。（3）中间电压传感器VH2检测中间直流电路的电压。（4）泵升电压限制电路V1、R3当逆变器处于制动状态时，防止发电电压过高损坏电路绝缘及电容器。如果直流侧电压上升到高于最大允许等级（2000V），逆变器将被关闭。牵引主电路各部分原理三本课件是可编辑的正常PPT课件3、制动斩波电路牵引主电路各部分原理三由两个制动斩波器，两个制动电阻器、两个电流传感器组成。

本课件是可编辑的正常PPT课件（1）制动斩波器由两个IGBT组成，其导通及关断由DCU发PWM信号触发，通过开关斩波作用，控制制动流入两个制动电阻中电流的大小；中间环节电压过高时，将超高能量转送到制动电阻中消耗；逆变器关闭时泄放滤波电容中的残存电压。并接在IGBT的两个二极管的作用是续流，目的是形成无功返送通路且防止IGBT断开时过高的反向电势损坏开关管。（2）中间电流传感器LH5、LH6

检测两个制动电阻回路电流。（3）制动电阻

消耗列车制动时的能量，把由列车制动时产生的电能转换成热能消耗掉从而产生制动力。牵引主电路各部分原理三本课件是可编辑的正常PPT课件（3）制动电阻

消耗列车制动时的能量，把由列车制动时产生的电能转换成热能消耗掉从而产生制动力。牵引主电路各部分原理三本课件是可编辑的正常PPT课件4、VVVF逆变电路牵引主电路各部分原理三VVVF逆变器由6个功率开关元件及6个二极管、构成，功率开关元件采用IGBT模块，由脉冲信号触发其导通及关断。本课件是可编辑的正常PPT课件（1）VVVF逆变器在牵引工况时，由6个功率开关元件及6个二极管构成三相桥式逆变电路，由DCU发PWM脉冲信号触发其导通及关断。把1500V的直流电逆变成变压变频三相交流电（额定电压1110V，额定频率75Hz）。并接在开关管两端的6个二极管此状态时起续流作用。（2）整流电路在制动工况时，IGBT开关管和二极管构成PWM整流电路，将牵引电机电气制动时发出的三相交流电整流成直流电，送回接触网或制动电阻中消耗掉，形成制动力。

牵引主电路各部分原理三本课件是可编辑的正常PPT课件5、牵引控制单元DCU牵引逆变器控制单元DCU涵盖开环/闭环控制任务和牵引逆变器故障保护的所有功能。DCU通过多功能车辆总线MVB连接到VCU，VCU可以实现牵引逆变器与控制指令层面之间的联系。

DCU通过GDU（IGBT驱动板）控制逆变器及制动斩波器的工作，实现逆变、斩波、整流等工作工况。DCU内设有冷却风扇，通过温度监测（两个散热片温度、进风口温度和ICU的PC板温度）进行控制。输出电流传感器LH3、LH4用于检测输出电流，为逆变器控制实现转矩控制提供电流反馈信号。牵引主电路各部分原理三本课件是可编辑的正常PPT课件6、牵引电机牵引主电路各部分原理三三相牵引电机，输出列车牵引所需的扭矩。逆变器采用1C4M的形式，牵引电机由于在转向架上的布置位置不同。每个转向架一台正转，一台反转，其接线为两台正序，两台反序。

本课件是可编辑的正常PPT课件感谢您的观看THISTEMPLATEDESIGNEDFORFEIERSHEJI城轨车辆电气系统2.2城轨车辆牵引主电路（2）目录逆变器工作原理一.牵引主电路工况二.牵引系统工作原理三.本课件是可编辑的正常PPT课件1、逆变电路把直流电变为交流电的电路。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。逆变器工作原理一CdVT1VT3VT5VT6VT4VT2ABCUd2Ud2L三相桥式逆变器主电路等效图本课件是可编辑的正常PPT课件2、逆变电路原理——主要解决问题：直流电和交流电的本质区别？（提问、探讨）电路如何把直流电变成交流电？（控制开关工作顺序）电路如何变频？改变开关变换导通的时间（周期）电路如何变压？（导通比α，PWM斩波）电路输出是方波，如何或得正弦波？（SPWM调制）如何控制电子开关的动作？（计算机控制）逆变器工作原理一本课件是可编辑的正常PPT课件①直流电和交流电的区别（本质：电势方向）

直流电的方向不随时间变化，而交流电的方向是随时间作周期性变化的。0tU0tU逆变器工作原理一本课件是可编辑的正常PPT课件②逆变——直流变交流（控制开关工作顺序）0tUR这样控制四个开关的开闭过程，供负载R得到不同方向的电压。逆变器工作原理一本课件是可编辑的正常PPT课件③变频原理：改变开关变换导通的时间（周期），即可改变输出交流电的频率。0tUR0tUR逆变器工作原理一本课件是可编辑的正常PPT课件④变压原理：通过改变开关的导通比α来改变了负载的电压，即通过PWM斩波调制的方法将矩形波变成若干段矩形波来控制平均输出电压。0tUR0tUR逆变器工作原理一本课件是可编辑的正常PPT课件⑤正弦波逆变控制原理：即通过SPWM斩波调制的方法将矩形波变为正弦波。0tUR0tUR逆变器工作原理一本课件是可编辑的正常PPT课件⑥如何控制电子开关的动作？（计算机控制）写程序计算机驱动电路电子开关tuRt1t2-uRt3电子开关的动作过程：1、t1-t2，k1、k2闭合，k3、k4断开。2、t2-t3，k3、k4闭合，k1、k2断开。3、重复上述动作。逆变器工作原理一本课件是可编辑的正常PPT课件结论改变开关开通的顺序就改变了电流的方向（逆变），改变开关开通的导通比α（导通时间和关断时间比)就改变了负载的电压（变压），改变开关工作周期(时间）就改变了频率（变频），这就是直-交变频调压的基本原理；也就是VVVF控制的基本原理。逆变器工作原理一本课件是可编辑的正常PPT课件1、牵引工况接触网→牵引逆变器→牵引电机牵引主电路工况二本课件是可编辑的正常PPT课件2、电制动工况（1）再生制动

牵引电机→牵引逆变器→接触网牵引主电路工况二本课件是可编辑的正常PPT课件（2）电阻制动

牵引电机→牵引逆变器→制动电阻牵引主电路工况二本课件是可编辑的正常PPT课件（一）牵引系统工作条件

牵引系统由牵引控制单元DCU控制，牵引系统必须满足以下三个条件才开始工作。（1）牵引方向（2）牵引授权指令（3）参考值1、牵引方向牵引方向由司机控制器方向手柄给出，且必须静止时进行，如果非零速（运行中）时换向，DCU将封锁牵引指令，TCMS将启动紧急制动。牵引系统工作原理三本课件是可编辑的正常PPT课件2、牵引授权指令牵引授权指令包含牵引指令和制动指令，由司机控制器主控手柄或ATO给出。牵引指令的必须满足以下条件才有效：（1）无制动指令（2）所有车门关好（3）主风缸压力达到牵引要求值（4）紧急制动已经缓解（5）所有空气制动及停放制动已经缓解牵引系统工作原理三本课件是可编辑的正常PPT课件3、参考值由司机控制器主控手柄或ATO给出。

人工驾驶时，参考值由司机控制器给出，自动驾驶时由ATO给出。参考值对应的是列车加速度的需求值，因此DCU需计算牵引给定力，并进行级位补偿、载荷补偿、轮径补偿，使得列车加速度与列车级位间呈线性关系。牵引系统工作原理三本课件是可编辑的正常PPT课件（二）牵引系统控制原理框图牵引系统工作原理三司机台控制台受电弓高速断路器线路接触器线路滤波器VVVF隔离开关轴端接地装置钢轨（电源负极）避雷器受电弓控制系统高速断路器控制系统线路接触器控制系统DCU牵引电机接触网（电源正极）硬线指令BCU空气制动装置网络指令（TCMS、VCU、MVB）轮对本课件是可编辑的正常PPT课件（二）牵引系统控制原理框图

牵引系统工作原理三本课件是可编辑的正常PPT课件牵引控制原理

列车牵引控制有继电器（硬线）控制和网络控制，并采用网络优先的控制方式，硬线紧急牵引控制作为备用。

在列车网络控制系统正常时，列车网络控制系统（TCMS）采集司机控制器或ATC系统的牵引、制动指令及级位（参考值）大小并通过MVB总线发送到DCU、BCU，完成列车的牵引及制动控制，并反馈牵引系统、制动系统的状态信息。

当列车控制网络故障时，采用紧急牵引模式，由继电器逻辑电路和列车硬线来实现列车的牵引和制动控制。牵引系统工作原理三本课件是可编辑的正常PPT课件（三）牵引系统的工作模式牵引系统的工作模式有两种：正常牵引和紧急牵引。1、正常牵引

正常牵引有人工驾驶模式和自动驾驶模式，由TCMS判断。当模式开关打到ATO模式，方向手柄在“向前”位，主控手柄在“零”位，并且有ATC发过来的ATO激活信号，列车处于自动驾驶模式。其他模式为人工驾驶模式。在自动驾驶运行过程中，自动驾驶模式建立条件丢失，列车进行紧急制动，列车模式自动转为人工驾驶模式。牵引系统工作原理三本课件是可编辑的正常PPT课件（1）人工驾驶模式

在人工驾驶模式下方向指令、牵引指令由硬线给出，参考值由司机控制器通过网络给定。牵引系统工作原理三牵引控制单元DCU牵引控制逆变器牵引电机TCMS主控手柄参考值牵引指令方向指令给定值本课件是可编辑的正常PPT课件（2）自动驾驶模式

在自动驾驶模式下方向指令、牵引指令由硬线给出，参考值由ATO通过网络给定。牵引系统工作原理三牵引控制单元牵引控制逆变器牵引电机TCMSATO参考值牵引指令方向指令给定值本课件是可编辑的正常PPT课件2、紧急牵引当列车控制网络故障时，采用紧急牵引模式，由继电器逻辑电路和列车硬线来实现列车的牵引和制动控制。牵引系统工作原理三牵引控制单元牵引控制逆变器牵引电机主控手柄参考值牵引指令方向指令固定参考值本课件是可编辑的正常PPT课件3、空电联合制动控制

TCMS参与列车的电制动分配，具体控制过程如下：牵引系统工作原理三本课件是可编辑的正常PPT课件谢谢聆听欢迎指正城轨车辆电气系统3.1城轨车辆辅助供电系统及供电电路目录辅助供电系统概述一.辅助供电系统电路形式二.辅助供电系统电路分析三.本课件是可编辑的正常PPT课件（一）车辆辅助供电系统结构组成辅助供电系统为电动车组上除牵引动力系统之外的所有用电设备提供电力，是电动车组的重要组成部分。辅助供电系统由辅助逆变器、低压电源装置（蓄电池和相关电气设备、隔离开关、接触器、故障转换装置等部分构成。1、辅助逆变器辅助逆变器又称静止逆变器，是一种将直流电压变换为三相50Hz，380V/220V交流电源的能量变换设备。主要负载包括空调设备、空气压缩机、通风机、挡风玻璃除霜器、方便插座、客室照明及刮雨器等。城轨车辆辅助供电系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件2、直流电源直流DC110V电源，车辆上控制电路的供电电源。同时兼作蓄电池的充电器，在正常工作时对蓄电池充电。3、隔离变压器保证电气设备及操作人员的安全，将高压用电设备与低压用电设备，尤其是需要人工操作的设备，进行电气隔离。并通过设计不同的匝数比来满足不同的电压等级。4、蓄电池（1）作用：

DC110V的备用电源。城轨车辆辅助供电系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件（二）辅助供电系统的供电方式——分散供电和集中供电1、分散供电：每单元配备多个静止逆变器供电方式。每节车辅助逆变器容量75～80kVA，DC110V电源功率约25kW地铁车辆（4M2T，6节编组）

城轨车辆辅助供电系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件

每单元配置2台静止逆变器，容量120kVA/台，且每台含有DC110V电源，功率12kW。法国Alston地铁车辆4M2T城轨车辆辅助供电系统概述一分散供电本课件是可编辑的正常PPT课件2、集中供电：每单元配备一个静止逆变器的供电方式每单元配置1台静止逆变器，容量250kVA/台，且每台含有DC110V电源，功率25kW。国外某型地铁车辆4M2T城轨车辆辅助供电系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件每单元配置1台静止逆变器，容量140kVA/台。轻轨车辆2M2T4辆编组

城轨车辆辅助供电系统概述一集中供电本课件是可编辑的正常PPT课件4、南宁地铁车辆辅助供电系统供电方式——集中供电（

4M2T）城轨车辆辅助供电系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件3、分散供电和集中供电方式优缺点分散供电冗余度大，均衡轴重好配置，但造价大些，且总重也高些。集中供电冗余度小，每轴配重难以一致，但相对而言，总重和成本低些。早期由于电子开关管及逆变器的制造技术没有发展到现今高度，逆变器的体积比较庞大，考虑到冗余度与轴重均衡，早期地铁车辆中分散供电方式较常见。如今随着技术的发展，逆变器的体积越来越小，性能越来越优秀，现今制造的地铁列车都是采用集中供电的形式。城轨车辆辅助供电系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件1、辅助逆变器电路形式1----双逆变器型两电平逆变电路电容分压，两台逆变器串联（可使用低耐压管）。A、一台三绕组变压器变压（一次侧磁路叠加）。B、两台双绕组变压器变压（二次侧电路叠加）。辅助供电系统电路形式二本课件是可编辑的正常PPT课件2、辅助逆变器电路形式2----单逆变器型三电平逆变电路其优缺点和双逆变器电路相似。输出电压为l2阶梯波,其谐波含量小。辅助供电系统电路形式二本课件是可编辑的正常PPT课件3、辅助逆变器电路形式三----单逆变器型两电平逆变电路1先斩波降压→→直接逆变→→三绕组变压器变压辅助供电系统电路形式二本课件是可编辑的正常PPT课件3、辅助逆变器电路形式三----单逆变器型两电平逆变电路2直接逆变→→三绕组变压器变压辅助供电系统电路形式二本课件是可编辑的正常PPT课件几种逆变器性能对比双逆变器逆变电路和单逆变器型三电平逆变电路虽然有输出电压谐波小，器件承受电压低的优点，但是存在电路器件多，控制复杂，故障概率高的缺点。新发展的单逆变器直接逆变相对于双逆变器及三电平逆变器方案，其开关损耗略大，逆变器效率较低，功率电子器件换流时承受的电压较大等缺点，但是随着技术的提高，这些问题逐步得到解决。目前生产的城市轨道列车全部都采用了单逆变器型直接逆变电路。辅助供电系统电路形式二本课件是可编辑的正常PPT课件（一）南宁地铁辅助供电电路组成辅助供电系统电路分析三本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理

在逆变电路中，直流输入高压经直流滤波电抗器（FL）、电容器充放电电路（R1、KM2、R2）、直流滤波电容器(FC)，送至IGBT逆变器进行逆变后输出PWM波交流电压，送入输出变压器（TR1）进行电压隔离、降压，再经三相交流滤波器（ACC）滤波得到低谐波含量的三相准正弦电压后输出三相380VRMS/50Hz电压，从任何一相输出线与变压器的中性点之间均可得到单相交流220VRMS电压。DC110V蓄电池充电机电路采用三相全波整流+半桥式高频DC/DC电路。从逆变器电路输出的稳定的3AC380V电压经过三相电抗器（AL）输入到DC110V充电机模块。DC110V充电机电路工作原理为：3AC380V电压经过自动开关（QF11）、预充电电阻（RD1、RD2）后输入到三相整流桥整流，滤波后得到直流电压（中间电路电压），当中间电路滤波电容电压达到一定值后，闭合接触器KM11短接预充电电阻。中间电路电压经半桥变换电路变换为高频矩形波电压、经高频变压器进行隔离、降压后，再经高频整流桥整流、电抗器、电容器滤波后得到稳定的DC110V电源，给110V蓄电池组充电及去DC110V干线。辅助供电系统电路分析三本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——1.输入及预充电电路辅助供电系统电路分析三由充电电阻（R1）、充电接触器（KM2）及短接接触器（KM1）等组成。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——2.直流滤波电路辅助供电系统电路分析三输入滤波由直流滤波电抗器（FL）和滤波电容器（FC）组成LC滤波电路。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——3.三相桥式逆变电路辅助供电系统电路分析三

IGBT逆变电路为两电平电压型逆变电路，逆变器输出电压基波频率50Hz。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——4.输出隔离变压器辅助供电系统电路分析三输出变压器(TR1)为Δ/Y形接法，它将IGBT逆变器输出电压变换为三相四线制的输出电压，并提供DC1500V高压电源与交流输出电压间的电气隔离。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——5.交流滤波电路辅助供电系统电路分析三由TR1的漏电抗、三相补偿电容器（ACC）、抗干扰电路Z1（EMI）组成。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——6.DC110V输入滤波及预充电电路辅助供电系统电路分析三由滤波电抗器（AL）和KM11、R01、R02组成。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——7.三相桥式整流电路辅助供电系统电路分析三由AF1组成。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——8.单相半桥逆变电路（高频方波）辅助供电系统电路分析三由CF1、CF2、A2组成，输出高频方波交流电。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——9.高频隔离降压变压器及高频整流辅助供电系统电路分析三由TM2高频隔离变压器及AF2高频单相桥式整流电路组成。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——10.DC110V输出滤波电路辅助供电系统电路分析三由滤波电抗器（DL）、滤波电容器（CF3）组成LC滤波电路、抗干扰电路Z2（EMI）。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——11.DC24V变换电路辅助供电系统电路分析三由两台直流-直流变换电路（直流斩波电路）并联输出组成。本课件是可编辑的正常PPT课件（二）电路原理——12.信号检测电路辅助供电系统电路分析三1)电压传感器VH1、VH2分别检测输入电压和FC电压；2)电流传感器LH1检测输入电流；3)电流传感器LH2、LH3分别检测逆变器输出的U相与W相电流；4)电压互感器VH4模块检测SIV的U、V、W相输出电压；5)电流互感器TA1、TA2、TA3检测SIV的U、V、W相输出电流。6)电压传感器VH11检测充电机电路三相整流后电压（中间电压）7)电压传感器VH12检测充电机输出直流电压8)电流传感器LH11检测充电机输出电流9)电流传感器LH12检测充电机蓄电池充电电流本课件是可编辑的正常PPT课件谢谢聆听欢迎指正城轨车辆电气系统

3.2直流110V供电电路目录110V直流系统概述一.110V直流供电电路二.110V直流供电电路工作原理三.本课件是可编辑的正常PPT课件城轨列车控制系统采用的是110V直流电，它由蓄电池及蓄电池充电机提供。蓄电池充电机把辅助逆变器逆变的380V三相交流电变换为110V直流电，向蓄电池充电，并通过列车直流供电电路向全车的所有的直流负载供电。本课件是可编辑的正常PPT课件（一）直流系统组成1、110V直流供电系统组成

全列车由两套蓄电池组（容量140A·h）和蓄电池充电机（25KW）组成。每套直流系统都能承担列车全部的直流负载，实现100％的冗余功能。在紧急情况下（如供电中断），所有蓄电池能够提供为紧急照明、紧急通风等负载提供45min的紧急供电。2.作用

升弓前由蓄电池提供正常负载和紧急负载的供电；升弓后由蓄电池充电机提供正常负载的供电，同时，蓄电池充电机对蓄电池进行充电。110V直流系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件3、低压供电电路分布蓄电池充电机蓄电池永久负载常规负载电子负载（延迟）110V直流系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件4、低压供电电路分布——南宁地铁110V直流系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件（二）直流供电电路为了给列车不同用途的直流负载提供电能，直流系统在列车有三条直流电源母线：1、永久负载线

即使列车未激活，只要蓄电池刀开关处于合闸状态，永久负载列车线必须一直有电。它给列车永久负载供电。永久负载包括以下负载：列车激活回路负载列车激活监控环路负载110V直流系统概述一本课件是可编辑的正常PPT课件2、常规负载（正常负载）